Güç sistemi sinyalleri üzerinde yeni frekans ve zaman - frekans analizi yaklaşımlarının geliştirilmesi ve döngü içinde donanım ortamında uygulanması


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ERHAN SEZGİN

Danışman: ÖZGÜL SALOR DURNA

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.