Regeneratif enerji sistemlerinde generatörlerin modellenmesi ve bulanık mantık ile kontrolü

Abstract

Enerji, genel olarak is yapabilme yetenegi veya potansiyeli olaraktanımlanmakla birlikte, degisikliklere yol açan etken olarak da tanımlanabilir. Bilimve teknoloji alanındaki gelismelerle birlikte; yasam standartları ve tarzlarında büyükbir degisim gözlenmekte, mal ve hizmet, üretim ve tüketim kalıpları, fiyatları, talepyapıları, pazar kosulları, çalısma sartları, verimlilik vb. konularda önemlidegisiklikler meydana gelmekte, küresel ürün ve pazarlar, dünya çapında devorganizasyonlar ortaya çıkmaktadır. Bu gelisme ve degisimin sürati ve yönü büyükölçüde enerji arzı konusundaki gelismelere baglı bulunmakta, enerji konusu bilim veteknoloji alanındaki çalısmaların odak noktalarından birini olusturmaktadır.Gelisen sanayi, nüfus artısı, sınırlı olan dogal kaynakların ziyan edilmeden vezarar verilmeden en iyi sekilde kullanılmaları artık insanoglunun gündeminde en üstsıraları isgal etmektedir. Özellikle medeniyetlerin ortaya çıkmasında vazgeçilmezunsurlar olan su ve enerji, dogal ve sınırlı kaynakların en önemlilerini teskil ederler.Suların ve canlıların hayatlarını sürdürdükleri atmosfer, biyosfer, litosfer ve hidrosferkatmanlarının temiz tutulması ancak yüksek verimli ve temiz enerjiyle mümkünolacaktır.Temiz enerji dendiginde ilk akla gelen hidroelektrik santrallerdir. Ancak hızlailerleyen teknolojik aletleri kullanan sanayide buna alternatif olabilecek enerjikaynaklarının da bulunması sarttır. Bu durumda rüzgar enerjisinden yararlanılabilir.Son yıllarda birçok arastırmacı simülasyon veya uygulamalarla farklı kontrolyöntemleri denemektedir. Bu yöntemlerden üzerine ilgi toplayanlardan biri debulanık mantık kontrol yöntemidir. Bu yöntemin daha gelistirilmis hali ise kazancıbulanık mantık kuralları ile ayarlanan yeni nesil PI kontrolörlerdir. Bu tezçalısmasında 9 MW'lık bir rüzgar türbini ve buna baglı asenkron generatörü kontroletmek amacıyla bulanık mantık-PI kontrolör ve PI kontrolörler karsılastırılmıstır.Simülasyon sonuçları, bulanık mantık-PI kontrolörün tüm isletme sartları altında,sisteme verdigi hızlı cevaplarla PI kontrolöre göre daha iyi bir performansa sahipoldugunu göstermistir. Ayrıca bu çalısmada bir rüzgar düzenegi tasarımı hayatageçirilmis, deneysel sonuçları gözlemlenmistir.Anahtar Kelimeler : Enerji, Elektrik Enerjisi, Yenilebilir Enerji Kaynakları,Rüzgar Enerjisi, Rüzgar Türbini, Asenkron Generatör,Generatör Modelleme, PI Kontrolör,Bulanık Mantık-PIKontrolör

Although energy, in general, is defined as the working ability or potential, itcan also be defined as the factor that causes changes. Along with the developments inscience and technology; drastic changes are observed in living standards and styles;significant changes take place in production and consumption methods, costs,demand structures, market and working conditions and efficiency etc.; globalproducts and markets, and global giant organizations emerge. The speed and thedirection of this development and change depend mainly on the energy supplies, andtherefore the energy issue constitutes one of the focal points in science andtechnology.Developing industry, population growth, optimal use of limited naturalresources take a priority in the lives human race. Water and energy, which are thekey factors in the emergence of civilizations, are the most important entities amongnatural and limited sources. Keeping the layers of atmosphere, biosphere, lithosphereand hydrosphere clean, will only be possible with highly efficient and clean energy.Hydroelectric power plants come to mind first in clean energy. However,alternate energy resources should be found in the industry that make use of high techinstruments. In that case, wind energy can be used.In recent years, several researchers experiment different control methods withsimulations and applications. One of these methods, which draw significant attention,is fuzzy logic control methods. The advanced stage of this method is the newgeneration PI controllers, for which the gain is adjusted with fuzzy logic rules.In this thesis, fuzzy gain scheduled PI (fuzzy PI) controller is compared withPI controller in order to control a 9 MW wind turbine and an asynchronous generatorattached to it. for controlling the power and enthalpy output of a thermal electricalpower plant. Simulation results show that fuzzy PI controller?s performance is betterthan the other controllers under all the considered operating conditions with fastresponse to the system. Moreover, a wind mechanism design was realized, andexperimental results are observed.Key Words : Energy, Electrical Energy, Renewable Energy Sources,Wind Energy, Wind Turbine, Asynchronous Generator,Generator Modeling, PI Controller, Fuzzy Logic - PI Controller.