Fv beslemeli yükselten dönüştürücüde kesir dereceli pı tabanlı MPPT kontrolü
Fractional-order pi-based MPPT control for boost converter with PV
- Tez No: 999299
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN ÜZMUŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Fotovoltaik enerji sistemlerinin çıkış gerilim ve güç değerleri, ışınım ve yük koşullarına bağlı olarak değişkenlik göstermekte olup bu durum FV tabanlı DA–DA dönüştürücü sistemlerinde etkin bir çıkış gerilimi regülasyonunu zorunlu kılmaktadır. Bu tez çalışmasında, FV kaynaklı yükselten dönüştürücü tabanlı bir enerji sisteminde çıkış gerilimi regülasyonu amacıyla kullanılan farklı denetleyici yapıları ve denetleyici ayar yöntemleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında, klasik Ziegler–Nichols yöntemi ile ayarlanan PI denetleyici, genetik algoritma ile ayarlanmış klasik PI denetleyici ve genetik algoritma ile ayarlanmış kesirli dereceli PI denetleyici ele alınmıştır. Denetleyici parametreleri, hata temelli bir performans ölçütü olan zamanla ağırlıklandırılmış mutlak hata integrali kriterini minimize edecek şekilde belirlenmiştir. İlk aşamada, tüm denetleyici yapıları sabit ışınım ve sabit yük koşulları altında zaman alanı performans kriterleri açısından değerlendirilmiş; elde edilen sonuçlar, GA ile ayarlanmış klasik PI denetleyicinin Ziegler–Nichols yöntemiyle ayarlanan PI denetleyiciye kıyasla daha hızlı bir dinamik tepki sunduğunu ortaya koymuştur. Ardından, GA ile ayarlanmış klasik PI ve kesirli dereceli PI denetleyiciler karşılaştırılmış; kesirli dereceli PI denetleyicinin, özellikle aşım oranı ve tepe zamanı gibi geçici rejim performans ölçütleri açısından daha dengeli ve kararlı bir davranış sergilediği belirlenmiştir. Sabit çalışma koşulları altında en uygun denetleyici yapı olarak belirlenen genetik algoritma tabanlı kesirli dereceli PI denetleyici, değişken yük ve değişken ışınım koşulları altında ayrıntılı olarak incelenmiş ve bu koşullar altında çıkış gerilimini 200 V referans değeri etrafında kararlı bir biçimde tutabildiği gösterilmiştir. Tüm modelleme, denetleyici tasarımı ve benzetim çalışmaları MATLAB/Simulink ortamında gerçekleştirilmiş olup, GA ile ayarlanmış kesirli dereceli PI denetleyici ile MPPT algoritmasının eşgüdümlü biçimde çalışması sayesinde, değişken çalışma koşulları altında dahi sistemin temel amacı olan çıkış geriliminin kararlı bir şekilde regüle edilebildiği gözlemlenmiştir. Bu bulgular, önerilen kontrol yapısının FV tabanlı güç elektroniği sistemlerinde değişken çevresel ve işletme koşullarına karşı güçlü, esnek ve güvenilir bir çözüm sunduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
The output voltage and power levels of photovoltaic (PV) energy systems vary depending on irradiance and load conditions, which necessitates effective output voltage regulation in PV-based DC–DC converter systems. In this thesis, different controller structures and controller tuning methods used for output voltage regulation in a PV-powered boost converter–based energy system are comparatively investigated. Within the scope of the study, a PI controller tuned using the classical Ziegler–Nichols method, a classical PI controller tuned via a genetic algorithm (GA), and a fractional-order PI controller tuned using a genetic algorithm are considered. The controller parameters are determined by minimizing the Integral of Time-weighted Absolute Error (ITAE), which is an error-based performance criterion. In the first stage, all controller structures are evaluated under constant irradiance and constant load conditions in terms of time-domain performance criteria. The obtained results indicate that the GA-tuned classical PI controller provides a faster dynamic response compared to the PI controller tuned using the Ziegler–Nichols method. Subsequently, the GA-tuned classical PI controller and the GA-tuned fractional-order PI controller are compared, and it is observed that the fractional-order PI controller exhibits a more balanced and stable behavior, particularly in terms of transient performance metrics such as overshoot and peak time. The genetic algorithm–based fractional-order PI controller, which was identified as the most suitable controller structure under steady-state operating conditions, was examined in detail under variable load and variable irradiance conditions, and it was demonstrated that under these conditions the controller was able to maintain the output voltage stably around the 200 V reference value. All modeling, controller design, and simulation studies were carried out in the MATLAB/Simulink environment, and it was observed that, through the coordinated operation of the GA-tuned fractional-order PI controller and the MPPT algorithm, the primary objective of the system—namely, stable regulation of the output voltage—could be achieved even under variable operating conditions. These findings reveal that the proposed control structure offers a robust, flexible, and reliable solution against varying environmental and operating conditions in PV-based power electronics systems.
Benzer Tezler
- Design and development of an SSVEP based low cost, wearable, and wireless BCI system
DHGUP bazlı ucuz ve giyilebilir bir telsiz BBA sisteminin tasarım ve geliştirilmesi
ABDUL WAHEED
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF ZİYA İDER
- Radyal pompa çarkları içerisindeki üç boyutlu sürtmeli ve sürtmesiz akışın sayısal analizi
Full 3D viscous and inviscid analysis of flow in radial pump impelleri
AŞKIN KARAKAS
- Darbeli elektromanyetik alanlar ile osteojenik indüksiyon (teorik, deneysel ve klinik çalışma)
Başlık çevirisi yok
ARSLAN BORA
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1982
Ortopedi ve TravmatolojiEge ÜniversitesiOrtopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERİH EROĞLU
- Yeni Cami'nin akustik açıdan performans değerlendirmesi
Evaluation of the acoustical performance of the New Mosque
EVREN YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVTAP YILMAZ DEMİRKALE
- Solar pompa sistemleri için algılayıcısız maksimum güç noktası izleme algoritmasının geliştirilmesi
Development of sensorless maximum power point tracking algorithm for solar pump systems
YUNUS ATAGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Mekatronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. REŞAT ÇELİKEL