Fotovoltaik beslemeli aralıklı tip - 2 bulanık mantık denetleyicili iki kademeli dönüştürücünün gerçekleştirilmesi

Abstract

Enerji üretimi için tükenen türde olan fosil yakıtların kullanılmasıyla çevreye salınan zararlı gazların atmosferdeki yığılması sürmektedir. Bu yüzden temiz ve sürekli enerji üretimini sağlayan yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelik çalışmalara ilgi artmaktadır. Güneşin atmosferi kirletici gaz ve radyasyon gibi atıklarının olmaması, güneş enerjisi sistemlerinin kurulumu hariç işletme masrafının çok az olması, gürültüsüz çalışması, bakım maliyetlerinin ise hareketli parçaları içermemesinden dolayı düşük olması gibi üstünlükleri vardır. Güneş panellerinden elde edilen enerjinin kullanılabilir hale gelmesi için güç devrelerine ihtiyaç vardır. Bu güç devreleri, doğrusal olmayan yapıdadır ve belirsizlikler içermektedir. Bunların giderilmesinde geleneksel denetleyiciler yeterli olamamaktadır. Bu tez çalışmasında, üç fazlı, uzay vektör modülasyonlu (UVM) evirici ile bu evirici girişi için, güneş panellerinden gelen gerilimin uygun bir doğru gerilim seviyesine çıkarılmasını sağlayan DA ? DA yükselten tip dönüştürücünün tasarımı ve uygulaması gerçekleştirilmektedir. Hem DA ? DA dönüştürücü hem de eviricide denetim algoritması olarak belirsizliklerin modellenmesinde yüksek başarıma sahip tip ? 2 BMD geliştirilmiştir. Geliştirilen tip ? 2 BMD algoritmasının üstünlüğünü göstermek için, sistem aynı zamanda hem PI denetleyici hem de tip ? 1 BMD ile de denetlenmiştir. Bu denetim işlemi önce bilgisayar benzetimi sonra da gerçek zamanlı uygulama olarak yapılmıştır. Benzetim işlemlerinde MATLAB, Simulink ve Simpower yazılımları kullanılmıştır. Gerçek zamanlı uygulamada ise sistem, eZdsp F28335 sayısal sinyal işlemci kiti üzerinde bulunan TMS320F28335 işlemcisi ile denetlenmiştir.Her bir denetim algoritması ile ayrı ayrı denetlenen sistemin ilk kademesi olan dönüştürücüde; oturma zamanı, aşım miktarı ile yük değişimi tepkileri incelenmiş ve tip ? 2 BMD' nin en iyi başarımı sağladığı görülmüştür. İkinci kademe olan üç fazlı eviricide ise, akım ve gerilim harmonik analizleri, frekans ile faz açısı bilgileri incelenmiştir. Aralıklı tip ? 2 BMD evirici için de en iyi çözümü sunmuştur.

Conglomeration of harmful gases released to the environment on the atmosphere continues because of using consumable fossil fuels for energy production. So interest in the studies about clean and sustainable energy production increases. The sun has advantages such as no wastes polluting the atmosphere like gas and radiation, minimal operation cost except for installation for solar energy systems, noiseless study, low maintenance cost due not to containing movable parts. Power circuits are needed for usable solar energy supplied from the solar panels. These power circuits are non-linear structure and contain uncertainties. Conventional controllers cannot be enough to overcome these uncertainties. In this thesis study, design and implementation of three phase space vector modulated (SVM) inverter and DC ? DC boost converter that increases the voltage from the solar panels to appropriate DC level for this inverter input has been performed. Type ? 2 fuzzy logic controller (FLC) which has high performance for modelling uncertainties has been improved as control algortihm for both the DA ? DA converter and the inverter. The system has been controlled with proportional ? integral (PI) controller and type ? 1 FLC to show the superiority of improved type ? 2 FLC algorithm. The control of the system has been done as simulation firstly and then real time application. MATLAB, Simulink and Simpower have been used for simulations. The system has been controlled with TMS320F28335 DSP on eZdsp F28335 DSP module for real time application.Settling time, overshoot and load variation responses has been investigated for the converter which is the first stage of the system individually controlled by each control algorithm and type ? 2 FLC has supplied the best performance. Current and voltage harmonic analysis, frequency and phase angle data have been analyzed for three phase inverter which is the second stage. Interval type ? 2 FLC has offered the best solution for the inverter.