Akıllı şebekelerde güç kalitesi bozukluklarının işaret işleme yöntemleriyle tanısı
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: TURGAY YALÇIN
Danışman: Okan Özgönenel
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:5G teknolojisinin tartışıldığı günümüzde, güç kalitesini etkileyen unsurlar ve bu sorunların giderilmesi büyük önem taşımaktadır. Gerçek zamanlı iletişim altyapılarında kullanılmak üzere aşırı güç yüklenmelerini belirleyebilecek, enerji akış yönlerini düzenleyecek ve yenilenebilir enerji kaynakları kullanımını arttırarak kullanıcı maliyetlerini aşağı çekecek çevreci akıllı şebeke sistemlerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Gerilim düşmesi, yükselmesi, gerilim geçiş hatası, harmonikler, kırpışma vb. güç kalitesi sorunları akıllı şebekelerde hassas yüklerin arızalanmasına, ayrıca transformatörler ve motorlar üzerinde enerji kaybına neden olmaktadır. Gerilim düşmesi veya kısa süreli kesinti, bilgisayar tarafından çalıştırılan işlemlerin kaybedilmesine ya da işletim sisteminin durmasına sebebiyet verebilir. Bu tezin amacı, akıllı şebekelerde güç kalitesindeki bozuklukların, etkin işaret işleme ve makine öğrenmesi algoritmaları ve bunları kullanan yöntemlerdeki gelişmelere bağlı olarak incelenmesidir. Matlab yazılımı, TEKTRONIX AFG3022C rassal üreteci ve PQube enerji ve güç kalitesi analizörü yardımıyla akıllı şebekelerde güç kalitesi bozuklukları için gerçek zamanlı veriler üretilmiştir. Çalışmanın işaret işleme aşamasının ilk bölümünde, güç kalite bozukluklarını sınıflandırmayı amaçlayan öznitelik çıkarma ve öznitelik seçimi için Topluluk Deneysel Kip Ayrışım Yöntemi (TDKAY) incelenmiştir. Öznitelik çıkarımı, Hilbert Huang Dönüşümü (HHD) kullanılarak güç işaretlerinden elde edilmiştir. HHD'nin çıkışları, anlık frekanslar (AF) ve anlık genliklerdir (AG). Karakteristik özellikler, İçsel Kip İşlevlerinin (IMF'lerin) anlık frekans ve gerilimlerinden elde edilmektedir. Tezde ayrıca, arızasız işaret ve güç kalite bozukluğu işaretleri ile Stockwell dönüşümünün çıkışı olan STA matrisinden zaman-frekans ve frekans-genlik çizimleri elde edilmiştir. Öznitelik çıkarma aşamasında STA matrisinin çizimlerine istatistiksel işlevler ortalama, standart sapma, çarpıklık, basıklık uygulanmıştır. Her iki öznitelik çıkarımının başarımları; Destek Vektör Makinası (DVM), C4.5 Karar Ağaçları, K-ortalamalı kümeleme yöntemi ve ANFIS sınıflayıcıları için denenmiş ve başarımları ölçülmüştür. Güç kalitesi bozukluklarının farklı sınıflandırıcılar ile belirlenmesi gerçek hayatta zaman ve maliyet arttırıcı pek çok işlemin ortadan kalkmasını ve sistem işletme maliyetlerinin düşürülmesini sağlayacaktır. Son yıllarda, güç kalitesi alanındaki araştırmalarda üst-harmonik bozulma çalışmaları dikkat çekmektedir. İletim sistemleri işletildiğinde, özellikle güç hattı iletim (GHİ) sistemleri, diğer sistemler üzerinde elektromagnetik girişime (EMI) neden olur. Tez çalışmasının son bölümünde, üst-harmonik bozulmanın gösterimi için TDKAY yöntemi uygulanmıştır. Geleneksel yöntem Kısa Zamanlı Fourier Dönüşümünün (KZFD) aksine, TDKAY, üst-harmonik bileşenler için daha ayrıntılı ve kullanışlı gösterim sunmaktadır.