Küçük ölçekli uygulamalar için maksimum güç noktası izleme (MPPT) algoritması ile güneş-rüzgar hibrit sistem modelinin simülasyonu

Abstract

Enerji üreticilerinin yanı sıra tüketicilerin de paydaşları olduğu mikro şebekeler, şebeke içi ve şebeke dışı olarak gelişmektedir. Çevre kirliliği ve artan maliyetler nedeniyle mikro şebekelerde yenilenemeyen enerji kaynaklarının tek enerji kaynağı olarak görülmesi sürdürülebilir değildir. Konvansiyonel enerji kaynaklarına ek olarak, öncelikle rüzgar ve güneş enerjisinden oluşan hibrit enerji sistemleri, mikro şebekeler için kritik ikincil enerji kaynakları olacaktır. Böylece elektrik hattı arızaları, dış aksaklıklar gibi durumlarda şebekenin kendi içinde çalışması ve ana şebekeye yeniden bağlanana kadar çalışması mümkün olacaktır. Bu çalışmada ilk olarak hibrit rüzgar-fotovoltaik sistem tasarlanmıştır. Daha sonra geliştirilen sistemde değişken hızlı rüzgar türbini için farklı kontrolörler tasarlanarak şebeke içi ve şebeke dışı durumlar için analiz edilmiştir. Geliştirilen hibrit enerji sistemi, mikro şebekedeki durum uzay modeli kullanılarak PID, LQR ve H-sonsuz kontrol yöntemleri ile kontrol edilmiştir. Sonuçlar, H-sonsuzun diğer tekniklerle karşılaştırıldığında hız ve maksimum güç açısından en iyi performansı verdiğini göstermektedir.

Microgrids, in which consumers are stakeholders as well as energy producers, are developing as on-grid and off-grid. It is not sustainable to consider non-renewable energy sources in microgrids as the only energy source due to environmental pollution and increasing costs. In addition to conventional energy sources, hybrid energy systems consisting primarily of wind and solar energy will be critical secondary energy sources for microgrids. Thus, in cases such as power line faults, external disturbances, it will be possible for the network to work within itself and to work until it is reconnected to the main grid. In this study, a hybrid wind-photovoltaic system was first designed. Then, the developed system by designing different controllers for the variable speed wind turbine was analyzed for on-grid and off-grid situations. The developed hybrid energy system is controlled by PID, LQR and H-infinite controlling methods using the state space model in the microgrid. The results indicate that H-infinity gives the best performance in terms of speed and maximum power, comparing with other techniques.