Evolutionary optimization methodology for resonant converter design considering photovoltaic systems
Rezonans dönüştürücü tasarımı için fotovoltaik sistemler dikkate alınarak evrimsel optimizasyon metodolojisi
- Tez No: 638655
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ REVNA ACAR VURAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 149
Özet
Seri Rezonans Dönüştürücü (SRC) tasarım parametreleri, SRC'yi oluşturan rezonans tank devresi, transformatör ve doğrultucu devrenin devre karakteristiklerini değerlendirilerek hesaplanır. Bu özelliklerin değerlendirilmesi, parametrelerin genel sistem performansı üzerindeki çeşitli etkilerinin araştırılmasına yardımcı olur ve dönüştürücü parçalarını daha verimli ve birbirleriyle daha uyumlu olacak şekilde optimize eder. Transformatör, SRC'nin ana izolasyon kısmıdır ve bu parçanın optimum tasarımı, transformatör kayıplarının yanı sıra maliyet ve devre boyutunun azaltılmasını da sağlar. Tasarım doğruluğunu arttırmak için, 5 parametreli ve 9 parametreli transformatör modelleri önerilmiştir ve transformatör yüksüz kaybını (NLL) ve yük kaybını (LL) en aza indirmek için bu modellerin performansları karşılaştırılmıştır. Ayrıca, trafo maliyetinin ve büyüklüğünün azaltılması başka bir amaç fonksiyonu olarak çalışılarak daha iyi bir devre performansı sağlanmıştır. Optimizasyon üç evrimsel algoritma (EA) kullanılarak gerçekleştirilmiştir: Önerilen iki modele göre transformatör kaybının en aza indirilmesi için Genetik Algoritma (GA), Diferansiyel Evrimsel Algoritma (DEA) ve Hakim Olmayan Sıralama Genetik Algoritma-II (NSGA-II). Tek ve üç fazlı transformatörler için tasarım parametrelerinin NLL ve LL üzerindeki etkilerini araştırmak için de optimizasyon süreci uygulanır. Akı yoğunluğu, transformatör tasarım parametreleri optimize edildikten sonra Sonlu Elemanlar Yöntemi (FEM) kullanılarak hesaplanır. Toplam edinim maliyeti, yüksüz kayıp ve yük kaybı değerlerinin dikkate alındığı bir ölçüm aracı olarak kullanılır. SRC yenilenebilir bir enerji sistemi olan fotovoltaik (PV) sistem için tasarlanmıştır. İlk olarak, PV dizisi, hava koşulları dikkate alınarak seri bağlantılı 6 modül için inşa edilmiştir. Dizi karakteristikleri seçilen bölgeye (Yıldız Teknik Üniversitesi - Elektronik ve Haberleşme Binası Çatı Bölümü) ve gölgesiz veya gölgeli konfigürasyon fonksiyonlarına göre toplanır. Dönüştürücü topolojisi tasarlanırken daha iyi performans sağlamak için yıllık üretilen güç ve çıkış gerilimi değişimi bu tasarımdan elde edilir. Azimut açısı, eğim açısı, iki panel arasındaki mesafeler ve izleme türleri fotovoltaik veri toplama işlemi için ana optimizasyon parametreleridir. Helioscope ve Design Builder programı, seçilen bölgenin gerçek fotovoltaik tasarım modülünü simüle etmek için kullanılır.
Özet (Çeviri)
Series Resonant Converter (SRC) design parameters are calculated by evaluating circuit characteristics of resonant tank circuit, transformer and rectifier circuit that constructs SRC. Evaluation of these characteristics helps to investigate various effects of parameters on the overall system performance and optimizes converter parts to be more efficient and compatable with each other. Transformer is the main isolation part of SRC and optimal design of this part leads to reduce transformer losses as well as cost and circuit size. In order to provide more accurate design, 5-parameter and 9-parameter transformer models are suggested and compared to minimize transformer no-load loss (NLL) and load loss (LL). Moreover, reduction of transformer cost and size are also studied as another objective function by providing better circuit performance. Optimization is carried out utilizing three evolutionary algorithms (EAs): Genetic Algorithm, Differential Evolutionary Algorithm and Non-dominated Sorting Genetic Algorithm for transformer loss minimization according the suggested two models. Flux density is calculated using Finite Element Method (FEM) after transformer design parameters are optimized. Total owning cost is used as a measurement tool by taking into account of no-load and load loss values. SRC is designed for photovoltaic (PV) system which is a renewable energy system. First, PV array is constructed for 6 modules in series connection taking into account of weather conditions. Array characteristics are collected according to selected region (Yildiz Technichal University – Dept. of Electronics and Communication Building Roof) and according to non shaded or shaded configuration functions. Annual generated power and output voltage variation are gathered from this design to provide better performance when designing a converter topology. Azimuth angle, tilt angle, distances between two panels and tracking types are the main optimization parameters for photovoltaic data collection process. Helioscope and Design Builder program are used to simulate the real photovoltaic design module.
Benzer Tezler
- Topology design of Vlasov beam sections
Vlasov kirişlerinin topoloji tasarımı
FATİH ÇETİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHA ORAL
- An evolutionary methodology for conceptual design
Kavramsal tasarıma evrimsel bir yaklaşım
SERKAN GÜROĞLU
Doktora
İngilizce
2005
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
PROF.DR. ABDÜLKADİR ERDEN
- Development of a new methodology for path optimization of underground mine haul roads using evolutionary algorithms
Yer altı madenlerinde ana nakliye yolu güzergâhının optimize edilmesi maksadıyla evrimleşen algoritmalara dayalı yeni bir metodoloji geliştirilmesi
AHMET GÜNEŞ YARDIMCI
Doktora
İngilizce
2018
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMaden İşletme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CELAL KARPUZ
- Energy and daylight performance optimization for high-rise office buildings
Yüksek ofis binaları tasarımı için enerji ve gün ışığı performans optimizasyonu
MUHİTTİN YUFKA
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
MimarlıkYaşar ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İKBAL SEVİL SARIYILDIZ
- Implantable antennas for wireless data telemetry: Design, simulation, and measurement techniques
Başlık çevirisi yok
TUTKU KARAÇOLAK
Doktora
İngilizce
2009
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMississippi State UniversityDR. ERDEM TOPSAKAL