Güç kalitesi problemlerini gerçek zamanlı olarak belirleyen FPGA tabanlı akıllı tanıma sistemi
FPGA-based intelligient recognition system that identifies real time power quality problems
- Tez No: 405928
- Danışmanlar: PROF. DR. YAKUP DEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Güç Kalitesi Problemleri, FPGA, Sinyal İşleme, Akıllı Tanıma Sistemleri, Power Quality Problems, FPGA, Signal Processing, Smart Recognition Systems
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Devreler ve Sistemler Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Bu tez çalışmasında, güç kalitesi problemlerinin belirlenmesine yönelik FPGA tabanlı akıllı güç kalitesi tanıma sistemleri gerçekleştirilmiştir. FPGA kullanılarak gerçekleştirilen akıllı tanıma sistemleri çevrimiçi bir yapıya sahip olup, güç kalitesi problemlerinin gerçek zamanlı olarak tespiti ve sınıflandırılmasına yöneliktir. Tasarımlarda gerçekleştirilen, güç sistemleri üzerinde meydana gelen güç kalitesi olayları ve güç kalitesi bozulmaları eş zamanlı olarak belirlenmektedir. Gerçekleştirilen çevrimiçi tanıma sistemlerinde, bu yapıya uygun olan üç farklı akıllı tanıma yaklaşımı kullanılmıştır. Bu yaklaşımlar; Fourier dönüşümü, dalgacık dönüşümü ve Hilbert Huang dönüşümü yöntemlerini içeren sinyal işleme tekniklerinden oluşmaktadır. Bu yöntemlerde, sınıflandırma işlemleri için karar ağacı algoritması kullanılmıştır. Tanıma sistemlerinden elde edilen sonuçları ve güç sistemine ait gerilim bilgilerini görsel olarak izleyebilmek ve bu bilgileri kaydedebilmek için bilgisayar ortamında bir grafiksel ara yüz yazılımı oluşturulmuştur. Bu tez çalışmasında gerçekleştirilen diğer bir yaklaşım ise güç kalitesi olayları ve güç kalitesi bozulmaları için yapılan çevrimdışı tanıma sistemi uygulamalarıdır. Bu yaklaşımlarda, çevrimiçi tanıma sistemlerinden elde edilen özellik vektörleri kullanılarak akıllı tanıma uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Çevrimdışı uygulamalarda; en küçük kareler destek vektör makineleri, aşırı öğrenme makineleri ve yapay sinir ağları sınıflandırıcıları kullanılmıştır. FPGA tabanlı çevrimiçi akıllı tanıma sistemlerini test etmek, doğruluk oranlarını belirlemek ve başarımlarını değerlendirmek için laboratuar ortamında prototip bir güç sistemi modeli oluşturulmuştur. Bu model üzerinden, geniş parametre aralıklarında farklı güç kalitesi olay türleri elde edilmiştir. Bu tez çalışmasında gerçekleştirilen çevrimiçi ve çevrimdışı tanıma sistemlerinden elde edilen sonuçlar incelendiğinde ve literatürle karşılaştırıldığında, donanımsal ve yazılımsal tasarımların oldukça etkili, hızlı ve yüksek bir başarım performansına sahip oldukları görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this thesis, intelligient, embedded system-based power quality recognition systems have been developed to identify power quality problems. The intelligient recognition systems that are developed by using FPGA have an online structure and aim at identifying and classifying real-time power quality problems. In the designs that are developed, the recognition systems, which simultaneously determine power quality events and power quality disturbances in power systems, have been created by using FPGA. Three different intelligient recognition approaches exist in the developed online recognition systems. These approaches are signal processing techniques that include Fourier transform, wavelet transform and Hilbert Huang transform. Decision tree algorithm has been used for classification in these three different that are suitable for online recognition. A graphical interface software is created in computer to monitor the results obtained from the recognition systems visually and save them. The other approach realized in this thesis is the offline recognition applications that have been created for power quality events and power quality disturbances. In these approaches, intelligient recognition applications have been realized by using feature vectors obtained from online recognition systems. The least squares support vector machines, extreme learning machines and artificial neural networks classifiers have been used in offline applications. A prototypical power system has been created in laboratory for the purpose of testing FPGA-based online intelligient recognition systems, determining accuracy rates and assessing their performances. Different power quality event types have been created within broad parameter intervals on this model. When the results obtained from the online and offline recognition systems developed within the framework of this thesis are examined and compared with the literatüre, it can be seen that hardware and software designs have a very efficient, fast and high performance.
Benzer Tezler
- Power allocation for cooperative NOMA systems based on adaptive-neuro fuzzy inference system
Uyarlanabilir nöro bulanık çıkarım sistemine dayalı işbirlikli NOMA sistemleri için güç tahsisi
MELİKE NUR ÜÇBAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN
- Optimal integration of dg units into unbalanced distribution networks
Dengesiz elektrik dağıtım şebekelerinde dağıtık üretim birimlerinin optimal entgrasyonu
MOHAMMED BAMATRAF
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDOĞAN ÖZDEMİR
PROF. DR. OĞUZHAN CEYLAN
- Optimal distributed generation allocation and sizing in radial distribution networks by Cuckoo search algorithm
Cuckoo arama algoritması ile radyal dağıtım şebekelerinde optimum dağıtık üretim yerleşimi ve boyutlandırılması
MARYAM MAJIDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. AYDOĞAN ÖZDEMİR
- Uzay vektör darbe genişlik modülasyonu kullanan üç seviyeli H-köprü evirici tabanlı D-STATKOM'un tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Design and implementation of D-STATCOM based on three level H-bridge inverter using space vector pulse width modulation
ERKAN DENİZ
Doktora
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. SERVET TUNCER
YRD. DOÇ. DR. MUHSİN TUNAY GENÇOĞLU
- 3-fazlı 4-telli sistemlerde güç kalitesi düzeltimi için birleşik seri-paralel aktif filtre tasarımı denetimi ve gerçekleştirilmesi
Design control and application of unified series-parallel active filter system for power quality correction in 3-phase 4-wire systems
MEHMET UÇAR
Doktora
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ŞULE ÖZDEMİR