Güç sistemi sinyalleri üzerinde yeni frekans ve zaman - frekans analizi yaklaşımlarının geliştirilmesi ve döngü içinde donanım ortamında uygulanması
Development of new frequency and time-frequency analysis approaches on power system signals and their implementation on hardware-in-the-loop framework
- Tez No: 634600
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZGÜL SALOR DURNA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
Bu tez çalışması iki kısımdan oluşmaktadır. Temelde frekans ve zaman - frekans analizi başlıklarında değerlendirilebilecek iki yöntem, güç sistemi sinyallerinin harmonik ve araharmonik bileşenlerinin gerçek zamanlı olarak hesaplanması için geliştirilmiştir. Zamanda geniş pencereler kullanılarak gerçekleştirilen harmonik ve araharmonik analizi işlemlerinde Ayrık Fourier Dönüşümü zamanda lokalizasyon sağlayamadığı için tek başına yeterli olmamaktadır. Güç kalitesi standartlarınca bu durumun üstesinden gelmek amacıyla harmonik grup/altgrup yaklaşımlarının kullanımı önerilmektedir. Bu problemin aşılması için tez kapsamında Ayrık Dalgacık Dönüşümü yöntemi incelenmiş ve bu yöntemde kullanılan filtre yanıtlarının ideal olmaması sebebiyle Ayrık Dalgacık Dönüşümü'nün Karmaşık Üstel Genlik Modülasyonu ile birlikte kullanımına dayanan hibrit bir çözüm önerilmiştir. Ayrık Dalgacık Dönüşümü ile incelenen sinyalin frekans bantları belirli ve sınırlı bir şekilde ayrıştırılabilmekte iken önerilen hibrit çözüm ile istenen herhangi bir frekans bandına ait bilginin elde edilmesi mümkün olmaktadır. Durağan koşullarda Ayrık Fourier Dönüşümü'ne eşdeğer performans sağlayan hibrit çözümün durağan olmayan koşullarda harmonik altgrup yaklaşımı ile elde edilen standart yöntemden daha iyi sonuçlar verdiği ortaya konmuştur. Öte yandan pencerelemeden kaynaklı ekstra gecikmeleri önlemek amacı ile örnek tabanlı çalışan harmonik analizi yöntemleri incelenmiş ve Karmaşık Üstel Genlik Modülasyonunun hesaplama işlem yükü düşük kayan ortalama filtreleri ile birlikte kullanımına dayalı, anlık frekans değişimlerine duyarlı ve kararlı bir harmonik analizi yöntemi geliştirilmiştir. Önerilen yöntemler literatürde kullanılan yaklaşımlar ile karşılaştırılmış ve gerçek frekans kestirimleri hesaba katılarak zaman ya da frekans uzayında interpolasyon yapılmaksızın, harmonik bileşenler rekabetçi bir şekilde hesaplanmıştır. Her iki yöntem de Döngü İçinde Donanım tabanlı çalışan gömülü kontrolörler üzerinde gerçek zamanlı olarak uygulanmış ve farklı veri işleme frekansları için optimize edilmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis consists two parts. Two methods, which can be evaluated as frequency and time - frequency analysis approaches basically, are developed to calculate harmonics and interharmonics of power system signals in real time. Discrete Fourier Transform by itself is not sufficient in harmonic and interharmonic analysis, where wide windows are employed, as it cannot supply time localization. Therefore, use of harmonic group/subgroup approaches is recommended by power quality standards. To overcome this problem Discrete Wavelet Transform method is investigated and a hybrid solution that combines Complex Exponential Amplitude Modulation with Discrete Wavelet Transform is proposed because of non-ideal responses of filter banks used. While frequency bands of the analyzed signal are decomposed in a specific and limited manner in Discrete Wavelet Transform, using proposed hybrid method any frequency band desired is possible to be obtained. It is proved that in stationary conditions hybrid method shows equivalent performance with Discrete Fourier Transform, besides, in nonstationary conditions the method shows better performance than harmonic subgroup approach obtained by standard method. On the other hand, to prevent extra delays based on windowing, sample based harmonic analysis methods are investigated and a frequency analysis method based on using Complex Exponential Amplitude Modulation with computationally efficient moving average filters is improved which is sensitive to instantaneous frequency changes and stable. Proposed methods are compared with the methods proposed in literature and regarding actual instantaneous frequency estimations in calculations, harmonic components are calculated without time or frequency domain approaches competitively. Both of the methods are implemented real time on Hardware In the Loop based embedded controllers and optimized for different data processing rates.
Benzer Tezler
- High impedance fault detection in medium voltage distribution systems using wavelet transform
Dalgacık dönüşümü kullanılarak orta gerilim dağıtım sistemlerinde yüksek empedanslı arıza tespiti
BARAA MAKKAWI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER USTA
- Genlik modülasyonu kullanarak güç sinyallerinde harmonik çözümleme
Harmonic analysis of power signals via amplitude modulation
AYBÜKE ESRA KİBAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL SALOR DURNA
- Active vibration control of a cantilever beam
Ankastre bir kirişin aktif titreşim kontrolü
MEHMET VOLKAN KAZANCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YÜCE ŞANLITÜRK
- RECURRENT NEURAL NETWORKS AND NEW WAVELET FUCTION FOR ANALYSIS AND CONTROL OF ELECTRICAL AND ENERGY SYSTEMS
ELEKTRIK VE ENERJI SISTEMLERININ ANALIZI VE KONTROLÜ IÇİN YENILENEN SINIR AĞLAR VE YENİ DALGALANMA FONKSIYONU
SAEID SHEIKHMEMARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAHİN SERHAT ŞEKER
- The performance evaluation of ai based resource allocation algorithms for donwlink NOMA systems
Aşağı yönlü NOMA sistemlerinde yapay zeka tabanlı kaynak tahsis algoritmalarının performans analizi
EDA KURT KARAKUŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN