Rüzgar enerji sistemlerinde maksimum güç noktası takibi için kayan kipli denetleyici tasarımı
Sliding mode controller design for the maximum power point tracking in wind energy systems
Yazar: ERSAGUN KÜRŞAT YAYLACI
Danışman: DOÇ. DR. İRFAN YAZICI
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu çalışmada sabit mıknatıslı senkron generatör tabanlı otonom bir rüzgar enerji
sistemi kullanılarak sistem üzerinde maksimum güç noktasının takibi çalışması
yapılmıştır. Maksimum güç noktası takibi çalışmaları; rüzgar enerji sistemlerinde
verimlilik çalışmaları olup sistemin maksimum güçte çalışması için gerekli olan
referans değerin üretildiği maksimum güç noktası takibi algoritması ve bu
algoritmadan elde edilen referans değere sistemi getirecek olan denetleyici
tasarımından oluşmaktadır.
Bu çalışmada kullanılan maksimum güç noktasının takibi yöntemlerinin verimini
artırmak için rüzgar enerji sistemlerinde henüz kullanılmamış olan kayma kip
yöntemi tabanlı farklı denetleyici tasarımları yapılarak kullanılan maksimum güç
algoritmasına entegre edilmiştir. Kullanılan MGNT yöntemi ile tasarlanan
denetleyicilerin performanslarını değerlendirmek amacıyla doğrudan bağlantılı sabit
mıknatıslı senkron generatör, kontrolsüz doğrultucu, dc-dc yükseltici tip dönüştürücü
ve yük birimlerinden oluşan rüzgar enerji sistemi modeli kullanılmıştır. Kullanılan
maksimum güç noktasının takibi algoritmaları ve denetleyici tasarımları, hem
benzetim programı kullanılarak oluşturulan rüzgar enerji sistemi modeline hem de
deneysel ortamda kurulan deney düzeneğine uygulanılarak çeşitli çalışmalar
yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar ile sistemin maksimum güç noktasına daha hızlı ve
daha az sürekli hal hatası ile yakınsaması sağlanmış ve böylece rüzgar enerji
sisteminin verimi arttırılmıştır.

Abstract:
In this work, the maximum power point tracking (MPPT) on an autonomous wind
energy system with a permanent magnet synchronous generator was studied. The
MPPT studies are deal with the efficiency problems in wind energy systems and
mainly consist of two parts. One of these parts is a maximum power point tracking
algorithm, where the reference value required for the system to operate at maximum
power, is generated. Another one is a controller design that will force the system to
follow the generated reference value.
In this study, different controller designs based on the sliding mode control methods
were integrated into the used MPPT methods for enhancing the efficiency of the
MPPT methods. Some of these controller designs offered in this work have not been
used before for the wind energy conversion systems. In order to evaluate the
performance of the MPPT methods with the designed controllers, a wind energy
system model, which consist of direct connected permanent magnet synchronous
generator, uncontrolled rectifier, dc-dc amplifier type converter and load units, was
used. The suggested controller designs have been applied to both the wind energy
system model that is created using the simulation program and the experimental
system installed in the experimental environment. The obtained results demonstrated
that the efficiency of the wind energy system was increased in terms of the fast
convergence to the maximum power point and minimum steady state error.