Kesir Dereceli PID Kontrolör İle Yenilenebilir Enerji Sistemlerinde Harmonik Analizi

Abstract

Harmoniğin ortaya çıkmasının başlıca sebebi elektrik ve manyetik devrelerdeki lineersizliktir. Elektrik enerjisi üretimini ve dağıtımında enerji kalitesi tüketiciler açısından son derece önemli bir unsurdur. Bu sebeple harmoniksiz enerji üretimi yapmak veya tasarlamak yeni ve gelişen teknoloji ile  mümkündür. Yenilenebilir enerji kaynakları ile yapılan enerji üretiminde bazı sıkıntılar yaşanabilmektedir (Güneş enerji sistemlerinde güneş ışınlarının sürekli olmayışı ve ortam sıcaklığı vs.). Yenilenebilir enerji sistemlerinde denetim sisteminin cevabının gecikmesi, bozuk ve harmonikli enerji üretimi gibi sorunlar bu çalışmada giderilmeye çalışılmıştır. Öncelikle güneş enerji sisteminden elektrik enerjisi üretilmiş ve bu enerjinin şebeke gerilimine cevap süresi minimize edilmiştir. Üretilen bu enerji filtreler yardımıyla harmonik seviyeleri düşürülmüş kabul edilebilir seviyelerde (<%3 ) tutulmuştur. Ayrıca sistemin çıkışından yaklaşık 50kW seviyesinde enerji çekilebilmektedir. 

Keywords

• harmonik,güç kalitesi,kesirli PID ve filtre

Harmonic Analysis In Renewable Energy Systems With Fractional PID Controllers

Abstract

The main reason for the appearance of harmonics is the lack of linearity in electric and magnetic circuits. The quality of energy in the production and distribution of electricity is a crucial factor regarding consumers. For this reason, it is possible to do energy production without harmonics or to design with new and developing technology. Some problems can be experienced in energy production made with renewable energy sources (The lack of continuous solar radiation in solar energy systems and ambient temperature, etc.). Problems such as delayed response of the control system in the renewable energy systems, distorted and harmonic energy production have been tried to be solved in this work. First, electricity from the solar energy system is generated and the response time of this energy to the grid voltage is minimized. With the help of these filters produced, the harmonic levels of the energy produced, are reduced to acceptable levels (<%3 ). Also, about 50kW of energy can be drawn from the output of the system. 

Keywords

• harmonic,power quality,fractional PID and filter

References

1. Abdelsalam A.A., Abdelaziz A.Y., Gabbar H.A., Gamaa S.N., 2017. Distribution System Performance Enhancement Using Power Filter/Compensator Device, 5th IEEE International Conference on Smart Energy Grid Engineering.
2. Argın M., 2000. Güç Sistem Harmonik Filtreleri, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, TÜRKİYE. Arillaga J., Bradley D.A., Bodger P. S. 1985. Power System Harmonies, John Wiley & Sons Ltd., NORWICH.
3. Ay S., 1996. Alçak Gerilim Tesislerindeki Gerilim Harmonikleri Ve Filtre Tasarımı, Kaynak Elektrik Dergisi, Sayı: 95.
4. Das S., 2008, Functional fractional calculus for system identification and controls, Springer, Springer Berlin Heidelberg New York
5. Dugan R. C., McGranaghan M.F., Beaty H.W., 1996. Electrical Power Systems Quality, McGraw-Hill Companies, USA
6. Ferrero A., Superti-Furga G., 1990. A New Approach to the Definition of Power Components in Three Phase Systems Under Nonsinusoidal Conditions, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 40, No. 3, June, 568-577.
7. Huang C., Jiang Y. Q., 2005. Improved window and interpolation algorithm for analysis of power system harmonics. In Zhongguo Dianji Gongcheng Xuebao (Proc. Chin. Soc. Electr. Eng.) (Vol. 25, No. 15, pp. 26-32)
8. Jiang C. F., Liu M., 2010. Inter-harmonics analysis based on double interpolation FFT algorithm [J]. Power System Protection and Control, 3.

9. Lin H.C., Lee C.S., 2001. Enhanced FFT-based parametric algorithm for simultaneous multiple harmonics analysis. IEE proceedings-Generation, Transmission and Distribution, 148(3), 209-214.
10. Monje C., Chen Y.Q., Vinagre B.M., Xue D., Feliu V., 2010. Fractional order systems and controls: fundamentals and applications (advances in industrial control). London: Springer-Verlag.
11. Qian H., Zhao R., Chen, T., 2007. Interharmonics analysis based on interpolating windowed FFT algorithm. IEEE Transactions on Power Delivery, 22(2), 1064-1069.
12. Tüfekçi A., 2018. Yenilenebilir Enerji Sistemlerinde Harmonik Analizi, Yüksek Lisans Tezi, Giresun Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Giresun, TÜRKİYE
13. Uyarel A.Y., Öz E.S., 1987. Güneş Enerjisi ve Uygulamaları, Birsen Yayınevi, ANKARA.
14. Wen P., Yushou Q., Zhou E., 1994. Power Harmonics Measurement Based on Windows and Interpolated FFT (Ⅰ) Study of Windows [J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 1.