Küçük ölçekli hidroelektrik santralde bulanık mantık algoritmalı plc ile türbin kontrolü
Small-scale hydroelectric power plant turbine control using plc with fuzzy logic algorithm
Yazar: HALİL KURT
Danışman: DOÇ. DR. YILMAZ ASLAN
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Enerji üretim sistemlerinin optimal bir şekilde işletimi ve planlanması enerji üretiminde çok önemli yer tutmaktadır. Günümüzde optimal üretimin sağlanması için çeşitli kontrol ve otomasyon yöntemleri kullanılmaktadır. Kontrol, uygun olanı seçme, uygulama ve takip şeklindeki kompleks yöntemler çok tercih edilmektedir. Bu kompleks yöntemlerde, programlanabilir mantık denetleyicilerin bulanık mantık algoritması ile programlanması ve uygulamanın merkezi denetim ve veri toplama sistemi ile takibi yer almaktadır.
Yapılan çalışmada küçük ölçekli hidroelektrik santralin enerji üretim potansiyelinden maksimum yararlanmak için kontrol, uygun olanı seçme, uygulama ve takip sistemlerini içeren kontrol ve otomasyon yöntemi tercih edilmiştir. Bu santralde bir adet büyük güçlü türbin kullanmak yerine birden fazla daha küçük güçlü türbinler kullanarak barajın enerji üretim potansiyelinden daha fazla yararlanılması öngörülmüştür. Türbinlerin devreye alınması ve devreden çıkarılması için bulanık mantık algoritmalı programlanabilir mantık denetleyici kullanılmıştır. Hangi türbin(ler)in devreye alınacağı ya da devreden çıkarılacağına bulanık mantık algoritmalı PLC ile karar verilmiştir.
Çalışmada bir adet büyük güçlü türbin kullanarak üretilebilecek enerji hesaplanmış, daha sonra kullanılması öngörülen üç adet türbinin devreye alınması ve devreden çıkarılmasında, beş üyelik kümeli ve yedi üyelik kümeli olmak üzere iki farklı bulanık mantık algoritması kullanarak elde edilebilecek enerji hesaplanmıştır. Bir adet büyük güçlü türbin kullanılmasının maliyeti ile üç adet türbinin kullanılmasının maliyeti karşılaştırılmış ve sonuçlar tartışılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Bulanık mantık, küçük ölçekli hidroelektrik santraller, merkezi denetim ve veri toplama sistemi, programlanabilir mantık denetleyici, yenilenebilir enerji.

Abstract:
The operation and planning of an optimal energy production systems has very important role in energy production.  Nowadays, in order to ensure optimal operation of facilities, various control and automation methods are employed.  In this process, the most appropriate, implementation and follow-up methods are selected and applied in the form of complex control and automation.  In industrial automation these complex methods are implemented by means of programmable logic controllers with fuzzy logic algorithm and monitored by a central control and data acquisition system.
In this study in order to maximize electric power generation from a small-scale hydroelectric power plant, a fuzzy algorithm is implemented by using programmable logic controllers with fuzzy unit. In this process instead of using a single powerful turbine in a small scale hydro-electric power plant, several turbines with lower capacities are employed. Hence it is aimed to maximize electric power generation from the hydroelectric power plant for various water flow rates by operating the most appropriate turbine capacity. The operation and control logic of turbines have been achieved with fuzzy logic algorithm which has been implemented by using programmable logic controllers.  
In the study total electric energy that can be produced by using one large powerful turbine has been calculated and compared with the amount to be produced by using smaller turbines operated with fuzzy logic algorithm with three, five and seven membership functions. An economic analysis is carried out and the installment cost of using one large powerful turbine and the cost of using three turbines are studied and the results are compared and discussed.
Keywords: Fuzzy logic, small-scale hydroelectric power plants, supervisory control and data acquisition systems, programmable logic controllers, renewable energy.