Year 2020, Volume 8 , Issue 4, Pages 2321 - 2336 2020-10-29

Detection of Specific Power Quality Problems with Using Internet of Things Technologies (IoT) and Integration to the Cloud Based Servers
Belirli Güç Kalitesi Problemlerinin Nesnelerin İnterneti Teknolojileri ile Tespiti ve Bulut Tabanlı Sunuculara Entegrasyonu

Fatih ÇETİN [1] , Nuran YÖRÜKEREN [2]


Power quality problems in production, distribution and end-user areas of the electricity affects negatively to the system performance, equipment lifetime and due to that usage of the energy consumption. To be able to eliminate the specific power quality problems, firstly these problems must be detected and recorded. The aim of this study is detecting the specific power quality problems economically and serving the improvement activities by collecting the specific power quality problems in accordance with the big data analysis. Within the scope of this study, specific power quality problems are detected by using the Internet of Things infrastructure and recorded at the servers in the cloud. In this study, an algorithm which detects the specific power quality problems is developed. With the developed algorithm and new system equipment, specific power quality problems can be detected with lower investment costs than traditional system equipment which is in the plant. This study is tested with the implementation of the developed system in the MCC-2 board of the plant and with taking 48 hours of measurement. When the test data were examined, it is observed that the developed algorithm and system detected the specific power quality parameters and problems in the plant and sent them to the servers in the cloud. With the cost analysis, it was confirmed that the newly developed system can be built with 47.15% less investment cost than the existing system. It is possible to perform in-depth analysis with increasing these kinds of studies and afterwards big data, artificial intelligence applications. Thus, energy efficiency can be increased by optimizing the performance of the electrical systems with lower investment costs.

Elektriğin üretim, iletim, dağıtım ve son kullanıcı alanında kullanımında güç kalitesi problemleri sistem performansını, ekipman ömrünü ve buna bağlı olarak enerjinin verimli kullanımını olumsuz yönde etkiler. Güç kalitesi problemlerini giderebilmek için öncelikle bu problemleri tespit etmek ve kayıt altına almak gereklidir. Araştırmanın amacı güç kalitesi problemlerinin en ekonomik şekilde tespit edilmesi ve büyük veri analizine uygun formatta depolanarak birçok iyileştirme çalışmasına hizmet etmesidir. Araştırma kapsamda belirli güç kalitesi problemlerinin tespitinde nesnelerin interneti altyapısını kullanarak problemlerin tespit edilmesi ve buluttaki sunucularda kayıt altına alınması işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada belirli güç kalitesi problemlerini tespit eden algoritma geliştirilmiştir. Tasarlanan algoritma ve yeni sistem ekipmanları ile işletmede bulunan geleneksel sistem ekipmanlarından daha düşük yatırım maliyeti ile belirli güç kalitesi problemleri tespit edilebilmektedir. Bu çalışma bir tesiste belirli ölçüm noktasında yeni tasarlanan sistemin kurulması ve 48 saatlik ölçüm alınması ile test edilmiştir. Test verileri incelendiğinde tasarlanan algoritma ve sistemin işletmede oluşan güç kalitesi parametrelerini ve problemlerini tespit ederek buluttaki sunuculara gönderdiği tespit edilmiştir. Yapılan maliyet analizi ile mevcut sisteme göre yeni tasarlanan sistemin %47,15 oranında daha az yatırım maliyeti ile yapılabildiği görülmüştür. Bu tip çalışmaların artırılması ve devamında büyük veri, yapay zeka uygulamaları ile daha derin analizler gerçekleştirilmesi sağlanabilmektedir. Böylece elektrik sistemlerinin performansı daha düşük yatırım maliyetleri ile optimize edilerek enerji verimliliği artırılabilmektedir.
  • [1] G. Ye, “Power quality in distribution networks: estimation and measurement of harmonic distortion and voltage dips,” Ph.D. dissertation, Dept. Elect. Eng., Tech. Univ. Eindhoven, Eindhoven, Netherlands, 2017. [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://research.tue.nl/en/publications/power-quality-in-distribution-networks-estimation-and-measurement Erişim Tarihi: 10.03.2020
  • [2] R.C. Dugan, M. F. McGranaghan, S. Santoso, H. W. Beaty, “Introduction,” in Electrical Power System Quality, 2. Baskı, New York City, New York, USA: McGraw-Hill Companies, 2002, ss. 1-10.
  • [3] 519-2009 IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality, IEEE Std 519-2009, 2009.
  • [4] P. Kumar, “A Review of Power Quality Problems, Standards and Solutions,” International Research Journal of Engineering and Technology, c. 4, s. 1, ss. 1765-1775, 2017.
  • [5] V. Mani, S.Sankaranarayanan, “IoT Based Smart Energy Management System,” International Journal of Applied Engineering Research, c. 12, s. 16, ss. 5455-5462, 2017.
  • [6] D. Despa, G. F. Nama, M. A. Muhammad ve K. Anwar, “The Implementation Internet of Things(IoT) Technology in Real Time Monitoring of Electrical Quantities,” in IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 335 012063, 2018, ss. 1-13.
  • [7] F. Leccese, M. Cagnetti, S. Di Pasquale, S. Giarnetti ve M. Caciotta, “A New Power Quality Instrument Based on Raspberry-Pi,” Electronics, 2016. [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://doi.org/10.3390/electronics5040064 Erişim Tarihi: 10.03.2020
  • [8] L. V. Satyanarayana, “A Survey on Challenges and Advantages in Big Data,” International Journal of Computer Science and Technology, c. 6, s. 2, ss. 115-119, 2015.
  • [9] S. C. Vegunta, C. F. A. Watts, J. V. Milanović, S. Z. Djokic ve M. J. Higginson, “Review of GB Electricity Distribution System’s Electricity Security of Supply, Reliability and Power Quality in Meeting UK Industrial Strategy Requirements,” IET Generation, Transmission & Distribution, 2019. [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://doi.org/10.1049/ietgtd.2019.0052 Erişim Tarihi: 10.03.2020
  • [10] É. Ádámkó, G. Jakabóczki ve P. T. Szemes, “Proposal of a Secure Modbus RTU Communication with Adi Shamir's Secret Sharing Method,” International Journal of Electronics and Telecommunications, c. 64, s. 2, ss. 107-114, 2018.
  • [11] H. Arghavani, M. Peyravi, “Unbalanced current-based tariff,” in 24th International Conference & Exhibition on Electricity Distribution (CIRED), 2017, ss. 883-887.
  • [12] The PostgreSQL Global Development Group. PostgreSQL 10.11 Documentation. (2019). [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://www.postgresql.org/files/documentation/pdf/10/postgresql-10-A4.pdf. Erişim Tarihi: 10.03.2020
  • [13] M. Lavanya , P. Muthukannan, Y.S.S. Bhargav, V. Suresh, “IoT Based Automated Temperature and Humidity Monitoring and Control,” Journal of Chemical and Pharmaceutical Sciences, ISSN: 0974-2115.
  • [14] S. Suresh, H.N.S. Anusha, T. Rajath, P. Soundarya and V. Prathyusha, "Automatic Lighting and Control System for Classroom," Proceedings of 2016 IEEE International conference on ICT in Business, Industry and Government, Indore, Madhyapradesh, ss. 1-6, 2016.
  • [15] Vinay sagar K ,Kusuma S, ” Home Automation Using Internet of Things,” International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), c. 02, s. 03, 2015.
  • [16] Siemens San. ve Tic A.Ş. Siemens Fiyat Listesi. (2020). [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:78ef4f0a-36b8-4d53-9dc1- 36115b7036d/Endustriyel-Otomasyon-ve-Surucu-Teknolojileri-Fiyat-Listesi-20-07-2020.pdf Erişim Tarihi:16.09.2020
  • [17] Raspberry Pi Foundatıon UK. Products. (2020) [Çevrimiçi]. Erişim adresi: https://www.raspberrypi.org/products/ Erişim Tarihi: 16.09.2020
  • [18] The MathWorks, Inc, ThingSpeak. How to Buy (2020) [Çevrimiçi]. Erişim adresi: https://thingspeak.com/prices/thingspeak_standard Erişim Tarihi: 16.09.2020
Primary Language tr
Subjects Engineering
Journal Section Articles
Authors

Orcid: 0000-0001-6865-8560
Author: Fatih ÇETİN (Primary Author)
Institution: KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0002-5092-4952
Author: Nuran YÖRÜKEREN
Institution: KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Dates

Publication Date : October 29, 2020

Bibtex @research article { dubited689757, journal = {Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi}, issn = {}, eissn = {2148-2446}, address = {}, publisher = {Duzce University}, year = {2020}, volume = {8}, pages = {2321 - 2336}, doi = {10.29130/dubited.689757}, title = {Belirli Güç Kalitesi Problemlerinin Nesnelerin İnterneti Teknolojileri ile Tespiti ve Bulut Tabanlı Sunuculara Entegrasyonu}, key = {cite}, author = {Çeti̇n, Fatih and Yörükeren, Nuran} }
APA Çeti̇n, F , Yörükeren, N . (2020). Belirli Güç Kalitesi Problemlerinin Nesnelerin İnterneti Teknolojileri ile Tespiti ve Bulut Tabanlı Sunuculara Entegrasyonu . Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi , 8 (4) , 2321-2336 . DOI: 10.29130/dubited.689757
MLA Çeti̇n, F , Yörükeren, N . "Belirli Güç Kalitesi Problemlerinin Nesnelerin İnterneti Teknolojileri ile Tespiti ve Bulut Tabanlı Sunuculara Entegrasyonu" . Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 8 (2020 ): 2321-2336 <https://dergipark.org.tr/en/pub/dubited/issue/57598/689757>
Chicago Çeti̇n, F , Yörükeren, N . "Belirli Güç Kalitesi Problemlerinin Nesnelerin İnterneti Teknolojileri ile Tespiti ve Bulut Tabanlı Sunuculara Entegrasyonu". Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 8 (2020 ): 2321-2336
RIS TY - JOUR T1 - Belirli Güç Kalitesi Problemlerinin Nesnelerin İnterneti Teknolojileri ile Tespiti ve Bulut Tabanlı Sunuculara Entegrasyonu AU - Fatih Çeti̇n , Nuran Yörükeren Y1 - 2020 PY - 2020 N1 - doi: 10.29130/dubited.689757 DO - 10.29130/dubited.689757 T2 - Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 2321 EP - 2336 VL - 8 IS - 4 SN - -2148-2446 M3 - doi: 10.29130/dubited.689757 UR - https://doi.org/10.29130/dubited.689757 Y2 - 2020 ER -
EndNote %0 Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi Belirli Güç Kalitesi Problemlerinin Nesnelerin İnterneti Teknolojileri ile Tespiti ve Bulut Tabanlı Sunuculara Entegrasyonu %A Fatih Çeti̇n , Nuran Yörükeren %T Belirli Güç Kalitesi Problemlerinin Nesnelerin İnterneti Teknolojileri ile Tespiti ve Bulut Tabanlı Sunuculara Entegrasyonu %D 2020 %J Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi %P -2148-2446 %V 8 %N 4 %R doi: 10.29130/dubited.689757 %U 10.29130/dubited.689757
ISNAD Çeti̇n, Fatih , Yörükeren, Nuran . "Belirli Güç Kalitesi Problemlerinin Nesnelerin İnterneti Teknolojileri ile Tespiti ve Bulut Tabanlı Sunuculara Entegrasyonu". Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 8 / 4 (October 2020): 2321-2336 . https://doi.org/10.29130/dubited.689757
AMA Çeti̇n F , Yörükeren N . Belirli Güç Kalitesi Problemlerinin Nesnelerin İnterneti Teknolojileri ile Tespiti ve Bulut Tabanlı Sunuculara Entegrasyonu. DÜBİTED. 2020; 8(4): 2321-2336.
Vancouver Çeti̇n F , Yörükeren N . Belirli Güç Kalitesi Problemlerinin Nesnelerin İnterneti Teknolojileri ile Tespiti ve Bulut Tabanlı Sunuculara Entegrasyonu. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2020; 8(4): 2321-2336.
IEEE F. Çeti̇n and N. Yörükeren , "Belirli Güç Kalitesi Problemlerinin Nesnelerin İnterneti Teknolojileri ile Tespiti ve Bulut Tabanlı Sunuculara Entegrasyonu", Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, vol. 8, no. 4, pp. 2321-2336, Oct. 2020, doi:10.29130/dubited.689757