Voltage Control at Building Integrated Photovoltaic and Wind Turbine System with PI-PD Controller

Authors : Ozan GÜL, Nusret TAN

Pages : 992-1003

Doi:10.31590/ejosat.668427

View : 13 | Download : 7

Publication Date : 2020-04-15

Article Type : Research Paper

Abstract :Fosil yakıtların giderek azalması ile elektrik enerjisi üretimi için ilgi alanının rüzgar türbünü ve PV (fotovoltaik) gibi DC elektrik üreten diğer kaynaklara yönelmesini sağlamıştır. Bu kaynakların gerilim çıkış değerleri geniş bir aralıkta değiştiği için yükseltilmiş sabit bir çıkış gerilimi veren ve çıkış gerilimi iyi kontrol edilebilen DC/AC invertörlerin kullanılması gerekir. Enerji ihtiyacını güneş paneli ve rüzgar türbinleri gibi sürekli olmayan yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılayan konut binalarında özellikle enerji talebinin çok keskin değişkenlik gösterdiği zamanlarda binaya sabit kalitede güç akışının sağlanması çok önemlidir. Bu çalışmada, yenilebilir enerji kaynakları (güneş paneli ve rüzgar türbünü) entegre akıllı bina sisteminde PI-PD kontrolör ile üç fazlı PWM (pulses width modulation) gerilim kaynaklı evirici sistemi (VSI) kontrol edilerek konutlarda tüketilen gerilim kontrol edilmesi amaçlanmıştır. Bu araştırmada önce binaya entegre güneş ve rüzgar sistemleri (BIPv/Wt-Bina Entegre PV Panel ve Rüzgar Türbini) tasarımı, daha sonra kontrolör tasarımı ve sistemin simülasyonu yapılmıştır. BIPv/Wt sisteminin transfer fonksiyonu elde edildikten sonra ve frekans cevap analizi yöntemiyle PI-PD kontrolörünün parametreleri hesaplandı. BIPv/Wt sisteminde binada kullanılan gerilimi kontrol etmek için kullandığımız DC/AC inverter sisteminde kapalı gerilim kontrol döngüsünü kontrol etmek için PI-PD, klasik PI ve kesir dereceli PI kontrol yapılarını kullandık. kontrol yapılarının binada kullanılan gerilim üzerinde gerilimleri karşılaştırmak için iki test senaryosu için Matlab/Simulink platformunda sistemimizi kurup simulasyonlar gerçekleştirdik. Simulasyon sonuçları çizdiren faz gerilimleri ve ölçülen gerilim harmonik değerlerine bağlı olarak bina sistemleri gibi gün için enerji talebi değişkenlik gösteren sistemler için PI-PD kontrol kullanmanın daha olumlu sonuçları elde ettiği görülmüştür.
Keywords : PI PD kontrollör, Gerilim kontrol döngüsü, Fotovoltaik ve rüzgar türbini entegre bina sistemi, Enerji simülasyonları