Dağıtık Üretim Tabanlı Bir Mikroşebekenin Tasarımı ve Olay Tetiklemeli Merkezi Olmayan Hiyerarşik Kontrol Yöntemi ile Kontrolü
Design of a Distributed Generation-Based Microgrid and Its Control with Event-Triggered Decentralized Hierarchical Control Method
Yazar: AYBERK CALPBİNİCİ
Danışman: PROF. DR. ERDAL IRMAK ; PROF. DR. ERSAN KABALCI
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, batarya, güneş paneli ve rüzgar türbini gibi yenilenebilir enerji kaynaklarına sahip ada modu çalışan DA mikroşebekelerin gerilim kararlılığını ve güç akışını yönetmek için enerji yönetim sistemine sahip bir olay tetiklemeli dağıtık ikincil kontrol geliştirilmiştir. Mikroşebekenin güç akışı, dağıtık kontrolcülerin ikincil kontrol seviyelerine yerleştirilen bulanık mantık kontrol ve yüzde hesaplayıcı algoritmalar ile yönetilmektedir. Batarya kontrolcüsü içerisine yerleştirilen bulanık mantık tabanlı enerji yönetim sistemi, güneş paneli ve rüzgar türbininin o an güç üretim değerlerine ve batarya şarj oranına göre güç akışını yönetmektedir. Rüzgar türbini ve güneş paneli kontrolcülerine yerleştirilen yüzde hesaplayıcılar ise kaynakların güç üretim durumlarına göre katılım miktarlarını hesaplamaktadır. Böylece kaynakların katılım durumları belirlenerek güç akışının yönetimi kaynakların verimli çalışmasını sağlayacak şekilde yapılmaktadır. Dağıtık kontrolcüler arasındaki haberleşme yükünü azaltmak için örneklenmiş veri tabanlı olay tetiklemeli kontrol eklenmiştir. Bu kontrol ile sürekli veri göndermek yerine olaya bağlı olarak veri gönderilmektedir. Böylece haberleşme ağı üzerindeki veri miktarı azaltılmaktadır. Önerilen dağıtık kontrol yöntemi hem Matlab/Simulink ortamında yapılan benzetim çalışmalarıyla hem de gerçek bir DA mikroşebeke modeli üzerinde gerçekleştirilen deneylerle test edilmiş ve elde edilen sonuçlar, sistemin etkinliğini doğrulamıştır.

Abstract:
In this thesis, an event-triggered distributed secondary control with energy management system is developed to manage the voltage stability and power flow of islanded DC microgrids with renewable energy sources such as batteries, solar panels and wind turbines. The power flow of the microgrid is managed by fuzzy logic control and percentage calculator algorithms placed in the secondary control levels of the distributed controllers. The fuzzy logic based energy management system embedded in the battery controller manages the power flow according to the current power generation values of the solar panel and wind turbine and the battery charge rate. The percentage calculators installed in the wind turbine and solar panel controllers calculate the contribution amounts of the sources according to their power generation status. Thus, the participation status of the sources is determined and the management of the power flow is done in a way that ensures the efficient operation of the sources. Sampled data-based event-triggered control is added to reduce the communication burden between distributed controllers. With this control, instead of sending data continuously, data is sent depending on the event. This reduces the amount of data on the communication network. The proposed distributed control method has been tested both by simulation studies in Matlab/Simulink environment and by experiments on a real DC microgrid model and the results obtained confirm the effectiveness of the system.