Doğru akım mikro şebekelerde kontrolör tasarımı ve PLECS tabanlı uygulaması
Controller design and PLECS-based implementation in direct current microgrids
- Tez No: 956588
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KENAN ALTUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Bilimleri ve Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Günümüzde enerji verimliliğini sağlamak ve yenilenebilir enerji kaynaklarını etkili bir şekilde entegre etmek, modern güç sistemlerinin karşılaştığı kritik zorluklar arasında yer almaktadır. Doğru Akım (DA) mikro şebekeler, yenilenebilir enerji kaynaklarıyla uyumlulukları, düşük enerji kayıpları ve basitleştirilmiş kontrol mekanizmaları sayesinde umut verici bir çözüm olarak öne çıkmaktadır. Ancak DA mikro şebekelerin kararlı bir şekilde çalışabilmesi için yük paylaşımı, voltaj düzenlemesi ve sistem kararlılığı gibi zorlukların üstesinden gelmesi için gelişmiş kontrol stratejilerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez kapsamında DA mikro şebekelerde enerji verimliliğini ve sistem kararlılığını artırmaya yönelik bir kontrolcü tasarımı gerçekleştirilmiştir. Elektrik Elektronik Mühendisleri Enstitüsü (IEEE) tarafından standartları belirlenen 14-baralı alternatif akım (AA) şebeke yapısı, beş kontrolcü ile yönetilen 14-baralı bir DA mikro şebeke modeline dönüştürülmüş; yük paylaşımındaki dengesizlikleri ve voltaj sapmalarını gidermek amacıyla adaptif droop kontrol algoritması uygulanmıştır. Önerilen kontrol stratejisi, birincil ve ikincil kontrol seviyelerini içeren hiyerarşik bir yapıyı benimsemektedir. Birincil kontrol seviyesinde, yerel kararlılık ve orantılı yük paylaşımı sağlamak amacıyla iç döngü ve droop kontrol teknikleri uygulanırken; ikincil kontrol seviyesinde voltaj düzenlemesi ve daha yüksek doğrulukta yük paylaşımı hedeflenmiştir. Simülasyon sonuçları, önerilen kontrolcünün DA mikro şebekenin kararlılığını etkili bir şekilde artırdığını, voltaj dalgalanmalarını azalttığını ve yük paylaşım doğruluğunu geliştirdiğini göstermektedir. Kontrolörün adaptif yapısı, değişen çalışma koşullarına dinamik olarak yanıt vermesini sağlayarak modern DA mikro şebekeler için sağlam ve tutarlı bir çözüm sunmaktadır. Çalışma yalnızca simülasyona odaklanmış olsa da elde edilen bulgular gelişmiş kontrol stratejilerinin pratik uygulamaları için literatüre değerli bilgiler katmaktadır. Adaptif droop kontrolü sayesinde DA mikro şebekelerdeki temel zorluklara çözüm getiren bu tezimiz, daha güvenilir ve daha verimli enerji dağıtım sistemlerinin geliştirilmesine katkıda bulunmaktadır. Çalışma, sürdürülebilir enerji sistemlerine geçişte gelişmiş kontrol mekanizmalarının önemini vurgulayarak, gelecekteki araştırmalar ve pratik uygulamalar için bir temel oluşturmaktadır.
Özet (Çeviri)
Ensuring energy efficiency and effectively integrating renewable energy sources are among the critical challenges faced by modern power systems. Direct Current (DC) microgrids have emerged as a promising solution due to their compatibility with renewable energy sources, reduced energy losses, and simplified control mechanisms. However, for DC microgrids to operate reliably, advanced control strategies are required to address challenges such as load sharing, voltage regulation, and system stability. In this thesis, a controller design aimed at improving energy efficiency and system stability in DC microgrids is proposed. The standard 14-bus Alternating Current (AC) network model, defined by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), is transformed into a 14-bus DC microgrid model managed by five controllers. To address load sharing imbalances and voltage deviations, an adaptive droop control algorithm is implemented. The proposed control strategy adopts a hierarchical structure comprising primary and secondary control levels. At the primary level, inner loop and droop control techniques are employed to ensure local stability and proportional load sharing, while the secondary level enhances voltage regulation and improves load sharing accuracy. Simulation results demonstrate that the proposed controller effectively enhances the stability of the DC microgrid, reduces voltage fluctuations, and improves load sharing accuracy. The adaptive structure of the controller enables it to dynamically respond to varying operating conditions, offering a more robust solution for modern DC microgrids. Although the study focuses solely on simulations, the findings provide valuable insights for the practical implementation of advanced control strategies. By addressing the fundamental challenges of DC microgrids through adaptive droop control, this thesis contributes to the development of more reliable and efficient power distribution systems. The study highlights the importance of advanced control mechanisms in the transition to sustainable energy systems and provides a foundation for future research and practical applications.
Benzer Tezler
- Sabit güçlü yüklere sahip doğru akım mikro şebekelerde öğrenme tabanlı gerilim regülasyonu
Learning-based voltage regulation in direct current micro-grids with constant power loads
MUSTAFA GÜNGÖR
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDicle ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET EMİN ASKER
- Management and control of distributed energy generation systems via artificial intelligence techniques
Dağıtık enerji üretim sistemlerinin yapay zeka teknikleri ile yönetim ve kontrolü
ALPER NABİ AKPOLAT
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET EMİN KUZUCUOĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERKAN DURSUN
- DA mikroşebekeler için çok ajanlı sistem tabanlı enerji yönetim sistemi tasarımı
Multi agent system based energy management system design for DC microgrids
SÜLEYMAN EMRE EYİMAYA
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECMİ ALTIN
- Mikroşebekelerin merkezi adaptif koruma yöntemiyle korunması
Protection of microgrids with central adaptive protection method
SENA ŞAHKULUBEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER USTA
- Mikroşebekelerin aşırı akım rölesi ile adaptif ve entegre korunması
Adaptive and integrated protection of the microgrids with overcurrent relays
FATİH ÖZVEREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER USTA