Nonlinear control of power coefficient in wind turbines
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Ticaret Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ALIEU KHAMA BADJIE
Danışman: KALYON MUAMMER
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, bir rüzgar türbininin çıkış gücünü kontrol etmek maksadıyla kontrol girişi olarak güç katsayısı ilk kez olarak kullanılmıştır. Nominal değerin üzerindeki rüzgar hızlarında jeneratör gücü ve hızı çok yüksek değerlere çıkabilmektedir. Bu durum jeneratörün aşırı yüklenmesine ve bozulmasına neden olur. Bu nedenle, üretilen elektrik gücünü arzu edilen değerlerde tutabilmek için kontrol sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Oldukça değişkenlik gösteren rüzgar hızını kontrol etmek imkansız olduğundan, özellikle nominal rüzgar hızının üzerindeki rüzgar hızlarında, sistemdeki diğer kontrol değişkenlerini ayarlayıp sistemin üretmesi gereken elektrik gücünü elde etmek amaçlanmaktadır. Bu hedefe ulaşmak için son derece nonlinear kontrol değişkeni olan türbin pervanene tespit açısının(pitch açısı) kullanıldığı birçok araştırma literatürde mevcuttur. Bu araştırmada, sistemi daha anlaşılabilir ve kolay kontrol edebilme maksadıyla kontrol değişkeni olarak pitch açısı yerine "güç katsayısı" kullanılmıştır. Rotor hızını istenen değere getirip bu değerde tutabilmek için güç katsayısı "Sliding Mode Control" metodu ile ayarlanmaktadır. Bu kontrol stratejisi için tasarlanan ve içinde değerlerin tespit edildiği (look up table) tabloların da yer aldığı algoritmalar ile herhangi bir rüzgar hızına herhangi bir güç katsayısına karşılık gelen pitch açısı belirlenebilmektedir. Simülasyon sonuçları, bu kontrol stratejisinin, rotor hızını istenen değere ayarlayarak jeneratör gücünü düzenleyebildiğini göstermektedir. "Feedack Linearization" adı verilen doğrusal olmayan başka bir kontrol organı ile elde edilen sonuçlar ile "Sliding Mode Control" metodu ile elde edilen sonuçların karşılaştırılmıştır. Bu sonuçların ayırt edilemeyecek kadar örtüştüğü görülmüştür.