Şebeke bağlı yakıt hücrelerinin güç devresi için çok seviyeli eviriciler ve akıllı kontrol yöntemlerinin araştırılması

Şebeke bağlantılı enerji üretim sistemlerinde enerji kayıplarını azaltmak, gerilim dalgalanmalarını sönümlemek ve kararlı bir enerji akışı sağlamak için dc-bağlantı gerilim kontrolüne ihtiyaç vardır. Ayrıca evirici yardımı ile güç faktörünün kontrolü de üretilen enerjinin verimli kullanılmasını destekleyen bir işlemdir. Şebekeye enjekte edilen akımdaki toplam harmonik bozunumun (THB) IEEE-519 harmonik standartlarına (<%5) uygun olması, elektrik akımının kalitesini artıracak ve olası elektriksel arızaları minimize edecektir. Bu tez çalışmasında, çok seviyeli eviricilerin devre yapısı ve toplam harmonik bozunum performanslarının yanında dc-bağlantı kontrolü için, üç farklı yöntem (kademeli pi tabanlı, adaptif ağ tabanlı bulanık çıkarım sistem (ANFIS) ve yapay sinir ağları (YSA) tabanlı kontrol yöntemleri) araştırılmıştır. Ek olarak, yüksek güç faktörü ve düşük harmonik bozunum performansı nedeniyle, şebekeye bağlı proton değişim membranlı yakıt hücreleri (PEMFC) için üç seviyeli nötr nokta kenetlemeli (NPC) bir evirici modellenmiştir. Ayrıca, bu tez çalışmasında, şebeke bağlı yakıt hücresi üç fazlı devre topolojisi modellenmiştir. Önerilen sistemin anma gücü 50 kW olup, sistem beş farklı çalışma senaryosu altında test edilmiştir. Performans sonuçlarına göre, şebeke akımındaki THB, geleneksel yöntemlere göre ortalama olarak, %8,02'den %3,52'ye düşürüldüğü, dc-bağlantı gerilim dalgalanmasının 1V (<%1) civarında olduğu ve ayrıca güç faktörü düzenleme performansının (>0.99) olduğu tespit edilmiştir.