LEE- Elektrik Mühendisliği-Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Çıkarma tarihi ile LEE- Elektrik Mühendisliği-Yüksek Lisans'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeÜretim sistemlerinde valf-nokta etkili konveks olmayan dinamik ekonomik yük dağıtımı(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2017) Pürlü, Mikail ; Türkay, Belgin Emre ; Elektrik Mühendisliği Anabilim DalıTeknolojinin elektrik mühendisliğine sağladığı en büyük getirilerinden biri de dünya üzerinde enerji tüketimi artışıdır. Elektrikli aletlerin sayısında ve kullanım süresinde artışlar yaşandığı gibi daha ileri teknoloji sağlayabilmesi amacıyla tükettiği güçte de artışa gidilmiştir. Bu artışlar ve yazılım sistemlerinin daha çok tercih edilir hale gelmesi fazladan enerji ihtiyacını ortaya çıkarmıştır. Enerji ihtiyacındaki artış elektrik enerjisi üretim sistemlerinin yeterliliğini gün geçtikçe zorlamakta ve bizim daha fazla sayıda ve daha nitelikli elektrik enerjisi üretim santralleri kurmamızı gerektirmektedir. Üretilen elektrik enerjisi miktarındaki artışla birlikte üretimde optimizasyon işlemlerinden biri olan ekonomik yük dağıtımı da daha önemli bir hale gelmişir. Ekonomik yük dağıtımı, üretim sisteminde kullanılan tüm generatörlerin yakıt-güç eğrilerinin toplamından oluşturulan maliyet kullanarak talep edilen enerjiyi minimum yakıt maliyetiyle karşılayabilmek için hangi generatörün ne kadar yükleneceğinin hesaplanmasıdır. Generatörler arasında ekonomik yük dağıtımı yapılmasıyla aynı miktardaki enerji, ekonomik yük dağıtımı yapılmayan tesislere göre daha düşük yakıt maliyetiyle elde edilir. Güç sistemlerinden tüketiciler tarafından talep edilen elektrik enerjisi miktarının gün içersindeki belirli zaman periyotlarında farklılık göstermesi ekonomik yük dağıtım problemlerininin yetersiz kalmasına sebep olmuştur. Değişen talep güç değerlerine göre hangi zaman periyodunda, hangi generatörlerin ne kadar çıkış gücünde üretim yapacağının belirlenmesi amacıyla dinamik ekonomik yük dağtım problemleri oluşturulmuştur.
-
ÖgeDağıtım şebekelerinde aşırı akım rölesi ile adaptif koruma(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020-07) Var, Hakan ; Türkay, Belgin ; 637246 ; Elektrik Mühendisliği Anabilim DalıÇevreyi koruma bilincinin artması, yenilenebilir enerji kaynaklarına ulaşımın kolaylaşması, elektrik fiyatlarının artması bireyleri ve şirketleri kendi enerjisini üretmek istemesidir. Tüm bu etkenler mikro şebekelerin kurulumunu ortaya çıkarmıştır. Mikro şebekeler bölgesel olarak içerdikleri enerji kaynakları ile bölgedeki yükleri beslerler. Bu enerji kaynakları biyogaz, mikro hidroelektrik, güneş santrali, rüzgâr türbinleri, gaz türbinleri, batarya teknolojisi, jeotermal enerji gibi birimlerden oluşmaktadır. Mikro şebeke teknolojisi, mikro şebeke otomasyonu sayesinde ana şebekeye bağlı veya temel şebekeden bağımsız olarak çalışabilmektedirler. Mikro şebekeler arz/talep dengesi gözetiminde temel şebekeye enerji verebilir ya da ana şebekeden enerji alabilmektedir. Ayrıca bir arıza durumunda temel şebeke bağlantısı kesilerek frekans ve gerilim değişimlerinin önüne geçilebilmektedir. Mikro şebekeler hava koşullarından etkilenen rüzgâr türbinleri, güneş santralleri gibi yenilenebilir enerji kaynaklarına sahip olduğundan ve hem temel şebekeye bağlı hem de güç adası biçiminde çalıştırdıklarından dolayı değişken güç akışına sahiptir. Bu durum mikro şebekelerin kontrolü ve korumasını zorlaştırmaktadır. Geleneksel aşırı akım röleleri birçok sistemi başarıyla koruyabilmektedir. Akım genliği arızanın tespiti için akım yön bilgisi ise arızanın koruma bölgesinde olup olmadığını tespit etmek için kullanılır. Sistemdeki ardışık rölelerin koordinasyonu için röleler arasında zaman aralıkları olmalıdır. Bu zaman aralıkları röle ayar parametrelerinden röle ayarında izin verilen maksimum akım (Is) ve zaman ayar çarpanı (TMS) değerlerine bağlıdır. Bu röleler merkezle ve birbirleri ile haberleşmedikleri için Is ve TMS değerlerini tekrar değiştirmek için manuel bir işlem yapmak gerekir. Özellikle mikro şebekelerin bulunduğu sistemlerde görülen şebeke yük akışının değerinin ve yönünün değiştiği durumda geleneksel rölelerin kullanımı güçleşmektedir. Geleneksel aşırı akım rölelerinin aksine, adaptif aşırı akım röleleri şebekedeki akım bilgileri ve kesici durumlarını kontrol eder. Herhangi bir değişiklik saptanmış ise röle parametreleri olan Is ve TMS değerlerini tekrar hesaplayarak yeni değerlere göre devreye girer. Bu durum yük akışının sıklıkla değiştiği sistemlerde adaptif aşırı akım rölelerinin kullanımının avantajını ortaya çıkarmaktadır. Adaptif aşırı akım rölesinin parametrelerinin değişime bağlı olarak ayarlanabilmesi için rölelerin bir ana merkezle haberleşmesi gerekmektedir. Yeni güç akış değerlerine entegre olması için bu haberleşmenin hızlı ve güvenilir olması gerekmektedir. Haberleşme hattının da olduğu bir otomasyon sistemi kurulduktan sonra adaptif aşırı akım rölesiyle sistemi koruma daha güvenilir, hızlı ve kolay olmaktadır. Geleneksel yöntem ile koruma ve adaptif koruma arasında karşılaştırma yapabilmek için örnek bir mikro şebeke sistemi modellenmiş ve her iki koruma modeli bu şebeke sistemine uygulanmıştır. Modellenen mikro şebeke hem ana şebekeye bağlı hem de ada durumunda çalışabilmektedir.
-
ÖgeFerroresonance fault detection in electric power networks by artificial neural networks(Institute of Science and Technology, 2020-07) Kulaklı, Gizem ; Akıncı, Tahir Çetin ; 650079 ; Department of Electrical EngineeringFerroresonance is a complicated nonlinear waving which can appear in electrical circuits with a series or parallel connection of nonlinear inductance and capacitance. Cause of the current of ferroresonance on the transmission line elements such as cables or transformers can be partially or completely damaged. This destruction not only creates huge material losses on the system but also creates unjust suffering. It is important for the sustainability of the system that a devastating error such as ferroresonance can be detected. If ferroresonance can detecting in advance prevent the loss of time and money for the user by destroying the elements such as power transformer and cables used in the system Ferroresonance is nonlinear situation and learning in artificial neural networks has advantages such as working with missing or uncertain data, processing real conditions, handling nonlinear situations, being more successful than traditional methods, fault tolerance. Artificial neural networks are referred to by this name because they are based on learning of the human neural cell in principle. One nerve cell receives information from other cells from the dendrites department, which corresponds to input in artificial neural networks, while axon in human nerve cells corresponds to output in artificial neural networks. Artificial neural networks mainly consist of three layers. There are hidden tabs determined by the number of layers between the input and the output. The learning process is multiplied by the randomly assigned weight value of the input value, and the NET value is created, and if it is determined, the bias others are summed and output from the cell where this total value is found according to the activation function. This output value is the input of the next hidden layer and continues until the same process reaches the output value. The output value gives the result of the learning operation according to the specified value ranges. The activation function is important in solving the problem used. Various activation functions are mentioned in the thesis. A successful algorithm was investigated by using an artificial neural network method to detect ferroresonance error. In this study, four different ferroresonance data emerging with different scenarios in the transmission line which used energy transmission line modeling from western Anatolia Turkey Seydisehir-Oymapınar transmission line has 380 kV were used as input values. Work steps; literature search on the subject, detection of the moment when ferroresonance starts in voltage outputs, creating input, training and example data from ferroresonance data, to create the appropriate algorithm for nonlinear ferroresonance.
-
ÖgeDeep learning for wind energy systems using the hurst exponent and statistical parameters(Graduate School, 2021-08-14) Alafi, Behnaz ; Şeker, Şahin Serhat ; 504181008 ; Electrical Engineering ; Elektrik MühendisliğiAs we all know, energy demand is continuously increasing because of population growth and developing technology. As a result of this increasing demand, energy shortages and environmental pollution will occur. Besides, because of the growing crisis and other critical issues around energy, renewable energy is taking countries' attention and becoming important in various parts of the entire world. Wind energy, solar power, tidal energy, geothermal energy, etc. as renewable energy sources have been used to solve these issues. Among these alternative sources of energy, wind and solar energy have got the most attention recently. Since wind power has less pollution, shorter construction time, less occupation, and flexible investment, it has become one of the most effective sources of energy. And in this study, the information is about wind data. But the wind is unstable and mainly affected by meteorological and navigational conditions and the principle for its implementation changes from one place to another. These changes in the meteorological measurement cause uncertainty in wind farms' generated power that affects power supply and quality. Also, because it is impossible to generate every power amount by wind energy or store electrical energy, there is a limitation on the amount of output power. Therefore, An accurate prediction can cause the cost of power generation reduction, less winding reserve capacity of the grid, and more reliable operation of the grid. Because of aforesaid reasons, prediction in wind energy systems is a very important issue. Nowadays, deep neural networks have been considering for prediction problems. In this study, the convolutional neural network(CNN) as a deep neural network is used to do predictions in wind energy systems based on meteorological data of one station. Since the Hurst exponent H is used to determine the predictability degree of a set of data, it gives some information about data that is useful in developing predictive models both theoretical and computational in nature. We first aim to apply the Hurst exponent method on wind energy data and then execute a deep neural network on data to tarin data through that deep neural network. Work steps: this literature study on the yearly meteorological features of one station applies deep learning methods to it. First of all, we gathered reported data for wind speed, air pressure, and relative humidity as the inputs of one deep neural network to train that network for predicting wind speed data. Since the power of one turbine is related to wind speed value, studying the wind speed behavior of one location leads to the study of the power capacity of that location. Before training a neural network, it is better to study the behavior of wind speed and find its statistical model and predictability degree, so before entering meteorological data into a deep neural network we studied statistical parameters of wind speed and find the probability density of it and then we found Hurst exponent, as the factor for predictability degree, and, then, all data is entered to one CNN to tarin that network and predict wind speed data.
-
ÖgeA peak current controlled dimmable sepic led driver with low flicker(Graduate School, 2022-01-18) Örüklü, Kerim ; Yıldırım, Deniz ; 504181056 ; Electrical Engineering ; Elektrik MühendisliğiNowadays, a considerable part of the energy consumption in the world has been formed by lighting sources used in buildings, industry, transportation, and commercial. Yet, there has been a rapid decrease in traditional energy resources. Therefore, an energy efficient lighting system could be a solution to global energy problem. Light-emitting diodes (LEDs) have been taken much attention lately and expected to replace with classical lamps due to their special characteristics like high efficiency, long lifetime, environment friendly, robustness, and small size. However, a driver circuit is required to operate LEDs and constant current drivers can improve the LEDs performance. Hence, studies on LED driver circuits and its control method have recently been increased both in industry and in academia. In some applications, it is desirable to have control on LED brightness. This can be done by a current-control method that adjust the current flowing through LEDs. But, there are recommended practices while modulating current in High-Brightness LEDs for mitigating health risk to viewers in IEEE Std. 1789-2015. Most of the driver circuit have put on the market without any flicker measurements and checking these recommended practices about percent flicker and flicker index. All light sources may have flicker with various levels. However, the flicker generally exists in LED lighting when AC to DC conversion is present. Because of the full-wave bridge rectification in AC-DC LED drivers, LED lamps will have a peak-to-peak current ripple at twice the line frequency (100 Hz or 120 Hz). Hence, the flicker is mainly dependent on the driver circuit for LED lighting. Health risks and biological effects of flicker to the viewers such as headache, eyestrain, and seizures cannot be ignored and should be taken into consideration when designing a LED driver. A flicker-free LED driver can improve the visual performance and offer a human health friendly lighting. In this thesis, a peak-current control method is proposed for 30-Watt Single Ended Primary Inductor Converter (SEPIC) LED driver with adjustable output current. The proposed control strategy is based on measuring MOSFET peak current value using a shunt resistor. When this voltage reaches peak threshold value, controller turns off switch. The output current is adjusted to desired levels by changing this peak threshold value. Both simulation and implementation of the driver have been carried out. 220V rms, 50 Hz AC main is used as input of the driver. Pulse Width Modulation (PWM) signals are generated by using UC3842 and TL3845 Integrated-Chips (IC). Flicker measurements are taken from the output current curve. To validate proposed peak current control method, a 33.6 Watt, 112 V / 0.3 A SEPIC LED driver prototype is constructed and tested. Analysis and measurements have been carried out for different output current levels. Peak efficiency is obtained as 88.4% at nominal output current. Furthermore, 5.806% and 6.540% of percent flicker have been obtained at 300mA and 100mA, respectively. It has been found that the proposed Peak-Current-Mode-Controlled SEPIC LED driver offers LED brightness control for the consumer comfort, a high efficient system for energy efficiency, and a low-risk level of flicker for human health.
-
ÖgeCompensation of dead time caused output voltage distortion in SPWM full bridge inverter(Graduate School, 2022-01-18) Polat, Umutcan ; Yıldırım, Deniz ; 504181073 ; Electrical Engineering ; Elektrik MühendisliğiNowadays, inverters have become an indispensable element for many application areas when industrial applications are examined. Inverters are widely used in battery systems, renewable energy systems, control of various electrical machines and power systems. Due to the fact that inverter is often used in industry, studies on inverters have increased recently and inverter technologies are developing gradually. Generally, single-phase or three-phase full bridge voltage source inverters are used in such applications and there are various modulation techniques such as sinusoidal pulse width modulation technique, space vector pulse width modulation technique and etc. to provide voltage and frequency control of these inverters. These various techniques have been developed to minimize switching losses and reduce harmonics in output current and voltage. In real applications, power switches used in power electronics circuits are not ideal. These power switches have turn-on and turn-off time in switching characteristic. Because of this reason, the simultaneous conduction of switches on the same leg causes short circuit in inverter circuit. This situation is undesirable. In order to prevent synchronous conduction of both switches of the same leg at the same time, time delay is inserted to the driving signal of these switches.This time is called as dead time. Although dead time/blanking time has to be used in this circuits as mentioned above, the dead time has a very negative effects in terms of distortion of output waveforms. These problems are distorion of the output voltage and current waveform to contain a significant number of harmonic components at low voltage and high switching frequency. During the dead time, distortion of the voltage and current waveforms can be seen clearly at zero crossings of the current. In literature, this situation is called as zero-current-clamping phenomenon. This effect becomes greater as the switching frequency increases. In order to eliminate or reduce these effects, several approaches have been proposed. These methods can be listed as dead time compensation methods, dead time elimination methods, dead time minimization methods. It is seen that it is necessary to use dead time compensation methods since it is desired that the output voltage of the inverters is close to the sinus form and thus the total harmonic distortion is be reduced to a minimum. In order to provide this, these compensation methods are gradually developed. In this thesis context, time compensation method, which is one of the dead time compensation methods, is used. The turn-on or turn-off time of the power devices are adjusted by changing pulse-width in this method. Pulse-width is increased or decreased at zero crossings of the current. Thus, THD value of output waveforms is decreased by using this method. In this thesis, both simulation and implementation of a voltage source single-phase inverter have been carried out and the sinusoidal pulse width modulation method (SPWM) is used as modulation technique. Digital sinusoidal pulse width modulation is programmed with the help of STM32F407VG microcontroller of STM series. In addition, STM32CubeIDE is used as development tool. SPWM is produced by comparing the sine tables, which is produced by the microcontroller, with the microcontroller counter. This circuit is designed as open-loop system and the modulation index is initially set to a certain value both R and RL loads. While the input voltage of the designed circuit is 400 V, the output voltage is 220Vrms and the switching frequency is 20 kHz. The output power of the designed circuit is between 450 and 480 W at both R and RL loads. In addition, the dead time is 1 µs in all cases. In fixed dead time, output voltage and current for compensated and uncompensated states are obtained by simulation and implementation at R and RL loads. Due to the effect of dead time, harmonic distortions are observed on the output voltage and output current in uncompensated state. In order to minimize this effect, the time compensation method, which is one of the dead time compensation methods, is used within the scope of this thesis as mentioned above. Thus, the harmonic distortion is aimed to be reduced. According to simulation results, while the total harmonic distortion of output voltage is 5.34 at uncompensated state, total harmonic distortion of output voltage is 3.15 at compensated state at R load. On the other hand, while the total harmonic distortion of output voltage is 5.42 at uncompensated state, total harmonic distortion of output voltage is 3.71 at compensated state at RL load. According to experimental results, while the total harmonic distortion of output voltage is 5.89 at uncompensated state, total harmonic distortion of output voltage is 3.86 at compensated state at R load. On the other hand, while the total harmonic distortion of output voltage is 6.02 at uncompensated state, total harmonic distortion of output voltage is 4.50 at compensated state at RL load. According to the results, It has been clearly seen that the applied time compensation method reduces the harmonic distortions on the output voltage caused by the dead time.
-
ÖgeAsenkron motorlarda rotor oluk şekli ve kaykının elektromanyetik titreşim ve gürültü spektrumu üzerine etkisinin analizi ve değerlendirilmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-01-28) Çatal, Duygu ; Kırış Kömürgöz, Güven ; 504171015 ; Elektrik MühendisliğiGünümüzde; azalan kaynaklar, çevre kirliği ve gürültü kirliliği gibi sebeplerden dolayı enerjinin verimli kullanımı dikkat edilmesi gereken konulardan biri haline gelmiştir.Endüstriyel bir ortamda gürültünün bir kısmını elektrik motorları oluşturmaktadır. Elektrik motorlarının amacı düşük ses gücü seviyesi ile yüksek mekanik güç sağlamaktır. Optimum mekanik enerjininim elde edilmesi için motor tasarım sürecinde alınması gereken farklı önlemler mevcuttur ve gelişime açıktır. Bir motorda giriş gücünün bir kısmı ısı olarak dağıtılırken bir kısmı havalandırma sistemi tarafından harcanır ve daha küçük olan bir kısmı ise gürültü olarak kaybolur. Optimum motor tasarımı, beklenen tasarım isterine göre değişkenlik göstermektedir. Elektrik makinalarında gürültü kaybına neden olan; aerodinamik, mekanik ve elektromanyetik kaynaklar mevcuttur. Manyetik kuvvet, statorda salınım hareketine neden olur. Titreşim enerjisi, mekanik bileşenlere veya çevreleyen ortamlara akustik gürültü şeklinde istenmeyen aktarıma neden olur.Bu yüzden elektrik makinelerin, tasarım aşamasında iyileştirme yapılarak manyetik kuvvetin neden olduğu sonuçlar azaltılmaya çalışılır. Bu aşamada statorun manyetik kuvvetten kaynaklanan titreşim analizi önemlidir. Manyetik akı yoğunluğunun radyal ve teğetsel harmonik bileşenleri manyetik kuvvetin oluşmasında ana etkendir.
-
ÖgeŞebekeye bağlı üç fazlı sic tabanlı hibrit anpc evirici yapısının kontrolü ve tasarımı(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-02-02) Delibaş, İslam ; Yılmaz, Murat ; 504181023 ; Elektrik MühendisliğiEnerji sistemlerinde kalitenin önemi son yıllarda gittikçe artan bir kavram haline gelmiştir. Güç sistemlerinde oluşan kirlilik sorunlarının çoğu, güç elektroniği ekipmanlarının doğrusal olmayan karakteristiklerinden ve yüksek anahtarlama frekanslarından kaynaklanmaktadır. Güç kalitesi sorunları, hassas yarı iletken elemanların daha da hassaslaşması, var olan filtreleme ve kompanzasyon yöntemlerinin neden olduğu maliyet artışı nedeniyle zamanla daha da artmaya devam edecektir. Güç kalitesinin iyileştirilmesi, yarı iletken ve diğer doğrusal olmayan cihazların son zamanlarda artması nedeniyle başlıca araştırma konularından biri haline dönüşmüştür. Herhangi bir enerji kaynağının güç kalitesi, harmonik seviyesi vs. gibi etkenler uluslararası kuruluşlar tarafından tanımlanan belirli limitler çerçevesinde sınırlandırılmaktadır. Bu limitlerin sağlanabilmesi için farklı harmonik kompanzasyon yöntemlerine başvurulmaktadır. Bu limitlere uyulması, performans ve işletme ekonomisi için büyük önem taşımaktadır. Harmonik kompanzasyon ürünleri modern enerji dağıtım sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu ürünlerin geliştirilmesi için evirici tabanlı sistemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Üç seviyeli evirici tabanlı geliştirilen aktif harmonik filtreler (AHF), diğer harmonik kompanzasyon filtrelerinden daha iyi performansa sahip güç filtrelerinden biridir. Üç seviyeli şebeke bağlantılı tasarlanan eviriciler kaynak ve yük dengesizlikleri altında güçlü performans sağlayan doğru tasarlanmış bir kontrol algoritmasına ihtiyaç duymaktadırlar. Kontrol yöntemleri, Gerilim Kaynaklı Eviricileri (VSI) tetiklemek için gerekli referans akımlarının üretilmesinde kullanılmaktadırlar. Bu nedenle, sistemin kararlılığı büyük ölçüde kullanılan kontrol algoritmasına bağlıdır. Bu tezde, kullanılan üç seviyeli SiC-ANPC tabanlı evirici sistemleri için geniş bir literatür araştırması yapılmıştır. Bu literatür araştırması içinde; güncel uygulamalarda kullanılan farklı evirici topolojileri ve kontrol teknikleri detaylandırılmıştır. AHF sistemlerinde kullanılmak üzere tasarlanan 3L SiC-ANPC sistemi için farklı kontrol yöntemleri analiz edilmiş ve tartışılmıştır. Ayrıca, farklı evirici topolojileriyle PLECS ve Matlab/Simulink ortamında simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Bu evirici topolojilerinin verimlilik ve maliyet karşılaştırmaları yapılmış ve bu tezde sunulmuştur. Prototip haline getirme sürecinde yapılan PCB tasarımları Altium Designer ile gerçekleştirilmiştir. Prototip çalışması gerçekleştirilen evirici sisteminin test sonuçları tezde sunulmuştur.Bu tezde tasarlanan üç seviyeli şebeke bağlantılı evirici yapısında kullanılan SiC tabanlı evirici yapısı ile piyasada üretilen evirici yapılarının 2 katı bant genişliğine sahip bir evirici yapısı tasarlanmıştır. Aynı zamanda %98 üzerinde verimlilik sağlanmıştır. Piyasada üretilen evirici yapılarının birçoğu Si- IGBT veya Si-MOSFET tabanlı tasarlanmıştır. SiC tabanlı tasarlanan ürünlerin bant genişliği ve verimlilikleri düşük kalmaktadır. Bu tezde tasarlanan evirici yapısı ve FPGA tabanlı kontrol ile literatürde benzeri çalışması olmayan bir evirici tasarımı kazandırılmıştır. 5kHz kontrol bant genişliğine, 40kHz anahtarlama frekansına ve bu anahtarlama frekansında çalışabilmesi için 80kHz örnekleme frekansına sahip bir evirici yapısı tasarlanmıştır.
-
ÖgeDNS big data processing for detecting customersbehaviour of isp using an optimized apache spark cluster(Graduate School, 2022-02-03) Alkhanafseh, Yousef ; Akıncı, T. Çetin ; 504191100 ; Electrical EngineeringDuring the past few decades, technology fields, especially Internet of Things (IoTs),have surpassingly evolved which in turn have contributed to great proliferation of datasources. Unfortunately, at that time, the available data processing tools in terms of va-riety and advancement were insufficient to analyze that huge data in a reasonable time.They suffered from several problems such as slowness, lack of comprehensiveness,limit size of clusters, high expense. These problems have constituted major obstaclesfor the progress and achievement in Big data field. Therefore, data has been unemployedfor a while. However, when its enormous benefits such as making smart decisions,saving time and cost, monitoring servers, improving performance, minimizing hiddencorrelations, and providing high quality reports have been closely realized, process-ing big data started to be prevalent. When dealing with big data, the most famousquestion that can be asked is "how can big data analysis make the enterprise jobs andbusiness better?". Currently, huge amounts of structured and unstructured data-sets,called as big data, have started to be processed by different types of companies suchas telecommunications, software and hardware, marketplaces, social media and so on.The current advanced services, hardware, and software have played an important rolein promoting big data processing by making its analysis faster, easier and inexpensive.It is important to know the difference between big data and traditional data sources.The main difference between them can be clearly noticed in data size, types, frequency,capturing speed, and used processing tools. Despite the current advanced technolo-gies, processing ExaByte (EB) or even YottaByte (YB) of data in an efficient way thatincludes the optimal usage of used system by completely utilizing its precise features isstill a challenge and need an expert who has a good mathematical background, knowl-edge of statistics, and superior experience in this field. Based on that, this thesis aims toprovide a comprehensive approach of setting up a system that consists of three differentstages which are collecting, processing, and visualizing huge amount of DNS data,daily of 1.3 TB, using an optimized YARN-based Apache Spark cluster. The process isachieved in two different clusters in terms of their place of establishment. The first onewas established on cloud by using Amazon Web Services Elastic MapReduce (AWSEMR) and the other one was established on local machines using Apache Ambari.Nevertheless, in this project, just the cloud cluster was discussed and reported in detail.The main goal of the one who was on cloud is to determine the features of neededmachines for local cluster. Moreover, it adequately made the understanding of ApacheSpark various configurations easier by trying each one of them with different values.Additionally, different structures of Python codes, especially related to Pyspark, weretried in different ways in order to specify the most efficient one. Initially, the thesisstarts by stating an extensive introduction that takes into consideration different sub-jects such as big data concepts, properties, sources, importance, future, limitations,challenges, and processing tools. Moreover, the architecture of the used DNS servers was thoroughly explained by stating their general purpose and their working principle.Similarly, under the title of data collecting, the project's main big data, DNS, andthe other used data-sets, which are Call Detail Record (CDR), Customer RelationshipManagement (CRM), Carrier-grade Network Address Translation (CGNAT), and IP-Blocks, were distinctly clarified by representing a sample of each one in separate tables.All these data-sets are encrypted and only the concerned authorities can understandits content. Then, an additional data-set that was captured from internet websites wasintroduced by representing a sample of it. A web scraping method has been talkedabout as well. There were more than one thousand URLs which can be classified inalmost 31 categories including education, games, VPNs, Services, banks, economy,etc. After that, several services that are utilized to process the data such as ApacheSpark, Yet Another Resource Negotiator (YARN), Hadoop Distributed File System(HDFS), ZooKeeper, and Hive were briefly investigated by interpreting their impor-tance, working principle, architecture, and main configurations. Meticulously, ApacheSpark is the data processing engine in this project. On the other hand, HDFS and Hivewere used as general storages to save processed data-sets and metadata, respectively.Zookeeper is a service that is utilized in order to maintain centralized configuration in-formation and provide distributed synchronization. Other services such as AWS EMRand AWS s3 were also used in this project. AWS EMR is a platform that Apache Sparkclusters can be built on. AWS s3 is a cloud storage that was temporarily used for savingprocessed data-sets. Next, based on different factors, the differences between ApacheSpark APIs, which are Resilient Distributed Data-set (RDD), Dataframe, and Dataset,were concisely illustrated. Subsequently, a procedure of optimizing a YARN-basedApache Spark cluster was proposed by interpreting the used mathematical equationsand giving a detailed example of how to start the object of Apache spark in an optimalway. Both Apache Spark and YARN configurations that are related to applicationproperties, run-time environment and networking, shuffle behavior, compression andserialization, memory management, and execution behavior were extremely elaborated.Next, various experiments of processing data were done by using different cluster sizesthat started from small number of machines with a small amount of resources of RAMand vCores to huge ones with high number of machines and large amounts of RAM andvCores. These clusters were optimized based on the previously stated configurationsand the values that can be found on both Resourcemanager and Spark admin interfacewere exactly the same as the calculated ones that are related to the amount of RAM,number of vCores, number of containers, and parallel tasks which in turn confirms theefficient use of the available resources. As a result, about %95 of RAM and CPUs ofthe clusters were successfully utilized. On the other side, the results of the experimentswhich contain input data size, number of operations, execution time, and output datasize were efficiently reported. Based on these results, a local cluster that has the samefeatures of the most appropriate cluster that was obtained in the experiments, is locallyestablished. After that, the output DNS data was grouped based on specific schemaand saved in a compressed format which is Parquet that reduces the size of the dataapproximately four times. Then, it was transferred to an optimized Elasticsearch clusterwhich is established in order to make fast queries to the output data and visualize it byusing an interactive Kibana dashboard. The Elasticsearch cluster includes one masternode and two slave nodes. The indices of Elasticsearch were properly configured andsplit into small indices. Also, they were defined in a way that only uses needed featureswhich in turn leads to enhance and tune the work of disks. Captured visualizations have played a major role in determining useful information such as the situation of DNSservers, customers segmentations, distribution of DNS traffic across Turkey neighbor-hoods, types of customers, most visited categories, most used URLs, and suitable placesfor advertising. Eventually an application that is based on time siers forcasting wasmade. A sample of the output data was prepared to be used in a time series forecastingusing Facebook Prophet model which were selected after trying several models such asautoregression (AR), Seasonal Autoregressive Integrated Moving-Average (SARIMA)and Vector Autoregression (VAR). However, only a comparison between VAR andFbprophet is discussed in this project. The main target of this prediction is defining thedensity of the used DNS servers, giving information about missed data, and providingapproximate information about the future of servers. The models were evaluated bycomparing the test data-set with prediction one and calculating its mean absolute error.It was almost %2.49 for Fbprophet. In short, some of this thesis achievements can beconcluded as providing solid knowledge about cloud computing systems and big datadifferent processing tools, performing various experiments on different clusters withdifferent sizes and resources, establishing local cluster based on these experiments,transforming daily of 1.3 TB of raw data into meaningful information, and making asystem for processing new data continuously. Furthermore, these processed informa-tive DNS data is used in a wide range of fields such as congestion prediction for DNSservers, classifying customers, enhancing content delivery network of some specificwebsites, running successful market advertising campaigns.
-
Öge1,5kW IE4 verim sınıfı asenkron motor ve şebeke kalkışlı daimi mıknatıslı senkron motor tasarımları ve performans karşılaştırması(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-02-11) Gedik, Hakan ; Ergene, Lale ; 504071007 ; Elektrik MühendisliğiDünyada enerji kaynakları hızla tükenirken ve sera gazı salınımları hızla artarken karar vericiler ve politika uygulayıcılar enerji verimliliği ile ilgili ciddi çalışmalar yapmaya başlamıştır. İklim sözleşmeleri ve bunun uygulama adımları olan regülasyonlar sayesinde enerji tüketen ürün ve cihazların verim değerleri ile ilgili zorunluluklar yürürlüğü girmiştir. Elektrik motorları, enerji tüketimindeki ciddi payı sayesinde regülasyonların radarına giren ilk ürünlerden biri olmuştur. 1990'lı yılların sonunda CEMEP tarafından verimli elektrik motorları için bir gruplama yapılmış, motorlar devir sayısı ve güçlerine göre belli verim değerleri ile artan verim sınıfına göre sırasıyla EFF3, EFF2 ve EFF1 olarak gruplanmıştır. Verimlilik konusunda yapılan çalışmalar neticesinde öncelikle 2008 yılında IEC 60034-30 standardı yayımlanarak verimli motor kapsamı, tanımı ve değerleri uluslararası geçerliliği olan bir şekle dönmüştür. En düşük verim sınıfı IE1 olmak üzere IE2, IE3 ve IE4 şeklinde tariflenen motorlar, 2009 yılında Avrupa Birliği'nde yayınlanan 640/2009 regülasyonu ile zorunlu bir üretim ve kullanıma tabi olmuştur. Öncelikle IE2 ve IE3 motor kullanımını zorunlu hale getiren regülasyon Temmuz 2021 itibari ile çıtayı yükselterek 0,75kW altı motorlar haricinde IE2 motorları yasaklamış, ilave olarak 2023 yılında IE4 verim sınıfını büyük güçlü motorlarda zorunlu hale getirmiştir. Regülasyonlar ile verim çıtasının daimi yükseltildiği motor sektöründe pazara ciddi oranda hakim olan asenkron motorlarda verimi arttırıcı faaliyetler hız kazanmış, bununla beraber bu motorlara alternatif olabilecek diğer motor türlerinin endüstride yer bulabilmesi adına çalışmalar başlamıştır. Elektrik motorlarının kullanım alanları arasında ciddi orana sahip olan pompa, fan, kompresör gibi uygulamalar değişken devirli uygulamalar olmalarına rağmen inverter kullanımı çok düşük olduğu için asenkron motorlara alternatif olabilecek dikkat çekici motorlardan biri şebeke kalkışlı daimi mıknatıslı motorlar olmuştur. Bu tez çalışmasında IE3 verim sınıfı 1,5kW 4p 90 gövde bir asenkron motor referans alınarak öncelikle klasik yöntemler ile IE4 verim sınıfı seviyesine çıkarılmıştır. Bu çalışmanın yanında IE3 asenkron motorun statoru sabit tutularak yeni bir rotor tasarımı sayesinde IE4 verim sınıflı şebeke kalkışlı daimi mıknatıslı senkron motor tasarlanmış ve doğrulanmıştır. Motor gövdesi, kapaklar ve diğer mekanik parçalar IE3 verim sınıfı motora ait olup tez çalışması kapsamında tasarlanan parçalar değildir. Elektrik ve elektromanyetik tasarımlar Flux 2D ve SPEED manyetik analiz programları ile gerçekleştirilmiştir. Öncelikle var olan IE3 verim sınıfı asenkron motor modellenerek diğer çalışmalar için referans oluşturması sağlanmıştır. Klasik yöntemlerden paket boyunun arttırılması, verimli sac kullanımı, verimli rulman kullanımı gibi yöntemlerle IE4 asenkron motor tasarımı yapılmıştır. İlave olarak yeni bir rotor tasarımı ile hem mıknatıs hem de alüminyum çubuklardan oluşan hibrit bir yapı ile şebeke kalkışlı senkron motorun tasarımı tamamlanmıştır. Yapılan tasarımlar prototiplenerek IEC 60034-2-1 standardına göre sırasıyla ısınma testi, performans testi ve boşta test adımlarına tabi tutularak test edilmiştir. Yapılan testler neticesinde her iki motorun da IE4 verim değerini yakaladığı tespit edilmiştir. Başarılı tasarım ve doğrulama çalışmalarından sonra her iki motor tipinin performans değerleri karşılaştırılarak uygulama alanına göre kullanıcılar tarafından değerlendirilebilmeye sunulmuştur.
-
ÖgeŞebeke kalkışlı bir senkron relüktans motorun sonlu elemanlar analizi tabanlı en uygunlaştırılması ve işletme başarımının tespiti(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-02-16) Gülmez, Burak ; Kocabaş, Derya Ahmet ; Gülbahçe, Mehmet Onur ; 504181009 ; Elektrik MühendisliğiGünümüzde enerji verimliliği azalan enerji kaynakları nedeniyle oldukça önemli bir hal almıştır. Üretilen elektrik enerjisinin yarısına yakın bir bölümü elektrik motorları üzerinde harcanmaktadır. Asenkron motorun endüstride en çok kullanılan motor olmasından dolayı alternatif ve daha verimli elektrik motorlarının geliştirilmesi önemli bir araştırma konusudur. Asenkron motora önemli bir alternatif olabilecek şebeke kalkışlı motorlardan biri şebeke kalkışlı senkron relüktans motordur. Normalde kendi kendine kalkış yapamayan senkron relüktans motorun rotoruna eklenen sincap kafes yapısı bu motora kendi kendine kalkış yapabilme özelliğini kazandırır. Rotorunda sincap kafes yapısına sahip senkron relüktans motorlar şebeke kalkışlı senkron relüktans motor olarak adlandırılır ve kendi kendilerine yol alabilme becerisine sahiptir. Şebeke kalkışlı senkron relüktans motorların rotorundaki sincap kafes yapısı bakır kayıpları yaratır ancak bu kayıplar sadece kalkış sırasında devrededir ve rotor senkron hıza ulaşılıdığında rotor kayıpları ortadan kalkar. Bu sayede şebeke kalkışlı senkron relüktans motor denk bir asenkron motora göre daha verimli olabilir. Şebeke kalkışlı senkron relüktans motorların senkron hızda ürettiği elektromanyetik moment relüktans momentidir. Bu moment, şebeke kalkışlı senkron relüktans motorların relüktans anlamında asimetriye sahip rotor yapıları nedeniyle oluşmaktadır. Stator sargılarının yarattığı dönen manyetik alan rotor eksenlerindeki relüktans farkının neticesi olarak moment üretir. Bu tez kapsamında seçilen bir asenkron motorun statorunun geometrik ve elektriksel parametreleri temel alınarak şebeke kalkışlı senkron relüktans motor tasarımı ve en uygunlaştırılması gerçekleştirilmiştir. Motor başarımının arttırılabilmesi için rotordaki akı bariyerlerinin geometrik değişkenleri tanımlanmış ve bu büyüklükler üzerinden en uygunlaştırma süreci tamamlanmıştır. Gerçekleştirilen tasarım sürecinin başında referans asenkron motorun rotorundan rotor tasarım parametrelerinin ilk değerleri atanarak türetilen referans bir şebeke kalkışlı senkron relüktans motor rotor yapısı belirlenmiştir. Bu yapı belirlenirken referans asenkron motordaki derin oluklu rotor yapısının şebeke kalkışlı senkron relüktans motorun yüksek başarımı için elverişsiz olduğu görülmüştür. Bu nedenle şebeke kalkışlı senkron relüktans motorda da bulunacak olan referans asenkron motorun rotor olukları, sonradan yerleştirilen akı bariyerlerinin relüktans anlamında en yüksek asimetreyi sağlaması için en az oranda değiştirilmiştir. xxi Şebeke kalkışlı senkron relüktans motor tasarımı belirlenen referansı üzerinden gerçekleştirilmiştir. Tasarım süresince rotor tasarım parametrelerinin motor başarımına etkisi karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Her rotor tasarım parametresi için en uygun değer seçilerek ilkesel olarak aşamalı bir tasarım süreci gerçekleştirilmiştir. Yapılan tasarım sonucunda referans şebeke kalkışlı senkron relüktans motora ve referans asenkron motora göre daha yüksek verime sahip bir şebeke kalkışlı senkron relüktans motor ortaya konmuştur. Elde edilen tasarım ile referans asenkron motorun başarım kriterleri karşılaştırılmıştır. Bu çalışma sonucunda elde edilen yeni tasarım şebeke kalkışlı senkron relüktans motor için farklı yükler ve eşdeğer ataletler için yol alma analizleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler sonucunda yükün hız-moment karakteristiğine bağlı olarak senkronizasyonun sağlanabileceği en büyük eşdeğer ataletin belirlenmesi için yaklaşımda bulunulmuştur. Gerçekleştirilen tasarımın referans asenkron motora kıyasla daha verimli olmasına karşın yol alma becerisinin kısıtlı yük karakteristikleri için uygun olabileceği görülmüştür. Sonuç olarak, bu tez çalışmasında muadil bir kafesli asenkron motordan yola çıkılarak şebeke kalkışlı bir senkron relüktans motor tasarımı yapılmış ve sonlu elemanlar analizi tabanlı en uygunlaştırma yapılmıştır. Elde edilen nihai tasarımın kalkış başarımı irdelenerek motor ve yükün beraber kalkış başarımı ve senkronlanabilme becerisi incelenmiş, sonuçlar karşılaştırmalı olarak sunulmuştur.
-
ÖgeTrakya bölgesi iletim sisteminde kısa devre arıza akımlarının bara ayırma yöntemiyle sınırlandırılması ve kısıtlılık durumları için sistem gelişiminin incelenmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-01) Yaman, Mehmet Sıdık ; İlhan, Suat ; 504171090 ; Elektrik MühendisliğiÇalışmada, güç sistemlerinde yaygın olarak kullanılan Gauss-Seidel, Newton-Raphson ve Fast Decoupled yük akışı analiz yöntemlerinin fonksiyonel denklemleri incelenerek, yöntemler birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Trakya bölgesi iletim şebekesi Edirne, Kırklareli, Tekirdağ illeri, İstanbul Avrupa yakası, Çanakkale ilinin Gelibolu ve Eceabat ilçelerini kapsayan, gerilim seviyesi 400 kV ve 154 kV olan iletim sisteminden oluşmaktadır. Bölgede, nüfus ve sanayi yoğunluğunun fazla olması, enerjiye olan talebi de arttırmaktadır. Elektrik tüketiminin günden güne arttığı bölgede, iletim sistemine yeni yatırımların yapılması ve bu yeni projelerle analizler gerçekleştirilerek şebekenin güvenli işletilmesi gerekmektedir. Çalışmada, analizlerin yapılacağı gerçek bir sistem olan Trakya bölgesi iletim sistemi hakkında bilgi verilmiştir. Şebekede bulunan iletim hatlarının gerilim seviyesi, uzunluğu, bölgedeki transformatör ve şönt ekipman sayısı, bölgenin kurulu gücü ve puant yükü gibi Trakya bölgesini tanıtan veriler ele alınmıştır.
-
ÖgeHavacılık uygulamaları için emniyet kritik daimimıknatıslı alternatör tasarımı ve analizi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-03) Ersöz, Hüseyin ; Kocabaş, Ahmet Derya ; 504191024 ; Kimya MühendisliğiHavacılık motorları, hava araçlarına itki veren temel bileşen olmanın yanında barındırdıkları elektriksel güç üretim sistemleri ile platformun ihtiyaç duyduğu elektrik enerjisinin üretilmesini sağlar. Hava araçlarında güç üretim ihtiyacı, içten yanmalı motorun başlatılması için bir elektrik motoru olan marş motorlarının kullanılması ile başlamıştır. Zaman içerisinde ilerleyen teknoloji ile birlikte hava araçlarına iç aydınlatma, ısıtma ve haberleşme gibi elektikle çalışan sistemler eklenmeye başlanmıştır. Bunun yanında motor ve platformda hidrolik, mekanik ve pinomatik sistemler yerine daha yüksek verimli olan elektrikli sistemler kullanılmaya başlanmıştır. Hava araçlarının ihtiyaç duyduğu elektrik enerjisi gelişen teknoloji ile beraber günden güne artmakta ve elektriksel güç üretim sistemlerinin güç yoğunluğu giderek artmaktadır. Yüksek güç yoğunluğunu sağlamak adına elektriksel güç üretim sistemlerinde sürekli mıknatıslı alternatörler tercih edilir. Bir hava aracının havada kalabilmesi için elektrik enerjisi gereklidir ve bu enerjiyi sağlayan güç üretim sisteminin en zorlu koşullarda bile aktif olması ve hata durumlarında platforma zarar vermemesi kritik bir öneme sahiptir. Bu sebeple yüksek güç yoğunluğunun yanında elektriksel güç üretim sistemlerinin hata toleransının yüksek olması gereklidir. Böylece olası bir hata durumunda içten yanmalı motor çalışmasına devam etmeli ve platform görev süresini tamamlamalıdır. Ayrıca hata anında ve sonrasında motorda ve platformda oluşacak tahribat en düşük seviyede tutulmalıdır. Bu çalışma kapsamında hata toleransı en yüksek olan sürekli mıknatıslı alternator topolojisini belirlemek adına aynı tepe seviyede isterlere sahip gömülü mıknatıslı generatör, mıknatıs destekli senron relüktans makine ve yüzey mıknatıslı generatör tasarımları gerçekleştirilmiş olup, emniyet kritiklik, ağırlık ve üretilebilirlik bakımından karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda hava aracı güç sistemlerinde kullanılması en uygun olan topoloji belirlenmiş ve hata toleransını artırmaya yönelik tasarım çözümleri bu topolojiye uygulanmıştır. Alternatör analitik tasarım ve elektromanyetik analizleri sonlu elemanlar paket programları olan JMAG ve ANSYS MAXWELL ile gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın son bölümdünde en iyileştirilmiş tasarımın rölanti ve maksimum devirdeki performansı elde edilmiştir. Ayrıca 3 boyutlu analiz ile demir ve bakır kayıpları çıkarılıp verim hesabı yapılmıştır. Ek olarak tasarımı yapılan hata toleransı yüksek, emniyet kritik alternatörü geliştirmeye yönelik öneriler sunulmuştur.
-
ÖgeParallel evolutionary computation for distribution system planning and operation(Graduate School, 2022-06-14) Younesi, Soheil ; Özdemir, Aydoğan ; Ceylan, Oğuzhan ; 504181068 ; Electrical EngineeringThe purpose of this study is to offer a technique for combining single- and multi-objective optimization algorithms with a parallel computing technique. Different scenarios are created for different numbers of Worker Processors (WPs), each of which is investigated separately and the results are compared. In these cases, a Master-Slave (MSM) calculation approach is used. The workload is distributed evenly across all WPs, and the Master Processor (MP) acts as the observer and executor of this computational approach. By using intelligent interruptions, the main processor receives the results of each WP's calculations and compares them to the results of other WPs, selecting the best solutions and returning them to the WPs. Wind Turbines and solar panels are examples of distributed renewable energy sources in this study
-
ÖgeKonvansiyonel ve mikro şebeke içeren güç sistemlerinde dinamik ekonomik yük ve emisyon dağıtımının sezgisel yöntemlerle analizi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-17) Aydın, Esra ; Türkay, Belgin ; 504191019 ; Elektrik MühendisliğiYıllar içerisinde yaşanan nüfus artışı ve teknolojik gelişmeler ile birlikte enerji talebinde artış yaşanmaktadır. Bu artış ile birlikte elektrik enerjisi üretim sistemlerinin sayısında artış yaşanmakta ve güç sistemleri, daha büyük ve daha karmaşık bir hale gelmektedir. Talebin artması ile güç sistemlerinde yaşanan büyüme, bu sistemlerin ekonomik olarak işletilmesi konusuna büyük önem kazandırmaktadır. Bu hususta, güç sistemlerinin optimizasyon planlamalarından biri olan Ekonomik Yük Dağıtımı problemi oldukça önemli bir hale gelmiştir. Ekonomik yük dağıtımı, termik santrallerde yakıt maliyetinin en aza indirgenmesinin amaçlandığı ekonomik bir planlamadır. Bu kapsamda, güç ünitelerinin çıkış güçleri talep gücü karşılayacak şekilde yakıt maliyetinin minimum olması için optimum planlama yapılır. Bu planlama yapılırken sistemin kısıtları göz önünde bulundurulmalıdır. Güç denge kısıtları, generatör kısıtları ve rampa oranı kısıtları dahilinde en optimum planlama yapılmalıdır. Fosil yakıtların kullanıldığı güç ünitelerinde atmosfere emisyon gazları salınır. Sera gazı olarak da bilinen bu gazlar, atmosferde sera etkisine sebep olarak dünyadaki yaşamı pek çok açıdan tehdit etmektedir. Atmosferdeki emisyon gazı yoğunluğunu azaltmaya yönelik çalışmalar küresel bir boyuta ulaşmıştır. Güç sistemlerinin, emisyon yoğunluğuna en fazla sebep olan birimlerden biri olduğu düşünüldüğünde, emisyon yoğunluğunun minimuma indirilmesinin amaçlandığı ekonomik emisyon dağıtımı, önemli bir konu haline gelmiştir. Ekonomik emisyon dağıtımında, emisyon yoğunluğunun minimuma indirgenmesi amaçlanır, yakıt maliyetinden bağımsızdır. Ekonomik yük dağıtımı probleminde ise yakıt maliyetinin minimum olması amaçlanır, emisyon yoğunluğu önemsenmez. Ekonomik yük dağıtımı ve emisyon dağıtımının birlikte ele alındığı durumda ise birleşik ekonomik emisyon-yük dağıtımı fonksiyonu oluşturulur ve hem yakıt maliyetinin hem de emisyon yoğunluğunun en aza indirilmesi amaçlanır. Güç sistemlerinin ekonomik yük ve emisyon dağıtımı problemlerinin çözümünde çeşitli optimizasyon yöntemleri kullanılmaktadır. Bu yöntemler klasik ve sezgisel yöntemler olarak ikiye ayrılır. Sistemlerin büyük boyutlu olması sebebi ile klasik yöntemlerden ziyade sezgisel yöntemlerin kullanımı daha uygun olmaktadır. Sezgisel yöntemlerin karmaşık problemlere uygulanabilirliği, çözüm süresinin hızlı olması gibi sağladığı avantajlar popülerliğini arttırmıştır. Genetik Algoritma, Parçacık Sürü Optimizasyonu, Tabu Araştırma ve Yapay Sinir Ağları günümüzde uygulamalarda en çok tercih edilen sezgisel yöntemlerdendir. Bu tez çalışmasında, güç sistemlerinin dinamik ekonomik yük dağtımı ve emisyon dağıtımı gerçekleştirilmiştir. Problemlerin analizi için sezgisel algoritma yöntemlerinden olan Genetik Algoritma (GA) ve Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) yöntemleri kullanılmıştır. Algoritmalar, 5 ve 10 üniteli sistemler ile mikro şebeke içeren sisteme uygulanmıştır. Algoritmalara ait kodlamalar MATLAB programında oluşturulmuştur. 5 ve 10 üniteli sistemlerin dinamik ekonomik yük dağıtımı, emisyon dağıtımı ve dinamik ekonomik emisyon-yük dağıtımı gerçekleştirilmiştir. Mikro şebeke içeren sistem için ekonomik yük dağıtımı gerçekleştirilmiştir. Uygulamada güç denge kısıtı, generatör limitleri, hat kayıpları, rampa oranı kısıtları ve valf nokta etkisi dikkate alınmıştır. Analiz sonuçları literatürde yapılan çalışmaların bulguları ile karşılaştırılmış, GA ve PSO yöntemleri ile daha optimum sonuçlar elde edildiği görülmüştür. Ayrıca bu yöntemler kendi arasında karşılaştırıldığında ise PSO algoritmasının daha uygun sonuçlar verdiği görülmüştür.
-
ÖgeCompensation of current harmonics in single phase grid connected inverters with deadtime under distorted grid voltage(Graduate School, 2022-06-28) Tekin, Barış ; Yıldırım, Deniz ; 504181007 ; Electrical EngineeringAs the human population in the world increases, the demand for energy, which is the most basic need of human beings, also increases. In order to meet the increasing demand, the energy supply is enlarged with the investments made. While energy investments continue to grow in all areas, investments in renewable energy production have reached serious levels in the last 20 years and its share among other investments is increasing every year. Among these investments, wind and solar energy investments have the highest ratio. The increase in these investments has also increased the development and production of photovoltaic panels and grid-connected inverters and other power electronic devices. In this thesis, the power electronics circuit consists of a two-stage structure. In the first stage, the solar panel voltage is increased to the inverter DC bus voltage by a DC/DC converter. In the second stage, an inverter works in connection with the grid and transfers energy from the solar panel to the grid. Single-phase full-bridge inverter is selected as the inverter topology. The inverter is designed as 1500 VA. The switching frequency is 16 kHz. The full-bridge inverter is connected to the grid with an LCL filter. LCL filter has a 3rd order transfer function and when the resonance frequency is set correctly, the harmonics generated by the switching frequency can be filtered out easily. However, when the frequency response of the transfer function of the LCL filter is examined, it is seen that it peaks at the resonance frequency. Active and passive damping methods have been developed to reduce the gain at the resonant frequency. In passive damping methods, the peak is damped by adding a passive element to the LCL filter structure. Passive damping, which is made by adding resistance to the filter capacity is an easily applied method. The disadvantage of this method is that the capacitor current flowing through the resistor creates a loss. However, since the inverter is designed as low power in this thesis, the loss is less compared to the large power inverters. For this reason, damping with resistance is preferred. In most of the studies on the selection of the resonance frequency, it is suggested that it should be greater than 10 times the grid frequency and less than half of the switching frequency. LCL filter capacitor is selected so that the reactive power loss in the capacitor is not more than 5% of the inverter rated power. The inductance of the filter on the inverter side is selected according to the current ripple ratio. In the studies, it has been suggested to choose the ripple ratio between 20% and 40%. In this study, the ripple ratio was chosen as 20%. It has been suggested that the grid side inductance be the same as the inverter side inductance. In this study, it was chosen to be the same as the inverter side inductance. Grid-connected inverters, as power electronic devices, need to be designed in accordance with international standards. These standards have criteria for both the safety of the device and its operating performance. In this study, the operating performance of grid-connected inverters and the standards related to the grid are examined. The most common of these are IEEE Std 519™-2014 and IEC 61727:2004. The design has been made taking into account these standards. A synchronous reference signal must be given to the controller to work synchronously with the grid. Various methods have been developed for generating the synchronous reference signal such as Phase Locked Loop (PLL). When grid voltage is applied to the input of this control structure, a synchronous reference signal to the grid can be obtained at its output. This structure is usually shown in three parts. These are Phase Detector (PD), Loop Filter (LF), and Voltage Controlled Oscillator (VCO). PD structures with adaptive filters, which have better performance than others have been examined. Secondary Generalized Integrator (SOGI), which was obtained by making some changes in these structures, was examined and the SOGI-PLL structure was implemented. The Bode diagram and step response of the transfer function with variable coefficients are examined. Research and simulation studies have been carried out for the development of the inverter current controller. PI controller and PR controller are used as current controllers of grid-connected inverters. PR controllers are implemented in this thesis. It has been understood that this controller alone is not sufficient. Because grid harmonics and inverter-induced harmonics cause odd harmonics such as 3rd, 5th, 7th, and 9th harmonics. Resonant controllers parallel to the PR controller are used to compensate these harmonics. It has become compliant with standards at full load. In order to compensate the grid voltage harmonics, the grid voltage is added to the controller as a feed-forward path. Harmonic components originating from the grid are greatly attenuated. However, harmonics are still present at low loads. Repetitive controllers (RC) are added in parallel to the current error signal in the control structure, reducing the harmonics both at rated load and light loads. Although the dynamic performance of RC is slow compared to multi-resonance controllers, their steady-state performance is quite beneficial. Controllers with theoretical studies have been tested in a grid-connected inverter study with a simulation model. In the tests, the total harmonic distortion in the grid voltage is 3%, and the dead time of the PWM signals is set to 1.5 µs. When only PR controllers are used, the total harmonic distortion of the grid current at full load is 6.92%. This ratio decreased to 3.71% with multiple resonance controllers. As a result of grid voltage feed-forward, the harmonic distortion was 2.87%. The rate decreased to 1.53% when the repetitive controller was added. The results confirmed the theoretical work. The results were also confirmed by the experimental implementation. In the experiment, the total harmonic distortion was slightly higher with the effect of the disturbances that were not taken into account in the simulation. When only PR controllers are used, the total harmonic distortion of the grid current at full load is 9.84%. This ratio decreased to 6.11% with multiple resonance controllers. As a result of grid voltage feed-forward, the harmonic distortion was 3.93%. Results were similar to the simulation when the disturbances were taken into account. Theoretical studies for harmonic compensation of single-phase grid-connected inverter were verified on simulation and circuit, and the results were compared with each other. With the applied control methods, the total harmonic distortion of the grid current has been successfully reduced.
-
ÖgeOtomotiv kabloları ve seçimi, denetimli öğrenme yöntemi ile kablo malzemesi seçimi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-29) Günbatı, Hale Yazgı ; Kalenderli, Özcan ; 504181020 ; Elektrik MühendisliğiBu tez giriş ve kaynak kısımlarıyla birlikte dokuz ana başlıktan oluşmaktadır. Giriş kısmında tezin amacı ve kapsamından söz edilmiştir. Otomotiv kabloları hakkında temel bilgiler verilmiş olup ağırlıkla otomotiv endüstrisinde ne tür tel kullanılır sorusu irdelenmiştir. Otomotiv kablosu seçerken hangi standartların dikkate alınacağı ve kablo çeşitleri hakkında bilgiler verilmiştir. Kablolar aslında birlikte kullanılan/kullanılması gereken parçalarıyla bir bütündür bu nedenle kablolarla birlikte kullanılan elemanlar hakkında da özellikle "otomotiv kablolama ve bağlantılarının ömrünü uzatmanın yedi yolu" başlığında yer ayrılmıştır. Doğru kablo seçimi için bir sonraki başlıkta daha detaylı bilgi verilmiş olup ardından genel kablolar hakkında bilgiler yer almıştır. Kablo tipleri, iletkenleri, yalıtkan malzemeler hakkındaki başlıklar da buranın içerisindedir. Tezde kullanılan yöntem olan makine öğrenmesi hakkında detaylı literatür taramasının ardından 7. başlıkta yalıtkan malzeme seçiminde makine öğrenmesi yöntemi uygulaması paylaşılmıştır. Sonuçlar ve Öneriler kısmının ardından kaynakların belirtilmesiyle tez sonlanmaktadır. Tezde yer alan başlıklar ana hatlarıyla ilk paragrafta bahsedilmiştir ve bu başlıklardan faydalanarak tezde incelenen durum; kablo seçiminin bir model ile yapılabilmesi. Modele kablo seçimini öğretirsek bu ne kadar güvenilir ve doğru olur? Model bunu yapmayı başarırsa, kablo seçimine ne gibi avantajlar sağlar? incelenmiştir. Bu konu incelenirken öncelikle sonucun yeterli güvenilirlikte ve doğrulukta çıkabilmesi için veri sayısının fazlalığı önemlidir. Toplanabilecek maksimum veri sayısına ulaşılmalıdır. Araştırma süresinin elverdiği ölçüde yaklaşık 300 adet veri bu konunun incelenebilmesi için toplanmıştır. Bu veriler öncelikle modele girilerek, modelin bunları öğrenmesi sağlanmıştır. Öğrenen modele artık soru sorulduğunda, verilerine dayanarak güvenilir cevabı milisaniyeler içinde verebilmektedir. Beş farklı durum denenerek model test edilmiştir ancak bu sayı arttırılabilir. Modelin cevap verdiği tüm yalıtkan malzeme sorularının yanıtları doğru çıkmıştır ve yöntemin sağlıklı çalıştığı görülmüştür. Kısa sürede yanıt veren bu sistem, kablo malzemesi seçimi yapması gereken her alanda kullanılmaya uygundur ve büyük kolaylık sağlayacaktır. Bu tezde kullanılan yöntemin doğruluk oranı yüksektir: Lojistik Regresyon'da yaklaşık %95 doğruluk, diğer algoritmalarda verilerin keskinliğinden dolayı %100 doğruluk saptanmıştır. 1 saniye içerisinde kullanıcının ihtiyacı olan bilgiyi, öğrendiği şekilde sunmaktadır. Veriler net olduğu için, makine öğrenmesi kullanımına çok uygundur ve kablo malzemesi seçiminde sadece yalıtkan seçiminde değil, endüstriden kullanıcıya geldiği noktaya kadar her aşamada bu uygulamadan faydalanılabilir. Tezde 300 veri ile yapılan bu çalışma yıllar içerisinde biriktirilen verilerin toplanarak modele öğretilmesiyle çok daha insanın karar veremeyeceği bir noktaya getirilebilir ve karmaşık durumlarda yine saniyeler içerisinde alınacak cevaplar ile uygulama tüm bu aşamalara katkı sağlar. İleriki aşamalarda modelin güvenilirliğini daha da artırmak için değişkenler artırılabilir, çıktılar talebe göre rahatlıkla düzenlenebilir. Uygulama, tezdeki haliyle kullanıcı dostu değildir, arayüzü bulunmamaktadır. Arayüz eklenerek kullanılabilir, piyasaya çıkartılabilir.
-
Öge36 stator oluklu, 2 kutuplu uzay harmonik etkisi azaltılmış asenkron makina başarımında rotor oluk sayısı etkisinin tespiti(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-08-02) Ercan, Muhammetnur ; Kocabaş, Derya Ahmet ; Gülbahçe, Mehmet Onur ; 504191038 ; Elektrik MühendisliğiSon yıllarda elektrik enerjisinin tüketimi daha çok artmış ve gelecekte de hızla artmaya devam edecektir. Elektrik enerjisi tüketiminin büyük kısmını oluşturan elektrik makinalarının önemi, bireysel ve toplu ulaşımda elektrikli araçların tamamen benimsendiğinde kat ve kat artacaktır. Bu yüzden bir asırdan daha fazla üzerinde çalışılan elektrik makinalarının başarımlarının iyileşmesine katkılar son yıllarda hızlanmıştır. Sanayide, ev uygulamalarında ve hatta elektrikli araçlarda geniş yer tutan asenkron makinalardan daha yüksek başarım elde edilmesinin önemi üreticiler için oldukça büyüktür. Asenkron makinelerinin tasarımına ilişkin küçük detayların makine başarımının artırılmasında çok kilit bir rol oynamaktadır. . Asenkron makinalardaki hava aralığı amper-sarım ifadesinin rotor açısına göre değişiminin statorun oluklu yapısı ve iletkenlerin oluklara dağılımı nedeniyle bir adım fonksiyonu şeklinde sinüse yaklaşmaya çalışan bir fonksiyondur. Elektrik makinalarında bu yapısal durum makine saf sinüs gerilimle beslense bile hava aralığındaki amper-sarım fonksiyonunun sinüs biçimli olmamasına neden olur ve hava aralığında uzay harmonikleri oluşur. Bu harmonikler makinalarda stator ve rotor oluk açıklığı, sayıları ve yapısından kaynaklı olarak çıkış momentinde titreşimler görülmesine neden olur. Bu titreşimler makinada akustik gürültüler ortaya çıkarırken kayıp artışlarından dolayı verimi de düşürür. Bu nedenle asenkron makinalarda uzay harmonikleri kaynaklı titreşim ve gürültü problemlerinin üstesinden gelmenin bir yolu da oluk sayılarının optimizasyonudur. Bu çalışmada 36 oluklu 2 kutuplu asenkron makineler için rotor oluk sayılarının seçimi uzay harmonik etkiler göz önüne alınarak incelenmiştir. Geleneksel ve uzay harmonik etkileri azaltılmış asimetrik oluk ve sargı yapısına sahip olan stator yapısı ile farklı rotor oluk sayılarındaki rotorların çalışma durumları incelenerek en iyi başarımı veren stator-rotor oluk kombinasyonu tespit edilmiştir. Sonlu elemanlar yöntemi sayesinde incelenen kombinasyonların manyetik açıdan başarımı, moment karakteristikleri, akım değişimleri ve hava aralığı akı yoğunlukları sayısal olarak incelenmiştir. Öncelikle 4 kW, 380 V/50 Hz, 2 kutuplu ve 36 stator oluklu geleneksel bir asenkron makina ele alınmış ve rotor oluk sayısının değişiminin hava aralığındaki uzay harmoniklerine olan etkisi incelenmiştir. Dahası detaylı bir mukayese yapabilmek için moment titreşimleri ve işletme başarımı da verilmiştir. Tüm analizlerde rotor oluk sayısı dışındaki tüm geometrik ve elektriksel büyüklükler sabit tutulmuştur. Çalışmanın ikinci bölümünde ise yine aynı plaka değerlerine sahip uzay harmonik etkileri azaltılmış asimetrik oluk ve sargı yapısına sahip olan makinada rotor oluk sayısının hava aralığındaki uzay harmoniklerine olan etkisi incelenmiştir. Geleneksel makina ile benzer olarak yine moment titreşimleri ve işletme başarımları da detaylı olarak sunulmuştur. Çalışma kapsamında rotor oluk sayısındaki değişiminin makinadaki uzay harmoniklerine ve moment titreşimlerine etkisini incelemenin yanı sıra asenkron makine tasarımına ilişkin detaylar ve incelikler de verilmiştir. Seçilebilecek manyetik malzemelerin motordan başarımına bağlı olarak nasıl değişebileceği, toplam kayıpları en aza indirebilmek adına çeşitli yöntemler önerilmiş, tasarımsal inceliklere yer verilmiştir.
-
ÖgeEsnek mimari yaklaşımı ile elektrikli araç güç treni tasarımına katkılar(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-12-07) Çetin, İlkan ; Kocabaş, Derya Ahmet ; 504171066 ; Elektrik MühendisliğiElektrikli araçlar, günümüz teknolojisinin ve otomotiv sektörünün çok önemli ve büyük bir parçası haline gelmektedir. Kullanıcıların yani biz insanların gözündeki değerleri, her geçen gün artmaktadır. Bunun olmasındaki en önemli nedenlerden bir tanesi, giderek kötüleşen çevresel problemlerdir. Çevresel problemlerin farkındalığı, insanları daha çevre dostu uygulamalara, yöntemlere ve seçeneklere itmektedir. Bu gibi sebeplerden ötürü elektrikli araçlar daha çok tercih edilir hale gelmektedir ve bu durum da elektrikli araçlar için olan beklentiyi çok yüksek seviyelere çıkarmaktadır. Artan beklentiler de insanları daha fazla çalışma, araştırma ve geliştirme yapmaya kanalize etmektedir. Özellikle seri üretim yapan büyük araç üretici firmaları, bu konu üzerine ciddi projeler ve çalışmalar gerçekleştirmektedirler. Elektrikli araçları, daha kolay ve basit bir şekilde üretilebilir hale getirmek, elektrikli araçların mimarisinde kullanılan bileşenleri daha ucuza mal etmek ve daha hızlı üretmek, bu gibi firmaların yaptıkları en önemli çalışmalar arasındadır. Güç treninde batarya, batarya yönetim sistemi, sürücü devre ve elektrik motoru kullanılırken araç için hesaplanan gücün hangi gerilimde taşınacağı sistem tasarımını doğrudan etkiler. Batarya çıkışından tekere kadar olan bileşenlerin batarya gerilimine göre ihtiyaç duyulan her güç seviyesi için farklılaşması tasarım maliyetlerini arttırır. Ürün ve güç yelpazesi geniş ticari araç üreticileri için tasarım sürecinin kısaltan ve üretim maliyetlerini düşüren ana bileşenleri değiştirmeksizin aradaki güç çeviricileri ile farklı gerilim seviyesindeki batarya ve elektrik motorunu birbirine bağlayan esnek mimari tasarım (modülarite) bu konuda olumlu katkı yapabilir. Modülarite (esnek mimari) ve ölçeklenebilirlik çalışmaları da tam olarak buradan ortaya çıkmıştır. Bu firmalar, modülarite ve ölçeklenebilirlik metodolojileri sayesinde elektrikli araçları daha basit ve daha az maliyetli bir şekilde üretebilir hale getirmektedirler. Zaten batarya komponentinin hammadde pahalılığı yüzünden fiyatları yüksek olan elektrikli araçlar, bu firmaların bu araçları daha basit ve daha az maliyetli bir şekilde üretebilmeleri sayesinde çevreci olmayan diğer araç seçenekleri ile piyasada mücadele edebilir hale gelebilmektedirler. Elektrikli araçların elektriksel mimari tasarımlarında ticari üreticilerin en az sayıda sistem bileşeni ile olabildiğince çok ticari ürün çeşitliliği sunabilme kabiliyeti olan modülariteyi ve ölçeklenebilirliği sağlamak için tercih edilebilecek yöntemlerden bir tanesi de güç aktarım organlarının arasına bir güç çeviricisi eklemek olabilir. Motor gücü, motor gerilimi ve buna bağlı olarak batarya gerilimi sistem verimliliği üzerinde birinci derecede etkili olan parametrelerdendir. Motor sürücü gerilimi ile batarya geriliminin uyumlandırılabilmesi için doğru akım anahtarlamalı güç çeviricileri kullanılabilir. Bu bahsedilen güç çeviricileri sayesinde motor sürücü gerilimi farklı gerilim değerlerine dönüştürülebilir. Bu sayede de aynı batarya komponenti ile farklı model ve farklı çalışma değerlerindeki motor sürücü ünitesi ve elektrik motoru sürülebilir. Bu tez çalışmasında elektrikli araç güç treninde farklı doğru akım bara gerilimi değerlerinde batarya, DA/DA çeviriciler, sürücü devre ve elektrik motoru bileşenlerinin birbirleri ile uyumlulaştırılarak aynı çıkış gücü için farklı bağlantı şekillerinde verimlilik karşılaştırması yapılmıştır. Böylelikle bir seferde tasarlanmış farklı çevirici ve sürücü bileşenleri ile farklı grupların birleştirilerek farklı işletme değerlerine sahip tasarımların modüler bir şekilde elde edilmesi hususunda bilimsel bir bakışı açısı ile karşılaştırmalı bir sonuç ortaya konmuştur. Modülaritenin sağlanması için araç mimarisine farklı bara gerilimlerinde ve çıkış gerilimi değerlerinde doğru akım çeviricileri eklenmesi irdelenmiştir. Bu doğru akım çeviricileri sayesinde batarya gerilimi ile doğru akım bara gerilimi arasında isteğe bağlı, değişken ve esnek bir mimari ile bir kontrol oluşturulmak istenmiştir. Bu devre yapısının ardından farklı besleme gerilimindeki elektrik motorlarının ara devreler kullanılarak işletme başarımlarının sürüş treni verimliliği üzerine etkisi tespit edilmiştir. Bu sebeple güç aktarım organlarıyla birlikte çalışabilecek yani mimaride kullanılabilecek doğru akım çeviricileri araştırılmıştır. Uygulamanın gereksinimlerine göre kullanılabilecek doğru akım çevirici topolojileri incelenmiştir. Mimaride bulunduğu konum ve bağlı olduğu komponentler sebebiyle bahsi geçen doğru akım çeviricisinin çift yönlü çalışması gerekmektedir. Çift yönlü çalışan bir doğru akım çeviricisi olmazsa elektrikli araçlar enerji geri kazanımlı frenleme ile geri kazanım sağlayamaz hale gelir. Bu nedenle çift yönlü çalışmaları çok önemlidir. Çift yönlü çalışan doğru akım çeviricileri aslında senkron anahtarlama yapılan doğru akım çeviricileri ile aynı şekilde çalışmaktadırlar. Yani doğru akım çeviricilerinde kullanılan serbest geçiş diyotları yerine başka bir anahtarlama elemanının kullanılması gerekmektedir. Bu durum aynı zamanda doğru akım çeviricisinin kayıplarını da azaltarak verimini arttıran bir modifikasyondur. Elektrik motorunun kullanımında performans kaybı yaşamamak için de bu doğru akım çeviricisinin elektrikli araç mimarisinin maksimum güç seviyesine uygun bir şekilde tasarlanması gerekmektedir. Olası topolojiler arasından uygun, amaca yönelik doğru akım çevirici topolojisi seçilmiş ve tasarlanmıştır. Sistem alt bileşenlerinin modellenmesi, analitik tasarımların sayısal doğrulaması ve tüm sistemlerin bütünleşik çalışması ve modellenmesi, kapalı çevrim kontrol işlemleri MATLAB/Simulink altında gerçekleştirilmiş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Doğru akım çeviricisinin tasarımı da benzetim çalışması da kapalı çevrim bir kontrol yöntemiyle yapılmıştır. PI kontrolcü kullanılmıştır. Kontroldeki odak noktası, bütün sistemdeki kayıpları olabildiğince azaltmaya çalışmak ve bütün sistemin verimini en yüksek değere getirmek olmuştur. Ayrıca elektrikli aracın mimarisinde bulunan her alt bileşen devresi, tek tek tasarlanmıştır. Kontrolü kolay ve elektrikli araçlarda çokça tercih edilen bir fırçasız doğru akım makinesi (BLDC-FDAM) bu çalışma için tercih edilmiştir. İTÜ Elektrik Araba takımının kullandığı motor da aynı tip motor olduğundan motor parametreleri buradan sağlanmıştır. Ayrıca farklı anma gerilim değerlerinde çalışan motor sürücü devreleri de tasarlanmıştır. Bu bileşenlerin benzetim çalışmaları da yapılmıştır. Bu şekilde İTÜ Elektrikli Araç Takımı'nın faaliyetlerine ve gelecek öngörüsüne katkıda bulunulması da hedeflenmiştir. En son aşama olarak bütün bileşenlerin birlikte bulunduğu, elektrikli araç mimarisine benzer, onu temsil eden tüm sistem bileşenlerini içeren bütünleşik bir benzetim çalışması yapılmıştır. Bahsedilen doğru akım çeviricisinin bulunduğu ve bulunmadığı bu benzetim çalışmasıyla, mimariye eklenen doğru akım çeviricisinin bütün sisteme yaptığı etkiler gözlemlenmeye çalışılmıştır. Sonuç olarak gelişen elektrikli araç teknolojileri konusunda batarya gerilimine doğrudan bağlı güç sistemi tasarımı konusunda ticari üreticilerin elini güçlendirecek esnek tasarım konusunda veriler elde edilmiş ve karşılaştırılmalı olarak sunulmuş, bu konuda bir bakış açısı oluşturularak akademik katkı sağlanmıştır.
-
ÖgeAn agent-based energy management approach for V2X-capable charger clusters(Graduate School, 2023-01-05) Akyün, Gülen ; Yılmaz, Murat ; 504191071 ; Electrical EngineeringTo deal with the intermittency problem of renewable-based distributed generation, flexible energy assets such as electrical batteries are widely considered. In line with the localization trend in the energy sector, electric mobility is becoming mainstream. The additional load demand that comes with the penetration of EVs will raise the need for additional electricity generation. In particular, aggregated charging load of electric vehicles cause overload in the distribution network. With the management of EV charging, overload can be avoided and grid reliability can be ensured. At this point, smart grid applications promise to help make the addition of electric vehicles to the grid more sustainable with concepts such as V2X (vehicle to everything). On the other hand, as the plug-in EV fleet grows, an effective energy management system is needed to avoid adverse effects such as voltage fluctuations and increased electricity losses. By combining several flexible energy assets, a bidirectional EV charger cluster can have a local balancing capacity and therefore be operated without demanding energy from the grid for a specified period of time. The aim of this thesis is to manage EV charging in clustered systems and to obtain energy neutral charger clusters by increasing the local balancing capabilities of clusters and to efficiently use V2X functions with the proposed energy management algorithm. With this thesis, it is also aimed to reduce the peak-to-average ratio and to provide a balanced and efficient load profile. To achieve the objectives, an agent-based energy management concept has been proposed. In the proposed concept, each bidirectional charging unit with a connected EV at the charging station is represented by an agent. This approach provides a decentralized structure and swarm control in line with the agents' local targets. In this algorithm all power producers and consumers are represented as agents. First, the agents calculate their operation range and current power demand or production, i.e. their flexibility. Energy consumers and producers then interact and negotiate with each other, thus providing self-consumption by meeting each power consumption with an equivalent power generation. This allows flexible power transfer between EVs with a collaborative perspective on the charging system. In this way, the peak-to-average ratio decreases and self-consumption increases. In the study, the negotiation and decision-making processes of the agencies are discussed in detail. Simulation studies performed on the proposed concept for local balancing show that this application has the potential to provide effective and sustainable solutions for energy management.