Kalıcı mıknatıslı senkron generatörlü rüzgâr enerjisi dönüşümsistemlerinde maksimum güç kontrolünün akıllı yapı tabanlımodellemesi
Intelligent structure based modeling of maximum power control in wind energy conversion systems with permanent magnet synchronousgenerator
Yazar: HASAN BEKTAŞ PERÇİN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ABUZER ÇALIŞKAN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Makinaları Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Enerji = Energy

Özet:
Rüzgâr enerjisi, elektrik üretiminde kullanımı giderek artan yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Enerji sisteminin verimliliği, uygun elemanların ve kontrollerin seçimine bağlıdır. Bu şekilde rüzgârdan daha etkin şekilde yararlanılarak daha verimli ve daha az maliyetli enerji üretimi sağlanabilir. Rüzgâr enerjisi dönüşüm sistemlerinde, değişken hızlı rüzgâr türbinleriyle uyumlu kalıcı mıknatıslı senkron generatörler ön plana çıkmaktadır. Bu tip generatörler elektriksel kayıpları azaltabileceği gibi mekanik bileşenlere bağımlılığı azaltarak genel sistem performansını yükseltir. Uygun kontrol yöntemleri aracılığıyla yüksek verimlilikte çalışabilmeleri rüzgâr enerjisinde kullanımlarını arttırmıştır. Anlık rüzgâra göre dönüşüm sisteminin çalışma noktası ayarlanarak yapılan kontrol maksimum güç noktası izleme kontrolü olarak tanımlanmaktadır. Temel hedef, anlık rüzgâra göre sistemin verimliliğini en
üst düzeyde tutabilmektir. Bilgisayar ortamında yapılan modelleme çalışmaları, farklı kontrol yöntemlerinin analizine ve en uygun kontrol tekniğinin seçimine olanak sağlar.
Bu çalışmada; dönüşüm sisteminin temel bileşenleri, temel kontrol yöntemleri açıklanmış. Farklı
maksimum güç noktası izleme kontrolleri MATLAB/Simulink ortamında modellenerek farklı sistem
büyüklükleri üzerinden bu yöntemlerin karşılaştırmalı analizleri gerçekleştirilmiştir. Farklı rüzgâr profillerine göre kontrol yöntemleri uygulanmadığında sistem büyüklüklülerinde büyük düşüşler ve düşük üretim performansı gözlemlenmiştir. Kontrol modellemeleri gerçekleştirildiğinde tüm
yöntemler için sistemin üretim performansında iyileşme görülürken bu yöntemlerden akıllı kontrol yapısı olarak tanımlanan bulanık mantık kontrolü, rüzgâr enerjisi dönüşüm sisteminin daha kararlı ve daha verimli çalışmasını sağlanmıştır.

Abstract:
Wind energy is an increasingly used renewable energy in electricity production. The efficiency of energy system depends on the selection of appropriate elements and controls. Thus, more efficient, less costly energy production can be achieved by utilizing wind more effectively. In wind energy conversion systems, Permanent magnet synchronous generators compatible with variable speed wind turbines, stand out. These generators can lower electrical losses and increase the overall system
performance by reducing dependence on mechanical components. Their capability to operate with high
efficiency through appropriate controls has increased their use in wind energy. The control performed by adjusting the operating point of the system in conversion systems according to
instant wind defined as the maximum power point tracking control. The main aim is to maintain the efficiency of the system at the highest level according to the instant wind. Modelling studies in computer environment provide analysis of different control methods and choosing the appropriate controls. In this study, basic components of conversion system and basic control methods were explained. Comparative analysis based on different system parameters was carried out by modeling different maximum power point tracking controls in MATLAB/Simulink environment. According to different wind profiles, when control methods not applied, large reductions in system
parameters and low production performance were observed. When they applied, the production performance of the system for all techniques was improved. Among these, fuzzy logic control, defined as intelligent control structure, provided more stable and more efficient operation of the wind energy conversion system.