Tip-3 bulanık mantık kontrollörü ile bağımsız hibrit mikroşebeke frekans regülasyonu
Type-3 fuzzy-based frequency regulation of an islanded microgrid
Yazar: İSMAİL TÜRK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HEYBET KILIÇ
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Geleneksel enerji kaynaklarının tükenmesi ve çevreye zarar vermesi gibi dezavantajlar, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının artmasına neden olmuştur. Diğer taraftan, yenilenebilir enerji kaynakları süreksizlik sorunuyla karşı karşıyadır. Bu sorunu çözmek için mikro şebeke sistemleri önerilmektedir. Çünkü mikro şebekeler, yenilenebilir enerji kaynaklarının süreksizliğini gidermekte ve şebekeye entegrasyonunu kolaylaştırmaktadır. Bununla birlikte, mikro şebekeler güç dengesizliği, jeneratör hızı ve yük değişiklikleri gibi durumlarda frekans problemleri yaşayabilir, bu da teknik ve ekonomik sorunlara yol açar. Bu tezde, güç dengesizliği sorununu çözmek için tip-3 bulanık mantık kontrolör (BMK) temelli bir kontrol şeması sunulmaktadır. Bu kontrol şeması, matematiksel modellere dayanmaz ve değişken hava koşulları ve üretim ve tüketimdeki değişimi hesaba katarak kontrol etme imkanı sağlar. Ayrıca, endüstriyel kontrol sistemlerinde yaygın olarak kullanılan model tabanlı yöntemlerin aksine, bu çalışmada derin öğrenme yaklaşımı kullanılarak yeni bir T3-BMK şeması tanıtılmaktadır. Önerilen kontrol şeması, kurallara ek olarak bulanık kümelerin parametrelerini hızlı bir şekilde ayarlamak için tasarlanmıştır. Bu tez çalışması, geleneksel enerji kaynaklarının dezavantajlarını gidermek ve yenilenebilir enerji kaynaklarının süreksizliğini kontrol etmek amacıyla bir katkı sunmaktadır. Ayrıca, önerilen T3-BMK tabanlı kontrol şeması, güç dengesizliklerini etkin bir şekilde çözebilir ve mikro şebekelerin istikrarını artırabilir. Önerilen yöntem, bir mikro şebeke üzerinde gerçekleştirilen bir vaka çalışmasıyla test edilmiş ve T1-BMK, T2-BMK ve klasik PID yöntemleriyle karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, önerilen şemanın frekans stabilizasyon performansının diğer yöntemlere göre daha iyi olduğunu göstermektedir. Ayrıca, değişken yük, bilinmeyen dinamikler ve yenilenebilir enerji kaynaklarındaki değişiklikler gibi zorlu koşullar altında da başarılı bir şekilde frekans stabilizasyonu sağlayabilmektedir.

Abstract:
Disadvantages such as depletion of traditional energy sources and damage to the environment have led to an increase in the use of renewable energy sources. On the other hand, renewable energy sources face the problem of discontinuity. To solve this problem, microgrid systems are proposed. Because micro grids eliminate the discontinuity of renewable energy sources and facilitate their integration into the grid. However, microgrids may experience frequency problems in situations such as power imbalance, generator speed and load changes, resulting in technical and economic problems. In this thesis, a type-3 fuzzy logic controller (FLC) based control scheme is presented to solve the power imbalance problem. This control scheme is not based on mathematical models and provides the possibility to control by taking into account variable weather conditions and variation in production and consumption. In addition, unlike the model-based methods commonly used in industrial control systems, a new T3-FLC scheme is introduced in this study using a deep learning approach. The proposed control scheme is designed to quickly adjust the parameters of fuzzy sets in addition to the rules. This thesis study makes a contribution to eliminate the disadvantages of traditional energy sources and to control the discontinuity of renewable energy sources. Moreover, the proposed T3-FLC-based control scheme can effectively resolve power imbalances and improve the stability of microgrids. The proposed method has been tested with a case study on a microgrid and compared with T1-FLC, T2-FLC and classical PID methods. The obtained results show that the frequency stabilization performance of the proposed scheme is better than other methods. In addition, it can successfully provide frequency stabilization under challenging conditions such as variable load, unknown dynamics and changes in renewable energy sources.