Enhancing fault-ride-through performance of a virtual-synchronous-machine-based grid-forming inverter
Sanal senkron makine tabanlı şebeke oluşturan inverterin arıza durumunda çalışma performansının iyileştirilmesi
- Tez No: 995032
- Danışmanlar: ASSOC. PROF. DR. OZAN KEYSAN, ASSISTANT PROFESSOR DR. ERHAN DEMİROK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Güç sistemlerinde inverter tabanlı kaynakların kullanımının artması, güç sektöründeki karbon emisyonlarının azaltılmasına katkı sağlayabilir; ancak bu birimler düşük ataletleri ve frekans bozucularına karşı hassasiyetleri nedeniyle şebeke kararlılığı açısından yeni zorluklar da ortaya çıkarmaktadır. Bu sorunları ele almak amacıyla şebeke-oluşturan (grid-forming, GFM) inverterler önerilmiştir; ancak arıza koşullarındaki davranışları hâlen temel bir sınırlama olarak kalmaktadır. Bu tez, zayıf şebeke koşullarında çalışan synchronverter tabanlı bir GFM inverterin modellenmesini, kontrolünü ve arıza tepkisini incelemektedir. Denetleyici tasarımını daha doğru bir şekilde desteklemek amacıyla, şebeke empedansını da içeren bir bitki modeli geliştirilmiştir. Sanal atalet ve sönümleme sağlamak için synchronverter yapısı ile birlikte doğal abc referans çerçevesinde oransal--rezonanslı (PR) bir denetleyici kullanılmıştır. Hem benzetim çalışmaları hem de gerçek zamanlı LabVIEW uygulaması, inverterin beklenen ataletsel davranışı başarıyla sağlayabildiğini doğrulamıştır. Daha sonra inverterin simetrik gerilim sarkmalarına verdiği tepki analiz edilmiştir. Yük açısını güvenli bir aralıkta tutmak için gerilime bağlı bir aktif güç değiştiricisi tanıtılmış ve sinüzoidal akım referans sınırlayıcı (SCRL) ile birleşik doğrusal olmayan geçici sanal direnç (UNLTVR) yöntemlerini birleştiren hibrit bir akım sınırlama şeması doğal abc çerçevesinde uygulanmıştır. Son olarak, arızalar sırasında iç gerilim referansının aşırı büyümesini önlemek amacıyla bir yardımcı denetleyici önerilmiştir. Benzetim ve deneysel sonuçlar, bu denetleyicinin gerilim referansını kararlı hâle getirdiğini ve GFM inverterin arıza ve arıza sonrası davranışını iyileştirdiğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
With the increasing use of inverter-based resources, carbon emissions in the power sector can be reduced, but these units also introduce new challenges for grid stability due to their low inertia and sensitivity to frequency disturbances. Grid-forming (GFM) inverters have been proposed to address these issues, yet their behaviour during faults remains a key limitation. This thesis studies the modelling, control, and fault response of a synchronverter-based GFM inverter for low-voltage weak grid. A plant model that includes the grid impedance was developed to support more accurate controller design, and the synchronverter structure together with an abc frame proportional resonant (PR) controller was used to provide virtual inertia and damping. Both simulations and a real-time LabVIEW implementation confirmed that the inverter can deliver the expected inertial behaviour. The inverter's response to symmetrical voltage sags was then analysed. A voltage-dependent active-power modifier was introduced to keep the load angle within a safe range, and a hybrid current-limiting scheme combining the sinusoidal current reference limiter (SCRL) and the unified nonlinear transient virtual resistance (UNLTVR) was implemented in the natural abc frame. Finally, an auxiliary controller was proposed to prevent excessive growth of the internal voltage reference during faults. Simulation and experimental results showed that this controller stabilises the voltage reference and improves the overall fault and post-fault behaviour of the GFM inverter.
Benzer Tezler
- ENHANCING THE FAULT RIDE THROUGH CAPABILITIES OF DFIG BASED WIND TURBINE SYSTEMS
DFIG TABANLI RÜZGAR TÜRBİNİ SİSTEMLERİNİN ARIZA DEVAM ETME KABİLİYETLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ
GABDOULBE NOEL MBOURING
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZİYODULLA YUSUPOV
- Monte Carlo simulations of radon-seismo-ionospheric trilogy in some parts on the North Anatolian fault zone
Monte Carlo simulations of radon-seismo-ionospheric trilogy in some parts on the North Anatolian fault zone
AHMAD MUHAMMAD
- Fault detection and classification in MMC-HVDC systems using the Harris Hawks optimization algorithm and machine learning methods
Harris Hawks optimizasyon algoritması ve makina öğrenme yöntemleri kullanılarak MMC-HVDC sistemlerinde hata tespiti ve sınıflandırılması
OMAR HAZIM HAMEED HAMEED
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UĞURHAN KUTBAY
- Enhancing DNN test data selection through uncertainty-based and data distribution-aware approaches
Belirsizliğe dayalı ve veri dağılımına duyarlı yaklaşımlar yoluyla DNN testı veri seçiminin geliştirilmesi
DEMET DEMİR
Doktora
İngilizce
2024
Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF SÜRER
DOÇ. DR. AYSU BETİN CAN
- Enhanced fault detection in low voltage distributionsystems with innovative methods
Yenilikçi yöntemlerle alçak gerilim dağıtım sistemlerinde gelişmiş arıza tespiti
FIRAS SAADOON MOHAMMED AL-JUMAILI
Doktora
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ONAT