Değişken Hızlı Rüzgâr Türbinlerinde Kullanılan Sürekli Mıknatıslı Senkron Generatörün Maksimum Güç İzleme Algoritması ile Vektör Kontrolü

Yıl 2017, Cilt: 5 Sayı: 2, 356 - 369, 31.07.2017

Ayşe Çiftçi Mustafa Dursun

Öz

Rüzgâr türbininden maksimum güç çekme işlemi enerjinin verimli ve optimum kullanımı açısından önemli bir konudur. Bu çalışmada şebekeye bağlı rüzgâr türbininde en yüksek değerde güç elde edebilmek için maksimum güç nokta takibi (MGNT) arama algoritması geliştirilmiştir. Algoritma olarak rüzgâr türbininde kanat uç hız oranı yöntemi kullanılmıştır. Ayrıca alan yönlendirmeli vektör kontrol tekniği kullanılarak hem şebeke tarafı hem de generatör tarafı kontrol edilmiştir. Bu teknik ile sabit mıknatıslı senkron generatörde aktif ve reaktif güç, doğru akım (DA) bara gerilimi, generatör açısal hızı gibi değerlerin istenilen seviyede tutulması sağlanmıştır. Yapılan bu çalışmada generatör belirlediğimiz bir rüzgâr hızı ile optimum devir sayısıyla çalıştırılmış ve mevcut

rüzgâr enerjisi potansiyelinden maksimum seviyede yararlanılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Değişken Hızlı Rüzgâr Türbini, Daimi Mıknatıslı Senkron Generatör, Maksimum Güç Takibi, PI Kontrol, Vektör Kontrol

Maximum Power Point Tracking Algorithm with Permanent Magnet Synchronous Generator Used In Variable Speed Wind Turbines

Öz

Maximum power extraction from the wind turbine is an important issue in terms of efficient and optimum use of the energy.In this study, a maximum power point tracking (MPPT) search algorithm was developed to obtain the highest power in the grid connected wind turbine.The tip speed ratio (TSR) method is used in the wind turbine as an algorithm.In addition, both the grid side and the generator side are controlled using field oriented vector control technique.In a permanent magnet synchronous generator are kept at desired level of values as active and reactive power, direct current (DA) bus voltage, generator angular velocity with this technique. In this study, the generator was operated at an optimum speed with a wind speed which we determined and utilized at the maximum level from the potential of current wind energy. 

Anahtar Kelimeler

MPPT, TSR, Vector control

Kaynakça

• Döşoğlu, M. Kenan. "Hybrid low voltage ride through enhancement for transient stability capability in wind farms." International Journal of Electrical Power & Energy Systems 78 (2016): 655-662.
• Döşoğlu, M. Kenan. "A new approach for low voltage ride through capability in DFIG based wind farm." International Journal of Electrical Power & Energy Systems 83 (2016): 251-258.
• Döşoğlu, M. Kenan, and A. B. Arsoy. "Enhancement of a reduced order doubly fed induction generator model for wind farm transient stability analyses." Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sciences 24.4 (2016): 2124-2134.
• Döşoğlu, M. Kenan. "Enhancement of SDRU and RCC for low voltage ride through capability in DFIG based wind farm." Electrical Engineering (2016), doi:10.1007/s00202-016-0403-4.
• LI, Hong-ru, and Shu-sheng GU. "Neural-network-based adaptive observer of position and speed of PMSM [J]." Proceedings of the Csee 12 (2002): 006.
• Hasanien, Hany M., and S. M. Muyeen. "Design optimization of controller parameters used in variable speed wind energy conversion system by genetic algorithms." IEEE Transactions on Sustainable Energy 3.2 (2012): 200-208.
• Singh, Mukhtiar, and Ambrish Chandra. "Application of adaptive network-based fuzzy inference system for sensorless control of PMSG-based wind turbine with nonlinear-load-compensation capabilities." IEEE transactions on power electronics 26.1 (2011): 165-175.
• Li, Hui, K. L. Shi, and P. G. McLaren. "Neural-network-based sensorless maximum wind energy capture with compensated power coefficient." IEEE transactions on industry applications 41.6 (2005): 1548-1556.
• D. Verma, S. Nema, A.M. Shandilya, Soubhagya Dash, Renewable and Sustainable Energy Reviews Vol.54 2016 1018-1034.
• Y. K. Ersagun, Rüzgâr Enerji Sistemlerinde Kullanılan Maksimum Güç Noktası Takibi Yöntemleri, EEB 2016 Elektrik-Elektronik ve Bilgisayar Sempozyumu, Tokat-TÜRKİYE, (2016) 115.
• Nantao Huang, Simulation of Power Control of a Wind Turbine Permanent Magnet Synchronous Generator System, Yüksek Lisans Tezi, Marquette Üniversitesi, Wisconsin-USA, (2013).
• M. Zhang, Maximum Power Point Tracking Control of the Permanent Magnet Synchronous Generator based Wind Turbine, Yüksek Lisans Tezi, University of Liverpool, Liverpool-İngiltere (2012)
• Ali H. Kasem Alaboudy, Ahmed A. Daoud, Sobhy S.Desouky, Ahmed A. Salem, Ain Shams Engineering Journal, 4(1) ,2013, 75.
• Oscar Barambones, Sliding Mode Control Strategy for Wind TurbinePower Maximization. Energies 2012,5, 2310-2330.
• M. Ragheb and A. M. Ragheb, Wind Turbines Theory - The Betz Equation and Optimal Rotor Tip Speed Ratio, Intech, (2011).