Tidal power generation using DFIG

Abstract

Küresel iklim değişikliği konusundaki endişe politikacıların sera gazı emisyonlarının azaltılmasının önemini kabul etmelerini sağlamıştır. Bu da elektrik üretimi için temiz ve yenilenebilir bir çağ başlatmıştır. Bu vurgu şimdiye kadar rüzgar üretimindeydi ki bu yenilenebilir üretimin en gelişmiş biçimlerinden biridir. Buna rağmen elektrik sistem operatörleri için bağımsız değişkenlerin öngörülemeyen doğası sonucu artan zorluklar bulunmaktadır.Bir diğer taraftan dalga enerjisi mükemmel bir şekilde öngörülebilir ve rüzgar enerjisine alternatif olabilmektedir. Bu tez diğer enerji kaynaklarına kıyasla dalga enerjisinin gücünün önemini göstermektedir ve bu enerji için DFIG kullanılır.Bu tez, aşağıdaki şekilde analiz edilmiştir:A 6 MW dalga enerjisi dört adet 1,5 MW dalga türbinine sahiptir ve bunlar 25 KVlık dağıtım sistemine bağlıdır. Bu 25 KVlık besleme hattı üzerinden 120 KV şebekeye 30 km yol alarak güç sağlar. A 2300 V, 2MVA tesisi motor ağırlığı ile (1,69 MW endüksiyon motoru 0,93 PF) ve 200 KW lık direnç gücü ki bu ayrıca aynı besleyiciye bağlıdır. Dalga türbini ve motor voltaj, akım ve makine hızını izlemek için kullanılan bir koruma sistemine takılır. DFIG DC bağlantı voltajı da ayrıca izlenir. Dalga türbinleri PWM dönüştürücüsüne dayanan AC/D/AC/İGBM ve yaralı pervaneye sahip endüksiyon jeneratörü olarak kullanılır. Stator (gövde) sargısı ayrıca 50 Hzlık şebekeye bağlıdır ve pervane AC/DC/AC dönüştürücü sayesinde değişken frekansla beslenir.FIG teknolojisi güçlü dalgalar sırasında türbin mekanik zorlamalar yaşarken ve aynı zamanda da türbin hızının maksimum enerjiyi ortaya çıkarmak için düşük dalga hızının optimizasyonunu sağlamak amacıyla kullanılmıştır. Türbinin optimum hızı dalga hızı ile doğrudan orantılı olan belirli bir dalga hızı için maksimum mekanik enerjiyi üretmek için kullanılır. Pervane hızı dalga hızı için süper alt senkron hızı ile çalışır. Bu hız ayrıca 10 m/s yüksek süper senkron hızlarında en yüksek dalga hızı olacaktır.Normal şartlarda uygulanan 6 MW simülasyonu ve 25 KVlık hattaki farklı tip hatalar tanıtıldı. Bunlar aşağıdaki gibi uygulamalardır;a)Normal şartlarda, bir dalga hızı 13 m/s'dir.b)Bir faz için A zemin hatasında 25 kc hat için t= 5, 5.1 saniyec)Bir faz için A ve B hatalarında 25 kv hat t= 5, 5.1 saniyed)Bir faz için A ve B zemin hatasında 25 kv hat için t= 5, 5.1 saniyedee)Bir simetrik hata için 25 kv hat için t=5, 5.1 saniyede

Concern over global climate change has led policy makers to accept the importance of reducing greenhouse gas emissions. This in turn has led to a large growth in clean renewable generation for electricity production. Much emphasis has been on wind generation as it is among the most advanced forms of renewable generation, however, its variable and relatively unpredictable nature result in increased challenges for electricity system operators. Tidal generation on the other hand is almost perfectly forecastable and as such may be a viable alternative to wind generation. This thesis paper shows the important of Tidal power over other sources and it's generation using DFIG. This thesis is analyzed based on the following configuration;A 6 MW tidal power site having four, 1.5 MW tidal turbines connected to a 25 kV distribution system which ensures power to a 120 kV grid through a 30 km, 25 kV feeder line. A 2300V, 2 MVA plant with a motor load (1.68 MW induction motor at 0.93 pf) and of a 200 kW resistive load which is also linked into the same feeder. Both tidal turbine and motor is attached to a protection system which was used to monitor voltage, current and machine speed. DFIG DC link voltage is also monitored. Tidal turbines used an induction generator having a wound rotor and an AC/DC/AC IGBT based PWM converter. The stator winding is also linked directly to the 50 Hz grid and the rotor is fed at variable frequency through the AC/DC/AC converter. DFIG technology was also used for extraction of maximum energy from the tides for low tidal speeds through optimization of turbine speed, while lowering turbine mechanical stresses during heavy tides. The turbine's optimum speed used to produce maximum mechanical energy for a given tidal speed which is directly proportional to tidal speed. The rotor runs at sub synchronous speed for tidal speeds will also be lowered at 10 m/s and at super synchronous speeds for higher tidal speeds.The simulation of 6MW tidal site was carried out for normal condition and at different types of faults introduced on the 25kV line. They are carried out as follows;a)For normal conditions, at a tidal speed of 13m/s.b)For a phase A to ground fault in the 25 kV line for t=5 to 5.1 seconds.c)For a phase A and B fault in the 25 kV line t=5 to 5.1 seconds.d)For a phase A and B to ground fault in the 25 kV line t=5 to 5.1 seconds.e)For a symmetric fault in the 25kV line for t=5 to 5.1 seconds