Akıllı şebekelerde yük frekans kontrolü için modern yöntemlerin kullanılması ve gürbüz denetleyici tasarımı
Using modern methods for load frequency control in smart grids and the design of robust controllers
Yazar: ALPEREN SARI
Danışman: DOÇ. DR. YASİN KABALCI ; DOÇ. DR. ŞAHİN SÖNMEZ
Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Akıllı şebekeler = Intelligence networks ; Elektrikli araçlar = Electric vehicles ; Gürbüz kararlılık = Robust stability ; Gürbüz tasarım = Robust design ; Yük frekans denetimi = Load frequency control

Özet:
Günümüz ve yakın gelecekte Elektrikli Araçların (EA) yaygınlığı artacağından, EA'ların akıllı şebekelere entegrasyonu giderek daha önemli ve dikkat çekici bir hal almaktadır. Bu sebeple, akıllı şebekelerin frekans regülasyonuna ve esnekliğine katkıda bulunmak amacıyla EA toplayıcıların bir ve çok bölgeli geleneksel Yük Frekans Kontrol (YFK) sistemlerine kaynak olarak dâhil edilmesine bu tez çalışmasında yer verilmiştir. Başta akıllı şebekelerdeki dijitalleşme ihtiyaçları olmak üzere birçok farklı sebepten sistemde meydana gelen zaman gecikmelerinin etkisini de inceleyebilmek için frekans düzlemi yöntemlerinden olan ve orantılı zaman gecikmesi durumunda kullanılan üstel terimin eliminasyonu yöntemi ile hem orantılı hem de orantısız zaman gecikmeleri durumunda da kullanılabilen Frekans Tarama Yöntemi ile İleri Kümelenme (ACFS) yöntemi, ilgilenilen sistemin kararlılığını koruyabildiği zaman gecikmesi paylarının hesaplanmasında kullanılmıştır. Tezin devamında ise klasik PI ve kesir dereceli PI denetleyici kararlılık bölgeleri, parametre uzayında kararlılık sınır eğrisi yöntemi ile elde edilmiştir. Ayrıca, denetleyicilerin çeşitli parametrik belirsizliklere ve bozunumlara karşı gürbüzlüğünü garantilemek için genelleştirilmiş Kharitonov teoreminden faydalanılmıştır.

Abstract:
The integration of Electric Vehicles (EVs) into smart grids is getting attention as EVs become increasingly widespread, and this trend is expected to continue in the near future. Thus, this thesis examines the integration of EV aggregators as a source into one- and multi-area traditional Load Frequency Control (LFC) systems to contribute to the frequency regulation and flexibility of smart grids. To investigate the effect of time delays caused by various communication needs, particularly digitalization in smart grids, two frequency domain methods have been used to calculate the time delay margins at which the system can maintain its stability. These methods are the direct method, which can be used in cases of commensurate time delays, and the Advanced Clustering with Frequency Sweeping (ACFS) method, which can be used in both commensurate and incommensurate time delay cases. In the thesis, the stability boundary locus approach is also utilised to obtain the stability regions on the controller parameter space of classical PI and fractional order PI controllers. In addition, the generalised Kharitonov theorem is employed to guarantee the robustness of the controllers against various parametric uncertainties and perturbations.