Kaotik simulasyon labaratuvarı uygulaması

06.03.2018 tarihli ve 30352 sayılı Resmi Gazetede yayımlanan “Yükseköğretim Kanunu İle Bazı Kanun Ve Kanun Hükmünde Kararnamelerde Değişiklik Yapılması Hakkında Kanun” ile 18.06.2018 tarihli “Lisansüstü Tezlerin Elektronik Ortamda Toplanması, Düzenlenmesi ve Erişime Açılmasına İlişkin Yönerge” gereğince tam metin erişime açılmıştır.Kaotik Simulasyon Laboratuvarı tez çalışmasında ,Mühendislik problemlerin çözümünde bugüne kadar kullanılana gelen kaotik yaklaşım modellerini sayısal ortam aracılığıyla daha etkin ve gözlemlenebilir bir araç olarak kullanılması amaçlanmıştır.Kaotik Simulasyon Laboratuvarı Uygulamasında, Kaos Teorisi ile ilgili tanımlamalar, Kaotik Analiz Metodları, Kaotik Bileşenler, Kaos Teorisi hakkındaki yayınlanan kitaplar ve makaleler, Kaotik Denklem Modelleri ve Kaotik Uygulama örnekleri yer almaktadır. Kaotik Simulasyon Laboratuvarı Uygulamasında bulunan gerek görsel içerik, gerekse de yazılı zengin içeriklerle Kaos Teorisini ve mühendislik alanlarındaki uygulamalarının etkin olarak tanıtılması amaçlanmıştır.Belirli başlangıç koşulları altında Chua, Vanderpol, Rossler,Lorenz,Duffing, ve Colpitts gibi Kaos Yöntemleri ile MATLAB Ortamında yapılan Simulasyonların Eksenel Çıkış Diyagramları alınarak uygulamaya zengin görsel içerik kazandırılmıştır.Bundan başka Simulasyon Uygulamasında ,arka planda MATLAB Hesaplama Motoru kabiliyetleri kullanılarak, bir mühendislik problemine MATLAB Hesaplama Motoruna ,Simulasyon Aracı üzerinden ilgili Kaotik Analiz Yöntemi Denklem Takımlarına gerçek zamanlı parameter geçilerek kaotik hesaplama sonuçlarını hem grafiksel hem sayısal büyüklüklerle gösterme ve bu sonuçları analiz etme imkanı vardır.Anahtar Kelimeler: Kaotik Simulasyon Laboratuvarı, Sayısal Ortam, MATLAB Hesaplama Motoru, Kaos YöntemleriIn this thesis, It is aimed to use Chaotic Model Approaches for solving engineering problems by using digital medium tools, more efficiently and observably.In Chaotic Simulation Labratory Application, it is embodied with Definitions of Chaos Theory, Chaotic Analysis Methods, Chaos Theory Components,publised books and essays, Chaotic Equation Models, Chaotic Application Samples.Both visual contents and rich writtens ,it is targeted accomplishing a coprehensive training method in Chaos Theory and its application fields. Under certain initial conditions, Chua,Vanderpol,Rossler,Lorenz,Duffing, and Colpitts Methods are analyzed in MATLAB Medium. Figurative results are included in Application.Furthermore,using efficient aptitude of MATLAB Calculation Engine it is simulated with passing real time parameters to Chaotic Equation Sets. Thus ,both calculated numeric results and figurative results are supplied for visitors.Keywords: Chaotic Simulation Labratory, Digital Medium,MATLAB Calculation Engine,Chaotic Method

Elektrik güç sistemlerinde gerilim çökmeleri ve çatallaşma noktalarının dinamik olarak tespit edilmesi

06.03.2018 tarihli ve 30352 sayılı Resmi Gazetede yayımlanan “Yükseköğretim Kanunu İle Bazı Kanun Ve Kanun Hükmünde Kararnamelerde Değişiklik Yapılması Hakkında Kanun” ile 18.06.2018 tarihli “Lisansüstü Tezlerin Elektronik Ortamda Toplanması, Düzenlenmesi ve Erişime Açılmasına İlişkin Yönerge” gereğince tam metin erişime açılmıştır.Güç sistemi üzerinde statik analiz, modal analiz, sürekli güç akışı analizi, tekil değer ayrıştırması analizi, ve çatallaşma analizi gibi metotlar ile gerilim kararlılığı başta olmak üzere, güç sisteminin maksimum yüklenebilirlik sınırı, kararlılık sınırı ve meydana gelebilecek kararsızlık mekanizmaları hakkında öngörüler geliştirilmesi, detaylı iyileştirme algoritmaları ve erken müdahale araçları oluşturulması önemlidir. Q-V eğrisi analiz metodu güç akışı programlarının özellikle maksimum güç transferi şartlarına yakın çalışma bölgelerinde P-V eğrileri ve güç akışı hesaplamalarında oluşan yakınsama hatalarının zorluklarının üstesinden gelmek amacıyla kullanılan önemli bir araçtır. Bu analiz yönteminin en bilinen uygulamalarının başında hiç şüphesiz, Q-V eğrileri üzerinde yapılan çatallaşma analizleri gelmektedir. Çatallaşma analizi güç sistemlerinde işletme ve planlama aşamalarında, dinamik sistem analizi incelemelerinde özellikle de gerilim kararlılığı menşeli reaktif güç planlamalarında sıklıkla kullanılan bir yöntemdir. Bu tezde doğrusal olmayan ve yoğun reaktif güç talep eden dinamik yüklerin bulunduğu üç baralı bir güç sistemi üzerinden reaktif güce bağlı gerilim çökme safhaları incelenmiştir. Yapılan dinamik analizde farklı reaktif güç talebi değerlerinde sistemin Q-V eğrileri üzerinde tespiti yapılan hopf, eyer noktası ve periyot ikiye katlama gibi çatallaşmalar için periyodik yörünge analizleri yapılarak, bu çatallaşma oluşumlarının sistem üzerinde fiziksel etkileri irdelenmiştir. Bundan başka periyot yörüngelerinin kaosa bir başka ifade ile kontrol edilemezliğe sürüklendiği değişim aşamaları incelenmiştir. Bu bilgiler ışığında özellikle hopf ve periyot ikiye katlama çatallaşmalarında meydana gelen periyodik-2 n yörüngelerin önce limit döngülerine daha sonra ardışıl bir şekilde ilerleyerek tuhaf çekere(strage attractor) ondan sonra kararsızlığını kaybetmiş olarak periyodik-2n+1 yörüngesine dönüşebildiği bundan en sonra da geri döndürülemeyecek bir karmaşıklıkla tam bir kaosa sürüklenebileceği gösterilmiştir. Çalışmanın iyileştirici müdahale kısmında reaktif güce maruz üç baralı güç sistemi için yüklü baraya periyodik yörünge takibi yapılarak reaktif güç temininin ilgili bara üzerinde oluşması muhtemel kritik çatallaşmaları elimine ederek diğer çatallaşma oluşumlarını da daha yüksek reaktif güç talebi değerlerine öteleyeceği, bundan başka yapılan iyileştirmelerin ilgili baranın yüklenebilirlik sınırlarını genişlettiği gösterilmiştir. Bu tezde ağırlıklı olarak Q-V eğrilerin üzerinden incelemesi yapılan güç sisteminin uzun dönem ve kısa dönem gerilim kararlılık analizlerinde ve gerilim çökmelerine doğru sürüklenen sistem davranışlarının tespit edilmesinde, dinamik çatallaşma noktası tespiti algoritmalarının çoklu kararlılık analiz araçlarının yardımcı bir unsuru olarak kullanılabileceği gösterilmiştir.For the aim for forecasting stability and remedial actions in electrical power systems it is crucial of using static analysis, modal analysis, power flow analysis singular value decomposition and bifurcation analysis methods. The Q-Vcurve method has been adopted by many utilities because of its advantages on convergenceand direct relationship with reactive compensation. Bifurcation analysis is mainly used along with Q-V curve analysis. In this thesis, voltage collapse formation phases induced by a dynamic non-linear and intense reactive power demanded load, have been investigated on a three-bus power system. Formation of hopf bifurcation, period doubling bifurcation and saddle node bifurcation on Q-V curve have been discussed with their effects on physical system dynamics along with reactive power demand value and initial condition of power system parameters. By the sight of sensitivity for initial condition rule for chaotic systems, formation of cascading period orbits and doublings has also been traced near bifurcation points phase by phase. In remedial action part of this thesis, it has been demonstrated that procedures of reactive power injections in heavily reactive loaded busbar with tracking formation of periodic orbits on Q-V curves, eliminate viable bifurcations and change them with fewer viable ones. After applying this remedial action scheme on heavily reactive loaded busbar, loadability level of mentioned busbar was enhanced into larger levels. With holding detailed cross-check analyses for effects of bifurcation formation on Q-V curve, It has been proved that applying the algorithms for dynamic detection of bifurcation points used in this thesis, strengthens capabilities of multi-stability assistant tools for short-term and long-term voltage stability analysis in electrical power systems

A Novel Security Methodology for Smart Grids: A Case Study of Microcomputer-Based Encryption for PMU Devices

Coordination of a power system with the phasor measurement devices (PMUs) in real time on the load and generation sides is carried out within the context of smart grid studies. Power systems equipped with information systems in a smart grid pace with external security threats. Developing a smart grid which can resist against cyber threats is considered indispensable for the uninterrupted operation. In this study, a two-way secure communication methodology underpinned by a chaos-based encryption algorithm for PMU devices is proposed. (e proposed system uses the IEEE-14 busbar system on which the optimum PMU placement has been installed. (e proposed hyperchaotic system-based encryption method is applied as a new security methodology among PMU devices. (e success of results is evaluated by the completeness of data exchange, durations, the complexity of encryption-decryption processes, and strength of cryptography using a microcomputer-based implementation. (e results show that the proposed microcomputer-based encryption algorithms can be directly embedded as encryption hardware units into PMU and PDC devices which have very fast signal processing capabilities taking into considerations the acceptable delay time for power system protection and measuring applications and quality metering applications which is 2 ms and 10 ms, respectively. While proposed algorithms can be used in TCP or UDP over IP-based IEEE C37.118, IEC 61850, and IEC 61850-90-5 communication frameworks, they can also be embedded into electronic cards, smartcards, or smart tokens which are utilized for authentication among smart grid components.Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştirma Kurum

154/380 kV Kuzeybatı Anadolu İletim Hattı için kısa devre ve reaktif arıza incelemelerinin gerçekleştirilmesi

Elektrik güç sistemleri yüksek düzeyde lineer olmayan yapıya sahip olup yüklerin, generatör çıkışlarının ve sistem parametrelerinin sürekli değişimiyle beraber bütünsel bir değişkenlik karakteristiği gösterir. Günümüzde sürekli artan elektrik güç ihtiyaçları iletim hatlarının yüklenme sınırları yakınlarında çalışmasını zorlamaktadır. Bu sınır yakınlarında çalışma olası sistem arızalarının telafi edilemez sonuçlar doğurabilmesine neden olabilir. Sistem kritik bileşenleri üzerinde olası arıza senaryoları oluşturarak sürekli güç akışı analizleri yapmak ve oluşan arızaların etkilerini ölçeklemek önemlidir. Bu çalışmada 114 baralı Kuzeybatı Anadolu güç sisteminin 13 baralık kesiti üzerinde çeşitli arıza durumları oluşturularak sistem üzerindeki etkileri hesaplanmıştır. Yapılan güç akışı ve arıza hesaplamaları Powerworld yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir

Stability Analysis of Nonlinear Oscillations for AC-Fed Electric Arc Furnaces in Context of Bifurcation Dynamics

Bifurcation theory has been widely used to investigate dynamic behaviours of nonlinear components, and to make analytical answers on the formation of synchronous resonance, chaotic oscillations and ferroresonance oscillation phenomenon in electrical engineering. Bifurcation theory is also applied to perform stability analysis in nonlinear systems. This study aims to identify formations of nonlinear oscillations produced by AC-Fed Electric Arc Furnaces, in regard with bifurcation dynamics on the system. During the study, possible roles of small parameter changes of the sample arc furnace system around bifurcation points have been traced over time series analysis, phase plane analysis and bifurcation diagrams. A wide collection of useful dynamic analysis procedures for the exploration of studied arc furnace dynamics has been handled through the AUTO open-source algorithms

An Innovative Battery Protection Device Design That Eliminates Permanent Sulphation for Lead Acid Batteries

Akülerde çalışma kalitesini belirleyen en temel ölçüt kutuplar arasındaki gerilim seviyesinin kararlılığı olup bu kararlılığı bozan temel sebep akü elektrolizinde meydana gelen "sülfatlaşma" olayıdır. Sülfatlaşma aküde plakalar arasında kısa devre oluşumu gibi akü açısından kritik arızalara sebebiyet verebilecek ve akünün servis süresinden daha kısa sürede değiştirilmesi ile sonuçlanacaktır. Bu çalışmada akülerde sülfatlaşma probleminin akü vazife görürken ve beklerken elektrokimyasal tepkime kontrolü yapılarak azaltılması veya kurşun asit akülerde kalıcı sülfatlaşmanın oluşumunun engellenmesi maksadıyla akü kutuplarından genliği ve frekansı ayarlanabilen sinyaller ile akünün uyarılarak elektrokimyasal tepkime kontrolü sağlayabilen bir akü koruma cihazı tasarımı yapılmıştır

ELIMINATION OF HARMONIC INDUCED VIABLE BIFURCATIONS WITH TCSC FOR AC-FED ELECTRIC ARC FURNACES

AC-fed electric arc furnaces (EAFs) are known with their unbalanced, excessively nonlinear and time varying load characteristics. The nonlinear oscillations produced by EAF operation cause several problems to interconnected feed system. Injection of harmonics/interharmonics and rising flicker effects on the feed system are two of major problems produced by EAF. These nonlinear effects result into quasistatic changes in the feed system parameters (L - R). In last decade many studies have been reported that such quasistatic changes in the feed system parameters result in viable bifurcation formations which strictly cause sudden and drastic changes on system behaviors. This paper presents an analytical control procedure to eliminate viable bifurcation points on L - I and R - I curves that cause sudden resonant peak arc currents. After control procedure, stability margins of EAF are extended into larger levels and viable bifurcation points on the feed system parameter have been eliminated. During study, possible roles of small parameter changes of uncontrolled EAF around bifurcation points and controlled EAF have been traced over time series analysis, phase plane analysis and bifurcation diagrams. A wide collection of useful dynamic analysis procedures for the exploration of studied arc furnace dynamics have been handled through the AUTO open-source algorithms

Implementation of visual programming methods for numerical techniques used in electromagnetic field theory

Field theory is one of the two sub-field theories in electrical and electronics engineering that for creates difficulties for undergraduate students. In undergraduate period, field theory has been taught under the theory of electromagnetic fields by which describes using partial differential equations and integral methods. Analytical methods for solution of field problems on the basis of a mathematical model may result the understanding difficulties for undergraduate students due to their mathematical and physical infrastructure. The analytical methods which can be applied in simple model lose their applicability to more complex models. In this case, the numerical methods are used to solve more complex equations. In this study, by preparing some field theory‘s web-based graphical user interface numerical methods of applications it has been aimed to increase learning levels of field theory problems for undergraduate and graduate students while taking in mind their computer programming capabilities

Chaotic ferroresonance and its control with sliding mode technique for voltage transformer circuits: a case study of manual single phase switching operation in three-phase transmission system

Chaotic ferroresonance is a nonlinear dynamic electrical phenomenon, which frequently occurs in a power system that comprises no-load saturable transformers, transmission lines (or cables) and single-phase switching with three-phase supply. This paper presents an extension of chaotic nonlinear bifurcation analysis on ferroresonance in a case study of manual single phase switching operation in three-phase transmission system. Analysis and classification methods are presented which provide chaotic analysis insights into the global behavior of ferroresonance. Analytical methods for nonlinear dynamic systems and MATCONT are used to exhibit characteristic curves such as a time-domain waveform, phase-plane, and bifurcation points