Çift beslemeli asenkron generatör tabanlı rüzgar türbinlerinin 3 fazlı 5 seviyeli dönüştürücü ile benzetimi

Abstract

Dünyada artan enerji talebi ülkeleri yenilebilir enerji kaynaklarından üretilen enerjilere yönlendirmiştir. Yenilenebilir enerji kaynağı olan rüzgâr enerjisi, rüzgâr türbinleri vasıtasıyla kinetik enerjiyi elektrik enerjisine çevirir. Rüzgâr türbinlerinde kullanılan generatör çeşitleri, kullanılacak yerlere ve istenilen özelliklere göre seçilmektedir. Bu tez çalışmasında, genellikle değişken hızlarda çalışabilen ve yüksek güç ihtiyacını karşılama özelliği bulunan çift beslemeli asenkron generatör (ÇBAG) tabanlı rüzgâr türbin sistemi üzerine çalışma yapılmıştır. Arka arkaya bağlı iki adet dönüştürücüye sahip ÇBAG tabanlı rüzgâr türbin sistemi çift yönlü enerji akışına uygundur. Bu dönüştürücüler, Matlab/ Simulink ortamında iki seviyeli, üç seviyeli ve beş seviyeli dönüştürücü olarak tasarlanmıştır. ÇBAG tabanlı rüzgâr türbinine farklı dönüştürücü tipleri uygulanarak, toplam güç, reaktif güç, sistemin çıkış gerilimleri ve akımları ve DA bara gerilim değerleri karşılaştırılmıştır. Sistemin yük altında ve farklı rüzgâr hızlarında çalışması gözlenmiştir. Çıkan sonuçların toplam harmonik bozulmaları (THD) incelenmiş ve kullanılan dönüştürücü tipleri için THD izin verilen sınır değerlere uygun olduğu görülmüştür.

Increasing energy demand in the world has led countries to energies produced from renewable energy sources. Wind energy, which is a renewable energy source, converts kinetic energy into electrical energy through wind turbines. Generator types used in wind turbines are selected according to the places to be used and the desired characteristics. In this thesis, a study was carried out on a doubly-fed asynchronous generator (DFIG based wind turbine system, which can generally operate at variable speeds and meet high power needs. DFIG-based wind turbine system with two converters connected back-to-back is suitable for bidirectional energy flow. These converters are designed as two-level, three-level and five-level converters in Matlab / Simulink program. Total power, reactive power, output voltages and currents of the system and DC bus voltage values were compared by applying different converter types to the DFW-based wind turbine.. It has been observed that the system works under load and at different wind speeds. The total harmonic distortions (THD) of the obtained results were examined and it was found that the THD was in compliance with the allowable limit values for the converter types used.