Hibrit güç sistemlerinde arıza tespiti
Fault detection in hybrid power systems
Yazar: ÜMİT ÖZLEYEN
Danışman: PROF. DR. SAMİ EKİCİ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Elektrik güç sistemleri = Electric power systems ; Çoklu dalgacık = Multiwavelet ; İletim hattı arızaları = Transmission line faults

Özet:
Bu çalışmada Matlab / Simulink yazılımı ortamında bir hibrit güç sistemi oluşturulmuştur. Oluşturulan bu sistemde hat boyunca hibrit güç sisteminde oluşabilecek muhtemel arıza durumları incelenmiştir. Enerji iletim hattında belirli mesafelerde sanal arızalar meydana getirilmiş ve bu arızalara ait akım ve gerilim işaretleri bilgisayar ortamında kaydedilerek bir veri tabanı oluşturulmuştur. Bu veriler ön işleme aşamasında normalize edildikten sonra sayısal işaret işleme aşamasına geçilmiştir. Bu aşamada amaç, farklı noktalarda meydana gelen arızalar için akım ve gerilim işaretlerinden ayırt edici özellikler çıkartmaktır. Toplam 100 km uzunluğundaki üç fazlı enerji iletim hattında 15. km'den başlatarak 85. km'ye kadar her km'de bir sanal arıza meydana getirilmiştir. Deneyler tekrarlanarak toplam 497 farklı arıza meydana getirilmiştir. Yapılan benzetimlerin gerçek sistemdeki duruma benzer hale getirilmesi için hazırlanan bir matlab programı ile arıza tipleri, arıza dirençleri ve arıza oluş açıları rastgele oluşturulmuştur. Ayırt edici özelliklerin elde edilmesi için 12 seviyeli Ayrık Zamanlı Dalgacık Dönüşümü kullanılmıştır. Elde edilen detay ve yaklaşık katsayıları için entropi, standart sapma, çarpıklık ve basıklık gibi 4 ayrı istatistiksel parametre hesaplanarak eğitim veri seti oluşturulmuştur. Bu veri setinin eğitim ve geçerlilik testi için Matlab Regression Learner uygulaması kullanılmış ve literatürde kullanılan birçok yöntemin sonuçları karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar önerilen yöntemin oldukça düşük bir hata oranı ile arıza yerini tahmin ettiğini göstermiştir.

Abstract:
In this study, a hybrid power system was created in Matlab / Simulink software environment. In this system, probable fault conditions that may occur in the hybrid power system have been investigated along the line. Virtual disturbances at certain distances in the energy transmission line are simulated and a data base is created by recording the current and voltage signals of these faults in the computer environment. After normalizing this data in the preprocessing phase, it is passed to the digital signal processing stage. The goal in this phase is to obtain distinctive features of current and voltage signals for faults occurring at different points. Starting from 15th km up to 85th km, virtual faults have been created at each km of the three-phase transmission line which has 100 km length. By repeating the experiments, 497 different faults have been created. Fault types, fault resistances and fault inception angles are changed randomly to obtain similar fault occurance conditions as in real life by preparing a matlab program. To obtain distinctive features, 12-level Discrete Wavelet Transform is used. 4 different statistical parameters including entropy, standard deviation, skeewness and kurtosis are computed for detail and approximation coefficients to build final dataset. For training and validation of the dataset, Matlab Regression Learner App is employed and the obtained results are compared with a lot of methods which are used in the literature. The obtained results show that the proposed method can estimate fault locations with rather small error rate.