İnternet tabanlı güç kalitesi izleme sisteminin donanımsal ve yazılımsal olarak gerçekleştirilmesi
Realization of an internet-based power quality monitoring system in terms of hardware and software
Yazar: ÖZAL YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. YAKUP DEMİR ; DOÇ. DR. HÜSEYİN ERİŞTİ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Devreler ve Sistemler Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Enerji kalitesi = Energy quality ; FPGA = FPGA ; Güç kalitesi = Power quality ; İşaret işleme = Signal processing

Özet:
Bu tez çalışmasında, elektrik enerji sistemlerinde güç kalitesinin sürekli ve standartlara uygun bir şekilde izlenmesi için donanımsal ve yazılımsal olarak internet tabanlı yeni bir izleme sistemi geliştirilmiştir. Tasarlanan izleme sistemi, şebeke üzerinden akım ve gerilim bilgilerini gerçek zamanlı okuyarak güç kalitesi parametrelerini hesaplamaktadır. İzleme sisteminin yapısında, sinyal işleme alanında gittikçe yaygınlaşan FPGA donanımı kullanılmıştır. Güç kalitesi izleme sistemi ile hem güç kalitesi parametrelerinin izlenmesi hem de güç kalitesi bozulmalarının tespiti sağlanmıştır. 
Güç kalitesi izleme sisteminin yazılımsal tasarımları, genel olarak iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Birinci aşama, FPGA tabanlı çalışan yazılımlardır. Bu yazılımlar, güç kalitesi ölçüm ve tespit işlemleri için hazırlanan sinyal işleme algoritmaları ve haberleşme kısımlarından meydana gelmektedir. FPGA tabanlı yazılımların oluşturulmasında, VHDL donanım tanımlama dili kullanılmıştır. İkinci aşama, izleme cihazlarından elde edilen verilerin; kayıt altına alınması, izlenmesi, analizi ve raporlanması gibi işlemleri gerçekleştiren bilgisayar tabanlı yazılımlardır. Sunucu üzerinde çalışan bu yazılımlar, güç kalitesi verilerinin görsel olarak izlenmesi ve sorgulanmasında kullanıcılara büyük kolaylıklar sağlamaktadır.  Bu tez çalışmasında, güç kalitesi verilerinin uzaktan izlenmesi için internet tabanlı bir web uygulaması oluşturulmuştur. Hem sayısal hem de grafiksel bilgilere sahip olan web sayfası aracılığı ile kullanıcılar, kendilerine ait güç kalitesi bilgilerini bilgisayar ve mobil platformlar aracılığı ile takip edebilmektedir.   
Tez kapsamında tasarlanan güç kalitesi izleme cihazı, Tunceli Üniversitesi bünyesinde bulunan Mühendislik Fakültesi, Tunceli Meslek Yüksekokulu ve AR-GE Laboratuarları'nın elektrik dağıtım panolarına kurularak test edilmiştir. Elde edilen test sonuçlarından, tez kapsamında oluşturulan güç kalitesi izleme sisteminin yeni nesil güç kalitesi izleme sistemlerinden beklenen tüm özellikleri sağladığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, FPGA teknolojisinin bu sistemde yer alması, bu alana yenilikçi bir katkı sağlamıştır.

Abstract:
In this thesis, an internet based monitoring system has been developed for determining power quality in the electrical energy systems. The hardware and software designs of the power quality monitoring system have been performed for this thesis. A new power quality monitoring device is presented in the study for monitoring the power quality continuously and compliance with the standards. Designed monitoring device is performed the power quality parameter calculations with the real time current and voltage signals that obtained from the network. FPGA technology, which has become widely used in signal processing recently, has been used in structure of the monitoring device. By means of the power quality monitoring device, monitoring the power quality parameters and detecting type of the power quality disturbances have been made.
Software designs of the power quality monitoring system are generally prepared in two parts. The first of these parts are FPGA-based operating softwares.  Software running on the FPGA side consist of signal processing algorithms that prepared for the measurement process, and data communications parts. FPGA-based softwares have been created with using VHDL hardware description language. The second part is the computer side softwares that are used for recording, monitoring, analysis and reporting of the data obtained from monitoring device. The softwares that runs on the server are provide great facilities to users for monitoring visually and querying the power quality data.  A web-based application has been created for monitoring power quality data over internet remotely. By means of the web application, users can monitor their own power flows with a computer or a mobile platform connected to the internet. 
Three different measurement points have been selected for the testing of the power quality monitoring device. These are the Engineering Faculty, Vocational School and Laboratories at Tunceli University campus. The monitoring system has been installed electrical distribution panels at these points. The power quality monitoring system prepared under the thesis provides all the features expected from a new generation of power quality monitoring system. Using FPGA technology in these systems has been provided an innovative contribution to this field.