Enhanced control structure for grid connected photovoltaic systems under different operating conditions
Farklı çalışma koşullarında şebeke bağlantılı fotovoltaik sistemler için gelişmiş kontrol yapısı
- Tez No: 887375
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET TEKE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 181
Özet
Şebekeye bağlı fotovoltaik sistemlerin şebekeye artan entegrasyonu, elektrik şebekesinde güç kalitesi (PQ) için zorluklar oluşmakta ve şebekedeki interharmonikler konusunda önemli problemler doğurmaktadır. Şebeke için gerekli PQ standartlarına uygun bir güç sağlamak, invertörlerin kontrol yapısının doğru gerçekleştirilmesine bağlıdır. Bu tez çalışması, interharmonik üreticilerin özelliklerini, emisyon sıcaklıklarını, performans üzerindeki çeşitli değişkenleri ve farklı sistem koşulları altında azaltma tekniklerini önermektedir. Bu amaç için, interharmonik üreten karakteristik özelliğiyle ile maksimum güç noktası izleme (MPPT) programlarının bozulmayan adım boyutu ve hareket hızı gibi parametreleri arasında güçlü bir ilişki tanımlanmıştır. Büyük adım boyutu ve hızlı vuruş hızı takip performansını arttırabilir fakat şebeke akımının frekans spektrumunda ölçülen ara harmonikleri artırıbilir. İnterharmonik üretme karakteristiği ile geliştirilen kontrol sistemleri arasındaki ilişkiler aktif ve reaktif güç desteği, şebeke anormallikleri, düşük voltajlı sürüş desteği (LVRT), voltajın düşmesi/yükselmesi koşulları, şebeke dağılımının sapması ve DC-link kapasitanındaki değişimler için analiz edilmiştir. Buna göre, bu parametrelere bağlı olan interharmonik frekanslarını tahmin etmek için yeni matematiksel denklemler önerilmiştir.. Ek olarak, MPPT algoritmalarının parametrelerini eviricinin DC hat voltajıyla ilişkilendiren bir matematiksel iyileştirme önerilmiştir. Böylece bu denklemler ara harmoniklerin tespit edilmesinde kullanılabilmektedir. Önerilen teknik, tek fazlı şebekeye bağlı PV sistemlerinde ara harmoniklerin emisyonunu azaltmak amacıyla çeşitli MPPT algoritmalarını değiştirmek için uygulanabilir. Önerilen yöntemler, çeşitli MPPT algoritmalarının, performans özelliklerini ve izleme verimliliklerini en üst düzeye çıkarırken, üretilen interharmonikleri ve toplam harmonik bozulmayı (THD) etkili bir şekilde en aza indirecek şekilde değiştirilmesine dayanmaktadır. Bu nedenle, frekans spektrumundaki ara harmoniklerin dağılımı değiştirmekte ve enjekte edilen şebeke akımının güç kalitesi iyileştirmektedir.
Özet (Çeviri)
Increasing the penetration level of grid-connected photovoltaic systems poses challenges to the utility grid power quality (PQ) and raises significant concerns regarding the interharmonics in the injected grid current. Delivering efficient power that meets grid PQ standards depends on the enhancements to be made in the control structure of the inverters. This thesis is devoted to investigating the characteristics of interharmonics generation, mechanisms of emission, and their effects on the inverter performance, as well as proposing mitigation techniques under various operating conditions. For these purposes, a strong relationship has been identified between the interharmonics generating characteristics and the parameters of the maximum power point tracking (MPPT) algorithms, such as the perturbation step size and sampling rate. Utilizing a large step size and fast sampling rate enhances the tracking performance but also increases the injected interharmonics in the frequency spectrum of the grid current. The relation between interharmonics generating characteristics and the developed control systems is analyzed under active and reactive power support, utility grid abnormalities, e.g., low-voltage ride-through (LVRT), voltage sag/swell conditions, deviation of grid frequency, and the variation in the dc-link capacitance. Accordingly, new mathematical expressions are proposed to predict the interharmonics frequencies based on these parameters. Additionally, a mathematical development is proposed that relates the parameters of the MPPT algorithms to the DC-link voltage of the inverter. These equations can be used in the detection process of interharmonics. The proposed technique is applied to modify the various MPPT algorithms to mitigate the emission of interharmonics in single-phase grid-connected PV systems. The proposed methods are based on modifying various MPPT algorithms to maximize their performance characteristics and tracking efficiencies while effectively minimizing the generated interharmonics and total harmonic distortion (THD). Therefore, the distribution of interharmonics in the frequency spectrum is modified, and the power quality of the injected grid current is improved.
Benzer Tezler
- Design and analysis of an optimal day-ahead energy management system based on PV generation and BESS under distribution grid constraints
Dağıtım şebekesi kısıtları altında PV üretimi ve BESS'e dayalı optimal bir gün öncesi enerji yönetim sisteminin tasarımı ve analizi
SEZAİ POLAT
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYaşar ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HACER ŞEKERCİ
- Şebeke bağlantılı bir FV sistemde sayısal filtre yöntemlerinin güç analizi üzerine etkilerinin gerçek zamanlı olarak araştırılması
Real-time investigation of the effects of digital filter methods on power analysis in a grid connected PV system
EMRULLAH ASLANKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKAY BAYRAK
- Aktif dağıtım şebekelerini asimetrik arızalara karşı korumak için yeni bir tümleşik koruma sistemi tasarımı ve geliştirilmesi
Design and development of a novel integrated protection system to protect active distribution networks against asymmetrical faults
FATİH ÖZVEREN
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER USTA
- Next-generation internet of energy harvesting things
Gelecek-nesil enerji hasadı yapan nesnelerin interneti
OKTAY ÇETİNKAYA
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR BARIŞ AKAN
- El çizimi diyagramların modifiye destek vektör makineleri ve grid tabanlı su havzası ile tanınması
Recognition of hand drawn diagrams using modified support vector machines and grid based watershed
ORHAN NOORULDEEN
Doktora
Türkçe
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYıldız Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ ALTUN