Hibrid güç üretim sisteminin modellenmesi, analizi ve neuro-fuzzy kontrolör kullanılarak sistem performansının iyileştirilmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik Eğitimi Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2007
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: YÜKSEL OĞUZ
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Kamil Rifat İrfan Güney
Eş Danışman: Hasan Erdal
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:ÖZETHİBRİD GÜÇ ÜRETİM SİSTEMİNİN MODELLEMESİ,ANALİZİ VE NEURO-FUZZY KONTROLÖR KULLANILARAKSİSTEM PERFORMANSININ İYİLEŞTİRİLMESİBu çalışmada, şehir merkezinden veya enerji dağıtım şebekelerinden uzakküçük yerleşim birimlerinin elektrik enerji ihtiyacının karşılanması amacı ile hibritrüzgar-gaz güç üretim sisteminin Matlab/Simulink programı kullanılarakmodellemesi gerçekleştirilmiştir. Aynı zamanda hibrit güç üretim sistemininelektriksel çıkış büyüklüklerinin işletme değerlerini istenilir noktaya getirmek içinAdaptif Neuro-Fuzzy Çıkarım Kontrolör'ü (ANFÇK) kullanılmıştır.Hibrit güç üretim sistemlerinin dünya genelinde uygulamaları ve bu güçüretim üzerine yayımlanmış makaleler, yapılan tez çalışmaları ayrı ayrı incelenmiştir.Yapılan çalışma için gerekli olan teknik bilgiler geniş ölçüde sağlanmıştır. Hibrit güçüretim sistemini oluşturan sistem bileşenleri ana hatları ile ve sistem içersindekifonksiyonları kısa kısa anlatılmıştır. Diğer taraftan, Adaptif Neuro-Fuzzy kontrolörayrı bir bölüm olarak geniş ve kapsamlı olarak blok diyagramlar halindesunulmuştur.300 kW'lık rüzgar güç üretim sisteminin enerji dağıtım şebekelerindenbağımsız olarak çalıştırılmasına ait sistemin dinamik modellemesi için gerekli olanmatematiksel bağıntılar çıkartılmıştır. Rüzgar güç üretim sistemi değişken hızlırüzgar türbini ve asenkron generatörden oluşmuştur. Değişken hızlı rüzgar türbini veasenkron generatörün dinamik davranışını tanımlayan blok diyagramları vematematiksel denklemler yapılan tez çalışmasında ayrı ayrı sunulmuştur. Rüzgartürbini ve asenkron generatörün blok diyagramlarını tanımlayan matematikseldenklemleri, Matlab/Simulink programını ve Power System Toolbox'u kullanarakrüzgar güç üretim sisteminin gerçek işletmelerdeki davranışını gösterecek biçimdesimülasyon blok diyagramları oluşturulmuştur. Daha sonra, rüzgar güç üretimsisteminden farklı yük kademelerinde elde edilen çıkış büyüklüklerinin istenilenperformansta olması için klasik PID kontrolör ve ANFÇK ile rüzgar türbini kanateğim açısı denetimi yapılmıştır.Bu çalışmada, hibrit güç üretim sisteminin ikinci güç üretim bileşeni ise400kW'lık gaz güç üretim sistemidir. Gaz güç üretim sistemi, gaz türbin sistemi vesilindirik kutuplu senkron generatörden oluşmuştur. Gaz türbini ile senkrongeneratörün dinamik davranışını tanımlayan blok diyagramları ve matematikdenklemler bu çalışma içersinde ayrı ayrı sunulmuştur. Gaz güç üretim sisteminindinamik davranışını tanımlayan blok diyagramları ve matematiksel denklemlerikullanarak Matlab/Simulink programında dinamik modellemesi yapılmıştır. Gaz güçüretim sistemini enerji dağıtım şebekelerinden yalıtılmış olarak çalıştırılıp, elektrikçıkış büyüklükleri farklı yük kademeleri için ayrı ayrı elde edilmiştir. Bu elektrikselçıkış büyüklüklerinin istenilen değerde olması için klasik PID kontrolör ileANFÇK'ü kullanılarak gaz türbini hız kontrolü yapılmıştır.Yapılan tez çalışmasının son aşamasında, rüzgar güç üretim sistemi ile gazgüç üretim sistemi birbirine paralel bağlanarak birlikte tüketici yüklerinin beslenmesidurumundaki sistemin dinamik modellemesi Matlab/Simulink programındagerçekleştirilmiştir. Bu çalışma durumunda, hibrit güç üretim sisteminin elektrikselçıkış büyüklüklerinin istenilen işletme performansında olması amacıyla ANFÇK'üile kontrolü sağlanmıştır.Hibrit rüzgar-gaz güç üretim sisteminin farklı tüketici yükleri ile yüklenmesidurumunda, ANFÇK'lü sistemin dinamik davranışı elde edilen simülasyon sonuçlarıile analizi yapılmıştır. Hibrit güç üretim sistemi için gerçekleştirilen simülasyonçalışması sonuçlarından da görülmüştür ki, ANFÇK ile sistemin çıkış elektrikselbüyüklükleri kısa sürede arzu edilen işletme değerine yerleşmiştir.Anahtar Kelimler: Rüzgar Güç Üretim Sistemi, Gaz Güç Üretim Sistemi, HibridGüç Üretim Sistemi, PID Kontrolör, Adaptif Neuro-Fuzzy Kontrolör, Modelleme,Matlab/SimulinkOcak 2007 Yüksel OĞUZ