Restoration of voltage and frequency for ac islanded microgrids based on stochastic cooperative secondary control
Stokastik kooperatif ikincil kontrol temelli ac adalanmış mikroşebekeler için voltaj ve frekansın yeniden tesisi
- Tez No: 878527
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SEFER KURNAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Altınbaş Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 141
Özet
Mikro şebeke (MG), yenilenebilir enerji kaynaklarına dayanan elektrik üretimi ve dağıtımı için yeni modellerden biri olarak kabul edilir ve bu modern modelin de temelini oluşturur. Ayrıca, farklı türde üretim ekipmanları arasındaki karmaşık etkileşimler ve yenilenebilir enerji kaynaklarının benzersiz özellikleri, MG yönetimini son derece karmaşık ve zor hale getirir. Bu tezde, MG'lerin yönetimi için çok etkili bir yaklaşım olarak stokastik dağıtılmış işbirlikçi kontrol (SDCC) önerilmektedir. Bu, birden fazla hedefi aynı anda ele alma ve karmaşık sistemleri doğru bir şekilde temsil etme kapasitesine sahip olmasından kaynaklanmaktadır. Tarihi olarak, her biri farklı zaman ölçeklerinde çalışan üç seviyeli hiyerarşik yapılar geliştirilmiştir. Sistem kararlılığını sürdürmek ve doğru güç dağıtımını sağlamak için hızlı bir şekilde çalışmak, birincil seviye kontrol işlevlerinin en önemlilerinden biridir. İkincil kontrol seviyesinin işlevi, birincil kontrol seviyesi tarafından değiştirilen değişkenleri eski haline getirmektir. Üçüncül kontrol seviyesi ise optimal ekonomik dağıtımı sağlamak ve enerji üretimiyle ilgili parasal maliyeti azaltmakla ilgilenir. Ayrıca, ana şebeke ile MG arasındaki uygun koordinasyon sağlanır. Bununla birlikte, bağımsız MG'ler, hem güç çıkışında hem de taleptaki hızlı dalgalanmalara karşı duyarlıdır ve üçüncül kontrol seviyesinde yavaş tepki süresi sergilerler. Son yapılan bir çalışma, bu kontrolün, ikincil kontrol seviyesinde kullanılan zaman diliminde yapılmasının tavsiye edildiğini göstermektedir. Bu nedenle, bu tezde ada AC MG'leri özelinde yeni bir SDCC yaklaşımı sunulmaktadır. Ana amaç, frekans ve voltaj üzerinde ikincil kontrol sağlamaktır. Bu çalışmada kullanılan kontrolörler, sanal empedans ve sabit orantısal rezonans düşüş kontrolünü kullanan işbirlikçi kontrol yöntemlerine dayanmaktadır ve Dragonfly algoritması (DA) tarafından kullanılan akıllı ortalama dağıtılmış ikincil kontrol ile entegre edilmiştir. Önerilen metodoloji, DG'ler için voltaj ve frekans restorasyonunda ortalama kare senkronizasyonunun sağlanma potansiyelini göstermektedir. Optimal ekonomik performansa ulaşmanın yanı sıra, etkin bir aktif güç tahsisini garanti etmek de önemlidir. Bu, veri tıkanıklığını etkili bir şekilde azaltan ve iletişimde büyük bilgi paylaşımı gereksinimini minimize eden seyrek bir iletişim ağı kullanılarak sağlanır. Ele alınan dağıtılmış mimari, reaktif güç paylaşımı ve voltaj yönetiminin çelişen hedeflerini uyumlu hale getiren mantıklı ve tutarlı bir çözüm sunar. Kapsamlı deneysel ve modelleme araştırmaları, MG'lerde önerilen SDCC sistemlerinin etkinliğini desteklemiştir. Bu çalışmalar, MG'lerdeki operasyonel durumlara, yük değişikliklerine, MG yapılandırmasındaki değişikliklere (DG'lerin bağlantısının kesilmesi ve yeniden bağlanması gibi) ve iletişim bağlantısı arızalarına odaklanmıştır. Önerilen metodolojilerin avantajlarını vurgulamak için daha fazla deney yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
Microgrid (MG) is considered one of the new models for electricity production and distribution that relies on renewable sources of energy, and it is also the basis for this modern model. Also, the complex interaction between different types of production equipment as well as the unique features of renewable energy sources make MG management extremely complex and challenging. In this thesis, stochastic distributed cooperative control (SDCC) is suggested as a very effective approach for managing MGs. This is due to its ability to address multiple objectives at once and its capacity to accurately represent complex systems. Historically, hierarchical structures have been developed with three levels, each operating on distinct time scales. Maintaining system stability and operating at a rapid rate to ensure accurate power distribution is one of the most important primary-level functions. While the function of the secondary control level is to return the variables that were modified by the primary control level, The tertiary level of control is concerned with achieving optimal economic distribution in addition to reducing the monetary cost associated with energy production. Also, proper coordination between the main grid and MG is ensured. Nevertheless, standalone MGs are susceptible to rapid fluctuations in both power output and demand while exhibiting a sluggish reaction time at the tertiary control level. A recent study indicates that it is advisable to do this control within a time frame like that employed at the SC level. vii Therefore, this thesis presents a new SDCC approach in the specific setting of island AC MGs. The primary aim is to attain SC over frequency and voltage. The controllers used in this work are based on cooperative control methods that use a virtual impedance and stationery proportional resonant droop control integrated with the intelligent averaging distributed SC utilized by the Dragonfly algorithm (DA). The potential for achieving mean-square synchronization in the domain of voltage and frequency restoration for DGs is demonstrated by the proposed methodology. In addition to attaining optimal economic performance, it is imperative to guarantee an effective allocation of active power. This is achieved by employing a sparse communication network, which efficiently mitigates data congestion and minimizes the requirement for substantial information sharing in communication. The distributed architecture under consideration offers a logical and cohesive resolution that harmonizes the divergent objectives of reactive power sharing and voltage management. Comprehensive experimental and modelling investigations have supported the efficacy of the suggested SDCC systems in MGs. These studies have focused on the operational situations in MGs, such as load changes, the ability to adapt to changes in MG configuration (like disconnecting and reconnecting DGs), and communication link failures. Further experiments have been undertaken to underscore the advantages of the methodologies that have been proposed.
Benzer Tezler
- Multilayer architecture for voltage and frequency control in networked microgrid
Ağ mikrogridinde gerilim ve frekans kontrolü içinçoklu oyuncu
BİLAL HASSAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Aydın ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURTAZA FARSADİ
- Genel amaçlı biopotansiyel kuvvetlendirici
General purposes biomedical signal amplifying
CEYHUN SEZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. MEHMET KORÜREK
- Scada sistemlerin incelenmesi ve OG elektrik dağıtım tesislerine uygulanması
The study of scada system and applications to medium voltage distrd3ution systems scada
NECMETTİN BERÇİN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER USTA
- Ada durumda işletilen mikro şebekelerde frekansın bulanık kontrolcü ile regülasyonu
Frequency regulation of islanded microgrids with fuzzy controller design
KAZIM YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ
- Aşırı yüklere bağlı bozulmalar sonucunda dağıtım sistemlerinin restorasyonu
Restoration of ditribution systems during excessive loads
BERRİN ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. NESRİN TARKAN