Bu çalışmada, bir rüzgâr türbinine ait kanat hatve açısı zamanla değişen rüzgâr hızı varlığında kontrol edilmeye çalışılmıştır. Böylece rüzgâr türbin sisteminin çıkış gücünün nominal çıkış gücünde tutulması ve oluşabilecek zararlardan sistemin korunması amaçlanmıştır. Bu amaçla PD (oransal-türevsel), PI (oransal-integral) ve PID (oransal-türevsel-integral) denetleyici yapıları kullanılmıştır. Denetleyicilere ait parametreler literatürde oldukça yeni olan metasezgisel optimizasyon algoritması olan yapay sinek kuşu algoritması (Artificial Hummingbird Algorithm-AHA) ile optimize edilmiştir. Her üç denetleyiciye ait parametrelerin optimizasyonu için 30 bağımsız yürütme gerçekleştirilmiş ve bu yürütmelere ait istatistiksel veriler değerlendirilmiştir. Rüzgâr türbininin modellenmesi, optimizasyonu ve kontrol çalışmaları Matlab/Simulink’te gerçekleştirilmiştir. Elde edilen standart sapma değerleri karşılaştırıldığında optimizasyon süreci boyunca AHA tabanlı PID denetleyicinin (AHA-PID) daha kararlı ve gürbüz sonuçlar ürettiği görülmektedir. Elde edilen sonuçlara göre, rüzgâr türbini çıkış gücünün nominal seviyesi için geçiş cevabı açısından AHA tabanlı PD denetleyici (AHA-PD) daha hızlı ve daha başarılıdır.
Rüzgâr türbini PID tipi denetleyiciler Kanat hatve açısı Optimal kontrol
In this study, the blade pitch angle of a wind turbine was tried to be controlled in the presence of time-varying wind speed. Thus, it is aimed to maintain the output power of the wind turbine system at its nominal output power and to protect the system from potential damages. For this purpose, PD (proportional-derivative), PI (proportional-integral) and PID (proportional-derivative-integral) controller structures were used. The parameters of the controllers are optimized with the Artificial Hummingbird Algorithm (AHA), which is a brand-new metaheuristic optimization algorithm in the literature. 30 independent runs were performed for the optimization process and the statistical data of these runs were evaluated. Modeling, optimization, and control studies of the wind turbine were carried out in Matlab/Simulink. When the obtained standard deviation values are compared, it is seen that the AHA-based PID controller (AHA-PID) produces more stable and robust results during the optimization process. According to the obtained results, the AHA-based PD controller (AHA-PD) is faster and more successful in terms of transient response for the nominal level of wind turbine output power.
Wind turbine PID type controllers Blade pitch angle Optimal control
Birincil Dil | Türkçe |
---|---|
Konular | Elektrik Enerjisi Üretimi (Yenilenebilir Kaynaklar Dahil, Fotovoltaikler Hariç), Rüzgar Enerjisi Sistemleri |
Bölüm | Makaleler |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 31 Ağustos 2023 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2023 Cilt: 39 Sayı: 2 |
✯ Etik kurul izni gerektiren, tüm bilim dallarında yapılan araştırmalar için etik kurul onayı alınmış olmalı, bu onay makalede belirtilmeli ve belgelendirilmelidir.
✯ Etik kurul izni gerektiren araştırmalarda, izinle ilgili bilgilere (kurul adı, tarih ve sayı no) yöntem bölümünde, ayrıca makalenin ilk/son sayfalarından birinde; olgu sunumlarında, bilgilendirilmiş gönüllü olur/onam formunun imzalatıldığına dair bilgiye makalede yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, makalelerde Araştırma ve Yayın Etiğine uyulduğuna dair ifadeye yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, hakem, yazar ve editör için ayrı başlıklar altında etik kurallarla ilgili bilgi verilmelidir.
✯ Dergide ve/veya web sayfasında, ulusal ve uluslararası standartlara atıf yaparak, dergide ve/veya web sayfasında etik ilkeler ayrı başlık altında belirtilmelidir. Örneğin; dergilere gönderilen bilimsel yazılarda, ICMJE (International Committee of Medical Journal Editors) tavsiyeleri ile COPE (Committee on Publication Ethics)’un Editör ve Yazarlar için Uluslararası Standartları dikkate alınmalıdır.
✯ Kullanılan fikir ve sanat eserleri için telif hakları düzenlemelerine riayet edilmesi gerekmektedir.