Güç Kalitesi Problemlerinin Analizi İçin İşaret İşleme Yöntemlerinin Karşılaştırılması

Bu makalede güç kalitesi problemlerinin analizinde kullanılan üç farklı işaret işleme yönteminin performansıkarşılaştırmalı bir şekilde incelenmiştir. İncelenen yöntemler, kısa zamanlı Fourier dönüşümü (KZFD), dalgacıkdönüşümü (DD) ve S dönüşümü (SD)dür. Karşılaştırmalar, yöntemlerin güç kalitesi bozulma işaretlerininanalizinde göstermiş oldukları başarım ve hesaplama süresi bakımından gerçekleştirilmiştir. Karşılaştırma içinyapılan analizlerde, gerilim çökmesi, harmonik ve salınımlı geçici durum gibi, sadece zaman, sadece frekans vehem zaman hem de frekans bilgisi içeren üç farklı güç kalitesi bozulma işareti kullanılmıştır. Analizlerden vekarşılaştırma sonuçlarından SDnin güç kalitesi bozulmalarının analizi için ayırt edici karakteristiklere sahipolduğu görülmüştür. Bu yaklaşım zamana göre değişim gösteren örüntü verilerinden bilgi çıkarımı,benzerliklerin belirlenmesi ve örüntü sınıflandırma problemlerinin çözümü için uygulanabilir.

Comparison of Signal Processing Methods for Analyzing Power Quality Problems

In this paper, the performance of three different of signal processing methods for analysis of power qualityproblem is comparatively investigated. The methods include short time Fourier transform (STFT), wavelettransform (WT) and S transform (ST). The comparisons are realized in terms of performance in analysis ofpower quality disturbance signals and computation time. In comparisons, three different power qualitydisturbance signals including time, frequency and time-frequency information such as voltage sag, harmonicsand oscillatory transient are used. The analysis and the comparison results are shown that the ST method hasdistinctive characteristics for analysis and visual classification of PQ disturbances. This approach can be appliedto engineering problems, such as pattern classification, similarity determination, and knowledge discovery intime varying data patterns.

___

  • 1. Türkoğlu, İ., (2003). Durağan Olmayan İşaretler İçin Zaman-Frekans Entropilerine Dayalı Akıllı Örüntü Tanıma, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 112s.
  • 2. Ribeiro, M.V., Szczupak, J., Iravani, M.V., Gu, I.Y.H., Dash, P.K., Mamishev, A.V. (2007). Emerging signal processing techniques for power quality applications, Journal on Advances in Signal Processing, 1, 1–4.
  • 3. Gu, I.Y.H., Bollen, M.H.J. (2003). Bridge the gap: signal processing for power quality applications, Electric Power Systems Research, 66, 1, 83–96.
  • 4. Flores, R.A. (2002). State of the art in the classification of power quality events, an overview, Proc. 10th Int. Conf. Harmonics Quality of Power, 1, 17–20.
  • 5. Cohen, L. (1995). Time–Frequency Analysis, Prentice-Hall, Englewood Cliffs.
  • 6. Gröchenig, K. (2001). Foundations of Time– Frequency Analysis, Birkhäuser, Boston.
  • 7. Daubechies, I. (1992). Ten Lectures on Wavelets. Philadelphia: Society of Industrial and Applied Mathematics, Philadelphia, 357s.
  • 8. Strang, G., Nguyen, T. (1996). Wavelets and Filter Banks, Cambridge Press, Wellesley, 390s.
  • 9. Uyar, M., Yıldırım, S., Gençoğlu M.T. (2011). Güç kalitesindeki bozulma türlerinin sınıflandırılması için bir örüntü tanıma yaklaşımı, Gazi Üniversitesi Müh.-Mim. Fak. Dergisi, 26, 1, 41-56.
  • 10. Gaouda, A.M., Salama, M.M.A., Sultan, M.R., Chikhani, A.Y. (1999). Power quality detection and classification using wavelet-multiresolution signal decomposition, IEEE Trans. on Power Delivery, 14, 4, 1469-1476.
  • 11. Borras, D., Castilla, M., Moreno, N., Montano, J.C. (2001). Wavelet and neural structure: a new tool for diagnostic of power system disturbances, IEEE Trans. Industry Appl., 37, 1, 184– 190.
  • 12. Dash, P.K., Chilukuri, M.V., Panigrahi, B.K. (2003). Power quality analysis using S- transform, IEEE Trans. Power Deliv. 18, 2, 406– 411.
  • 13. Panigrahi, B.K., Mishra, S. (2005). Intelligent classification of power quality disturbances in a distribution network, IEEE TENCON’05, Melbourne, 1–4.
  • 14. Stockwell, R.G., Mansinha, L., Lowe, R.P., (1996). Localization of the complex spectrum: the S-transform, IEEE Trans. on Signal Processing, 44 (4), 998–1001.
  • 15. Eramian, M.G., Schincariol, R.A., Stockwell, R.G., Lowe, R.P., Mansinha, L., (1996). Review of applications of 1-d and 2-d S transforms. Wavelet Applications techniques, IV, 3078.
  • 16. Mansinha, L., Stockwell, R.G., Lowe, R.P., Eramian, M., Schincariol, R.A., (1997). Local spectrum analysis of 1-d and 2-d data, Physics of the Earth and Planetary Interiors, 103, 329-336.
  • 17. Uyar, M., (2008). Güç Kalitesindeki Bozulma Türlerinin Akıllı Örüntü Tanıma Yaklaşımları ile Belirlenmesi, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 130s.
  • 18. Gu, Y.H., Bollen, M.H.J, (2000). Time- frequency and time-scale domain analysis of voltage disturbances, IEEE Trans. Power Deliv. 15, 4, 1279–1284.