4
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
MİKROŞEBEKE SİSTEMLERİNE YÖNELİK DİJİTAL SİNYAL İŞLEYİCİLİ KONTROLLÜ STATİK AKILLI ANAHTAR TASARIMI VE UYGULANMASI
Günümüz dünyasında enerjiye olan talep giderek artmaktadır, bu talebi karşılamak için farklı enerji kaynaklarına yönelmiş olduğu bilinen bir gerçektir. Geleneksel enerji üretim yöntemlerinin ne kadar sürdürülebilinir olduğu ve çevreye olan zararları halen daha çözülünememiş gerçeklerden sadece birkaçıdır. Bu çözümlenememiş sıkıntılara karşı günümüzdeki en iyi çözüm yöntemlerinden biri Yenilenebilir Enerji Kaynaklarına yönelmek olmuştur fakat geleneksel şebeke altyapısının yenilenebilir enerji kaynaklarından alınabilecek maksimum faydayı verememesi ve yenilenebilir enerji kaynaklarının verebileceği gücün çoğu zaman olasılık fonksiyonları ile ifade edilmesi sebebiyle geleneksel şebeke altyapısı ile kullanılması durumunda güvenilir bir kaynak olarak görülmeyip kurulu gücün belli bir yüzdesine kadar devreye alınabilmesinden ötürü yenilenebilir enerji kaynaklarının mikroşebeke altyapısı altında dağıtık üretim santralleri olarak çalıştırılması çok daha stabil bir şebeke ve yüklerin olası bir şebeke arızası sebebiyle kesintiye uğramaması gibi birçok artı faydaya sebep olagelmiştir. Bazı güvenlik endişelerinden dolayı olası bir ana şebeke arızası durumunda şebeke bağlantılı inverterlerin ana şebekenin kesildiğini algılayıp çeşitli standartlara göre (IEEE 1547 vb.) kendilerini ivedilikte ana şebekeden izole etmeleri gerekmektedir, aksi durumda şebeke bağlantılı inverterler zarar görebilir ve dolayısıyla kullanıcı yüklerinin de zarar görebileceğini söylemek yanlış olmayacaktır. Bu noktada bizim mikroşebekeden beklentimiz kendisini ana şebekeden izole edip yerel yüklerini güvenilir bir şekilde beslemeye devam etmesi ve ana şebekenin tekrar gelmesi durumunda uygun bir şekilde tekrar ana şebekeye bağlanması olacaktır. Mikroşebeke altyapısı ile oluşturulmuş bir şebekede elektrik voltajının olup olmamadığını kontrol ederek ana şebekenin kesintiye uğrayıp uğramadığını tespit edebilmek ne yazık ki mümkün olamamaktadır, bu kontrol işlemini yapabilmek adına literatürde çeşitli yöntemler bulunmakta olup bunlardan birini temel alınarak tez çalışmasının yapılması amaçlanmıştır. Temel alınan yöntemde mikroşebeke ile ana şebeke arasındaki ortak bağlantı noktasından alınan çeşitli değerlerin (voltaj, frekans vb.) işlenerek (dft vb.) oluşan değişimlerin yorumlanması ve bilgisayar üzerine hesaplanan verilerin iletilmesi işleminin gerçekleştirilmesi ve bunların sonucunda ortak bağlantı noktasındaki anahtarın sürülmesi amaçlanmaktadır. Kullanılmak istenen anahtarın yarı iletken (triyak) olarak seçilmesi ile sürülme hızı, güvenilirlik ve ömrünün daha iyi olması amaçlanmaktadır. DSP (Texas Instruments - TMS320F28377s Delfino) türü bir mikrodenetleyici kullanarak çalıştırılacak algoritmaların performanslı olması ve karar verme ağacının çok daha hızlı karar verebilmesi amaçlanmaktadır. Bu tez projesi öncelikle Matlab/Simulink simülasyon ortamında gerçekleştirilmiş olup alınan doneler ışığında uygulama projesinin hayata geçirilmesi sağlanmıştır. Anahtar Kelimeler: Ada çalışma tespiti, harmonik iz kontrolü, mikroşebeke, dft uygulaması, statik anahtar uygulaması
Digital signal processor based implementation of custom power device controllers
Custom power can be explained as the power supplied to the customers who do not tolerate any power quality problems that may occur in supplied power using custom power devices. Dynamic Voltage Restorer (DVR) is one of the custom power devices that is connected in series to the system. DVR detects the voltage sags and injects missing portion of voltage to the load. By this way, the load is not affected by voltage sags on the supply. Another custom power device is the Static Transfer Switch (STS) that transfers the supply of the voltage sensitive loads of customers who have two different feeders. When a sag or interruption occurs on one of the feeders, the loads are transferred to the healthy feeder in the shortest time possible. Shunt Active Power Filter (SAPF) is used to eliminate the current harmonics. The purpose of SAPF is to minimize the harmonic level of the source current by generating the harmonics required by the non-linear loads.Power electronics switching devices are widely used in the realization of custom power devices such as DVR, STS and SAPF. To control the power electronic equipments, controller design and development are needed. In this study, the controllers of DVR, STS and SAPF are designed, developed and implemented using Digital Signal Processors (DSP). A new sag detection and voltage compensation method is proposed for the DVR. The sag detection algorithms are also applied to the control of STS. In the implementation of SAPF, the problems caused by the voltage unbalance in instantenous reactive power method are solved. The design of custom power devices are explained in detail. Control algorithms and codes developed are presented.
Design and control of three phase grid connected pv system with 1 mw power capacity
The analysing and designing of a three phase grid connected photovoltaic (PV) system with 1 MW power capacity for electricity consumption of University of Gaziantep with three different inverter control techniques have been comparatively completed in this thesis. The classical PI control, model predictive control (MPC) and sliding mode control techniques have been been applied in this project. The simulations of designed PV system with three different inverter current control techniques have been carried out and compared with obtained each other under the grid connected and standalone operating conditions. According to the obtained steady state results under the grid connected operating conditions, the performances of all three inverter control techniques are almost same to satisfy the requirements of the connected loads and grid connection. Based on the obtained steady state results under the standalone operating conditions, the performances of sliding mode current control and MPC techniques satisfy the requirements of the connected loads and grid connection. According to the obtained dynamic results under the grid connected operating conditions, the performances of all three inverter control techniques are almost same to satisfy the requirements of the connected loads and grid connection. However, the dynamic performances of PI current control technique are a bit better than the dynamic performances of other two inverter control techniques.
Transformatör iç arklarının geçici rejim sinyal işleme ve makine öğrenme yöntemleriyle erken tespiti
Güç transformatörlerinde yıldırım düşmesi, anahtarlama olayları ve kısa devre arızaları gibi nedenler, sargı yalıtımında deformasyona yol açarak sargılar arasında elektrik arkı oluşumuna neden olmaktadır. Ark oluşumu zamanla rijit bir kısa devreye yol açarak trafoların aşırı ısınmasına ve basınç nedeniyle transformatörün patlamasına sebep olabilmektedir. Bu tez çalışmasında, transformatör sargılarındaki ark oluşumu transformatörün terminallerindeki akım ve gerilim sinyallerindeki geçici rejim değişimleri incelenerek tespit edilmiştir. Çalışmada, 15 MVA gücünde bir güç transformatörü ANSYS@Maxwell ortamında üç boyutlu olarak modellenmiş ve MATLAB@Simulink'te oluşturulan ark modeli ANSYS@Maxwell manyetik modeline adapte edilerek yapılan senkronize çalışma ile transformatör sargılarındaki ark analizi gerçekleştirilmiştir. Tasarımların çözümlemesinde Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) kullanılmıştır. Transformatör modelinin doğruluğunu sağlaması için normal, kısa devre ve harmonik analizleri gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar fabrika ve tasarım verileriyle karşılaştırılarak sonuçların uyumlu olduğu belirlenmiştir. Transformatör girişinden elde edilen veriler, Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) kullanılarak frekans spektrumuna dönüştürülmüş ve bu sinyallerden transformatördeki ark arızası durumlarında oluşan yüksek frekanslı harmonikler tespit edilmiştir. Frekans spektrumlarından elde edilen 361 ayrı noktadaki harmonik veriler kullanılarak K-NN, DT, SVM, YSA ve ESM gibi Makine Öğrenmesi (MÖ) algoritmaları ile modeller eğitilmiştir. Arızalı sargı ve arızalı diske ait arıza tespit modellerinde yüksek doğruluk ve performans değerleri sağlanmıştır. Böylece, geliştirilen yöntem sayesinde transformatör sargılarında ark arızası oluşumunun sensör kullanmadan kısa sürede tespit edilmesine imkân sağlanmıştır.