Rüzgar Türbin Sistemlerinde Ağırlıklı Geometrik Merkez Yöntemi ile Tasarlanan PI-PD Kontrolü
Abstract views: 8
/ 
PDF downloads: 6
DOI:
https://doi.org/10.5281/zenodo.14188688Keywords:
PI-PD Kontrolörü, AGM, Rüzgar Türbini, Zaman GecikmesiAbstract
Enerji krizinin etkisiyle, araştırmacıların yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelik ilgisi giderek
artmaktadır. Her geçen gün artan enerji ihtiyacı ve maliyetleri, üretici ve tüketicileri yenilenebilir enerji
kaynaklarına yönlendirmektedir. Bu kaynaklar arasında en önemlilerinden biri rüzgâr enerjisidir. Yüksek
rüzgâr hızlarında, türbinler ve diğer kritik bileşenlerin zarar görmemesi için sistemin kontrol altında
tutulması gerekmektedir. Bu çalışmada, bir rüzgar türbininin kontrolü için Ağırlıklı Geometrik Merkez
(AGM) yöntemi kullanılarak zaman gecikmeli bir PI-PD kontrol cihazı tasarlanmıştır. AGM Yöntemi ile
PI-PD kontrol tekniklerinin enerji üretimine olan potansiyel etkilerinin detaylı bir şekilde incelenmesi
hedeflenmektedir. Tasarım işlemi, kontrolör parametreleri düzleminde kararlılık eşik eğrisini kullanarak
kararlı bölgenin belirlenmesi ve bu bölgedeki AGM’nin hesaplanması esasına dayanmaktadır. Fakat, bu
bölge içinde en iyi sistem performansını sağlayacak parametrelerin seçimi önemli bir sorundur. AGM
yöntemi, bu soruna oldukça pratik ve kullanışlı bir analiz sunmaktadır. Önerilen PI-PD kontrol tasarımı
yaklaşımının avantajı, elde edilen parametrelerin grafiksel yöntemler ya da yinelemeli optimizasyon
süreçlerine gerek kalmadan sayısal olarak hesaplanabilmesidir. Bu sayede kapalı döngü kararlılığı etkin bir
şekilde sağlanmaktadır. Simülasyonlar MATLAB/Simulink ortamında gerçekleştirilmiştir. Bu aşamada,
birim adım yanıtları incelenerek kullanılan yöntemin performans analizi yapılmıştır. Simülasyon
sonuçlarına göre, önerilen ayarlama tekniği ile tasarlanan PI-PD denetleyicinin, rüzgar türbinine daha
başarılı bir şekilde uygulandığı gözlemlenmiştir. Bu sonuçlar, PI-PD denetleyicinin performansının,
geleneksel PID denetleyiciye kıyasla daha üstün olduğunu göstermektedir.
Downloads
References
Ali, H. I., & Saeed, A. H. (2016). Robust PI-PD controller design for systems with parametric uncertainties. Engineering and Technology Journal, 34(11 Part A), 2167–2173.
AVCI, B., & YILMAZ, T. B. (2020). Rüzgar Türbini Kanat Tasarımı Ve Analizi.
Çiftçi, A., & Dursun, M. (2017). Değişken hızlı rüzgâr türbinlerinde kullanılan sürekli mıknatıslı senkron generatörün maksimum güç izleme algoritması ile vektör kontrolü. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 5(2), 356–369.
Frikh, M. L., Soltani, F., Bensiali, N., Boutasseta, N., & Fergani, N. (2021). Fractional order PID controller design for wind turbine systems using analytical and computational tuning approaches. Computers and Electrical Engineering, 95, 107410.
Ghasemi, S., Tabesh, A., & Askari-Marnani, J. (2014). Application of fractional calculus theory to robust controller design for wind turbine generators. IEEE Transactions on Energy Conversion, 29(3), 780–787.
Hamamci, S. E., & Tan, N. (2006). Design of PI controllers for achieving time and frequency domain specifications simultaneously. ISA Transactions, 45(4), 529–543.
İlbeyoğlu, S., & Gürbüz, H. (2024). FİZİKSEL PARAMETRELERİN HİDROJEN PEM YAKIT HÜCRESİ PERFORMANSINA ETKİLERİ ÜZERİNE DEĞERLENDİRME. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 29(1), 291–310.
Kaya, I. (2003). A PI-PD controller design for control of unstable and integrating processes. ISA Transactions, 42(1), 111–121.
Koç, E., & Güven, A. N. (2011). Değişken Hızlı Rüzgâr Türbinlerinin Modellenmesi ve Arıza Sonrası Sisteme Katkı Yeteneklerinin İncelenmesi/Modeling and Investigation of Fault Ride Through Capability of Variable Speed Wind Turbines. EMO Bilimsel Dergi, 1(1), 51–55.
Lüy, M., & Metin, N. A. (2022). PID Control Medium Size Wind Turbine Control with Integrated Blade Pitch Angle. International Scientific and Vocational Studies Journal, 6(1), 22–31.
Onat, C. (2019). A new design method for PI–PD control of unstable processes with dead time. ISA Transactions, 84(1), 69–81.
Ozyetkin, M. M., Onat, C., & Tan, N. (2020). PI‐PD controller design for time delay systems via the weighted geometrical center method. Asian Journal of Control, 22(5), 1811–1826.
Tan, N. (2009). Computation of stabilizing PI-PD controllers. International Journal of Control, Automation and Systems, 7, 175–184.
Turan, A., & Aggümüş, H. (2022). Optimal PID Controller Design Based on Proportional Gain for Quarter Vehicle Model. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 41, 400–404.
Turan, A., & Günel, H. (2023). Blade Pıtch Angle Control Of A Wınd Turbıne Wıth Pı-Pd Desıgned Wıth The Weıghted Geometrıc Center Method’. 1st International Future Engineering Conference.
