Mayıs sineği optimizasyonu tabanlı iki yönlü çift aktif köprülüDA-DA dönüştürücünün tasarımı ve denetimi
Design and control of bidirectional dual active bridge DC-DCconverter based on mayfly optimization
Yazar: MİRAÇ ÖZTÜRK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN KAHVECİ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Günümüz teknolojisi gün geçtikçe hayatımızı kolaylaştırmak için gelişmektedir. Teknolojik gelişmelerin gerçekleştiği önemli alanlarından birisi de güç aktarımı yapabilen dönüştürücülerdir. Dönüştürücüler günümüzde elektrikli araçlar, yenilenebilir enerji kaynaklarının şebekeye entegresi ve enerji depolama sistemleri gibi birçok önemli faaliyet alanında sıklıkla kullanılmaktadır. İki yönlü çift aktif köprülü doğru akım dönüştürücü yapısı gereği çift yönlü olduğundan dolayı kapladığı alan, güç akış veriminin yüksek olması ve güvenilir olması gibi birçok farklı alanda benzer içerikli diğer dönüştürücülere göre avantajlıdır. Bundan dolayı bu tez çalışmasında dönüştürücünün temel çalışma prensibi ve teorik hesaplamaları üzerine çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Çalışmalar sonucunda dönüştürücü için en iyi kontrol yönteminin belirlenmesi üzerine literatürde mevcut çalışmalardan klasik PI kontrolü ve model öngörülü kontrole karşın katsayıları optimize edilmiş kesir dereceli PI kontrolü ve katsayıları optimize edilmiş klasik PI kontrolüyle karşılaştırılmalı değerlendirmesi yapılmıştır. Kontrolcülerde kullanılacak olan parametreler mayıs sineği optimizasyon algoritmasıyla belirlenmiştir. Sonuçlar irdelendiğinde çıkış geriliminin referansa oturma süresi ve aşma miktarının en düşük değerleri optimize edilmiş kesir dereceli PI kontrolcü ile elde edildiği görülmüştür. Dönüştürücü ve dönüştürücüye uygulanacak kontrolcünün tasarımı MATLAB/Simulink ortamında gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Today's technology is developing day by day to make our lives easier. One of the important areas where technological developments take place is the converters that can transfer power. Converters are frequently used in many important fields of activity such as electric vehicles, integration of renewable energy sources into the grid and energy storage systems. Since the bi-directional dual active bridge direct current converter is bidirectional due to its structure, it has advantages over other converters with similar content in many different areas such as the area it occupies, high power flow efficiency and reliability. Therefore, in this thesis, the basic working principle of the converter and studies on theoretical calculations have been carried out. As a result of the studies, in order to determine the best control method for the converter, a comparative evaluation has been made with the classical PI control and model predictive control with coefficients optimised fractional PI control and coefficients optimised classical PI control. The parameters to be used in the controllers were determined by the mayfly optimisation algorithm. Looking at the results, the lowest values for settling time and output voltage overshoot to reference are obtained with the optimised fractional PI controller. The design of the converter and the controller to be applied to the converter was carried out in MATLAB/Simulink environment.