Çift beslemeli asenkron generatör tabanlı değişken hızlı rüzgâr türbinlerinin kontrolü

Son yıllarda, artan enerji talebi ve bu talebi karşılayacak fosil yakıtların giderek tükenmesi ayrıca fosil yakıtların sebep olduğu çevresel sorunlardan dolayı, yenilenebilir enerji kaynaklarına doğru yönelim giderek artmıştır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından birisi de rüzgâr enerjisidir. Elektrik ve güç elektroniği sistemlerinin gelişmesiyle birlikte özellikle son yıllarda tüm dünyada rüzgâr türbini kurulumları artmıştır. Dünyadaki bu gelişim ülkemizi de aynı oranda etkilemiş, rüzgâr türbini kurulumları artmış ve rüzgârın kinetik enerjisinden elde edilen elektriksel güç kapasitesi toplam kurulu güç kapasitesi içindeki oranını giderek artırmıştır. Rüzgâr türbinleri, rüzgâr hızına bağlı olarak sabit hızlı ve değişken hızlı rüzgâr türbinleri olarak sınıflandırılabilir. Rüzgâr hızının değişken olması sebebiyle geniş hız aralığında güç üretimi yapabilmesi ve verimlerinin yüksek olması gibi birçok avantajlarından dolayı, değişken hızlı rüzgâr türbinleri kullanımları giderek artmaktadır. Genellikle değişken hızlı rüzgâr türbinlerinde senkron generatörler ve çift beslemeli asenkron generatörler kullanılmaktadır. Bu tezde çift beslemeli asenkron generatör tabanlı değişken hızlı türbinlerinin yapısı ve kontrolü incelenmiştir. Çift beslemeli asenkron generatör tabanlı değişken hızlı rüzgâr türbin sisteminin kontrolü için vektör kontrol algoritması uygulanmıştır. Vektör kontrol algoritmasının temelleri clarke-park dönüşümleri, dq dönen eksen takımı açısal dönüş hızını belirleme ve oryantasyon tipini belirlemeden oluşur. Bu temeller kullanılarak, belirlenen dq dönen eksen takımı açısal dönüş hızına göre clarke-park dönüşümleri gerçekleştirilerek çift beslemeli asenkron generatör tabanlı değişken hızlı rüzgâr türbin sisteminin dq dönen eksen takımında matematiksel modeli elde edilmiş ve daha sonra belirlenen oryantasyon türlerine göre vektör kontrol algoritması uygulanarak sistem kontrolü gerçekleştirilmiştir. Verilen teorik bilgiler doğrultusunda, Matlab/Simulink programı kullanılarak çift beslemeli asenkron generatör tabanlı değişken hızlı rüzgâr türbin sistemi tasarlanmıştır. Şebeke bağlantılı 500kW gücünde ki sistem kontrolü, klâsik PI kontrolörler uygulanarak gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçları gösterilmiş ve sistem kontrolü ve şebekeye güç aktarımı başarıyla gerçeklenmiştir. Anahtar Kelimeler: Rüzgâr türbini, Çift beslemeli asenkron generatör, Vektör kontrol yöntemi.