Yenilenebilir enerji üretim sistemleri için kesintisiz geçişli şebeke bağlantılı 3-fazlı 4-kollu gelişmiş t-tipi evirici uygulaması
Application of grid-connected 3-phase 4-leg advanced t-type i̇nverter for renewable energy generation systems with seamless transition
- Tez No: 618476
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET UÇAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Düzce Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 135
Özet
Alçak gerilim uygulamalarında verimliliği artırmak amacıyla 3-seviyeli T-tipi Nötr Noktası Bağlantılı (T-NPC) evirici yapısı sıkça kullanılmaktadır. Son zamanlarda, orta bacaktaki çift yönlü anahtarda düşük iletim kayıplarına sahip ters blokeli IGBT (Reverse Blocking IGBT, RB-IGBT) kullanılması ile daha verimli olan gelişmiş T-NPC (Advanced T-NPC, AT-NPC) evirici yapısı geliştirilmiştir. Şebeke hatası durumda evirici şebekeden ayrıldığında, geleneksel 3-fazlı 3-kollu eviricilerin faz gerilimleri dengesiz yükler tarafından etkilenir. Bu tez çalışmasının amacı alçak gerilim yenilenebilir enerji üretim sistemleri için ada modlu ve şebeke bağlantılı çalışabilen, bu çalışma modları arasında kesintisiz transfer sağlayabilen 3-fazlı 4-kollu AT-NPC yapısında 3-seviyeli eviricinin tasarımı, denetimi ve gerçekleştirilmesidir. Önerilen 3-fazlı 4-kollu evirici sistemiyle ada modunda 1-fazlı ve dengesiz 3-fazlı yük gruplarının dağıtık üretim üniteleri tarafından beslenmesi sağlanmaktadır. Önerilen evirici şebeke bağlantılı çalışmada Proportional Resonant (PR) tabanlı akım kontrollü olarak, ada modlu çalışmada ise Proportional Multi Resonant (PMR) tabanlı gerilim kontrollü olarak tasarlanmıştır. Bu çalışma modları arasında kesintisiz transfer sağlayabilmek için kaskat kesintisiz transfer yöntemi önerilmiştir. 3-seviyeli 4-kollu evirici için Taşıyıcı Tabanlı Darbe Genişlik Modülasyonu (TTDGM) tekniği ile 20 kHz anahtarlama sinyalleri üretilmiştir. 3-fazlı 4-kollu AT-NPC tipi 3-seviyeli evirici sisteminin deneysel testleri için 2,5 kVA gücünde bir laboratuvar prototipi kurulmuştur. Önerilen sistemin PSIM yazılımı aracılığıyla benzetimi ve PSIM/SimCoder yazılımı ile de model tabanlı gömülü kodlarının üretimi yapılmıştır. Eviricinin gerçek zamanlı denetimi ise TMS320F28335 sayısal işaret denetleyici kart (Digital Signal Controller, DSK) ile gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak önerilen kontrol yöntemi sayesinde evirici sistemi hem ada modlu hem de şebeke bağlantılı olarak çalıştırılmış ve bu çalışma modları arasında kesintisiz transfer gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In order to increase efficiency of the inverter, 3-level T-type Neutral Point Clamped (T-NPC) inverter structure is frequently used in low voltage applications. Recently, Advanced T-NPC (AT-NPC) inverter structure has been developed by using Reverse Blocking IGBT (RB-IGBT) with low conduction losses in the middle leg bidirectional switch. When the inverter disconnects from the grid in the event of a grid failure, the phase voltages of conventional 3-phase 3-leg inverters are affected by unbalanced loads. The object of this thesis is to design, control and implement a 3-level high efficiency inverter in 3-phase 4-leg AT-NPC topology capable of being operated in islanding and grid connected modes and of seamless transferring between these modes, for low voltage renewable disturbed generation systems. With the proposed 3-phase 4-leg inverter system, 1-phase and unbalanced 3-phase load groups in islanding mode can be fed by distributed generation units. The inverter is designed as current controlled based on Proportional Resonant (PR) controller in grid connected mode operation and designed as voltage controlled based on Proportional Multi Resonant (PMR) controller in islanding mode operation. In order to provide seamless transfer between these operating modes, cascade seamless transfer method is proposed by combined these control techniques in this work. For the 3-level inverter, 20 kHz switching signals are generated with Carrier Based PWM (CBPWM) technique. A laboratory prototype 2,5 kVA rated power of 3-pahse 4-leg AT-NPC type 3-level inverter system has been installed. Simulation studies of the proposed system have been carried out via PSIM software and model-based embedded codes generation for Digital Signal Controller (DSC) have been carried out with PSIM/SimCoder software. The real time controlling of the inverter system is achieved with TMS320F28335 DSC card. As a result, with the proposed control method, the inverter is operated in both island mode and grid connected mode and seamless transfer between these operating modes has been realized.
Benzer Tezler
- Smart grid and energy storage systems for end-use energy efficiency and transition to 100% renewable energy in cities
Şehirlerde %100 yenilenebilir enerjiye geçiş ve son kullanıcı verimliliği için enerji depolama ve akıllı şebeke sistemleri
SEÇKİN BAKIRCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TANAY SIDKI UYAR
DR. ÖĞR. ÜYESİ EGEMEN SULUKAN
- An optimal generation dispatch for a reliable and environment friendly microgrid using multi-objective optimization
Güvenilir ve çevre dostu bir mikro şebeke için çok amaçlı optimizasyon tabanlı optimum üretim dağıtımı
IKRAMUL HASAN SOHEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ
- Fotovoltaik-yakıt hücreli bir hibrit elektrikli aracın modellenmesi ve simülasyonu
Modelling and simulation of a photovoltaic-fuel cell hybrid vehicle
EYYÜP TAŞKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN ÜLKER
- Thermo-elastic analysis and multi objective optimal design of functionally graded flywheel for energy storage systems
Enerji depolama sistemleri için fonksiyonel derecelendirilmiş volan termoelastik analizi ve çok parametreli optimizasyonu
ALPER UYAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM OZKOL
- Verimliliği düşmüş bataryaların hizmet sektöründe kullanımı:Akıllı tesis uygulaması
Use of repurposed ev batteries in the service sector: A smart facility application
DENİZHAN GÜVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖZGÜR KAYALICA