Design and simulation of a back-to-back modular multilevel converter based permanent magnet synchronous generator wind energy system having ultracapacitor energy storage
Ultrakapasitör enerji depolamaya sahip sırt-sırta bağlı modüler çokseviyeli çevirgeç tabanlı sabit mıknatıslı senkron jeneratör rüzgar enerjisi sisteminin tasarımı ve benzetimi
Yazar: NISSAN SABBAR THUMAIL
Danışman: DOÇ. DR. AHMET METE VURAL
Gaziantep Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Rüzgar enerjisi teknolojisi artan çıkış gücü ve yüksek denetlenebilirliği ile sürekli
gelişmektedir. Temizliği ve yüksek seviyede kullanılabilirliğinden dolayı mikro ve
akıllı şebekelerde kullanılabilecek birçok avantajlara sahiptir. Büyük türbinler artan
bir şekilde diğer jeneratör tipleri ile karşılaştırıldığında yüksek verimlerinden,
güvenirliklerinden ve denetlenebilirliklerinden dolayı sabit mıknatıslı senkron
jeneratörler (SMSJ) ile tasarlanmaktadırlar. Modüler çokseviyeli çevirici (MÇÇ)
büyük miktarlardaki gücü uzun mesafeler üzerinden yüksek DC gerilim altında
transfer için önerilmiştir. Modüler bir yapıya, düşük harmonic içeriğe ve yüksek
denetlenebilirliğe sahiptir. Diğer taraftan, ultrakapasitör, elektrik araçlarında ve
güvenirliği ve kararlılığı artırmak için elektrik enerjisi şebekesinde kullanılan bir enerji
depolama aygıtıdır. Bu tezde, SMSJ, sırt-sırta-bağlı MÇÇler ve ultakapasitör tabanlı
bir rüzgar enerjisi dönüşüm sistemi (REDS) tasarlanmış ve modellenmiştir. Benzetim
çalışmaları ile REDS'de ultrakapasitör kullanımının değişik tiplerdeki bozucu
koşullarında sistemin dinamik performansını iyileştirdiği gösterilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Rüzgar Enerjisi Dönüşüm Sistemi; Yenilenebilir Enerji; Sabit
Mıknatıslı Senkron Jeneratör; Modüler Çokseviyeli Çevirici; Ultrakapasitör.

Abstract:
Wind energy technology is in progress with increasing output power and high
controllability. It has numerous aptitudes to be utilized in micro and smart grids due
to its cleanness and high level of availability. Large turbines have been progressively
designed with permanent magnet synchronous generators (PMSG) due to their higher
efficiency, reliability, and controllability compared with other generator types.
Modular multilevel converter (MMC) has been proposed for the transfer of huge
amounts of power over long distances under high DC voltage. It has a modular
structure, low harmonic content, and high controllability. On the other hand,
ultracapacitor is the energy storage device which is used in electrical vehicles and
electrical energy grid in order to increase the reliability and stability. In this thesis a
wind energy conversion system (WECS) based on PMSG, back-to-back MMCs, and
ultracapacitor is designed and modelled. It is shown by simulation studies that using
ultracapacitor in the WECS improves the dynamic performance of the system under
different types of disturbance conditions.
Key Words: Wind Energy Conversion System; Renewable Energy; Permanent
Magnet Synchronous Generator; Modular Multilevel Converter, Ultracapacitor.