Date of Award
11-2022
Document Type
Thesis
Degree Name
Master of Science in Electrical Engineering (MSEE)
Department
Electrical and Communication Engineering
First Advisor
Dr. Hussain Shareef
Abstract
The constant increase of non-linear loads and the future high integration of renewable energy sources in the power grid make power quality monitoring systems crucial to maintain maximum efficiency and reliability. However, the current devices for power quality monitoring are costly, limiting PQ monitoring systems' usage to specific applications and for a particular time. This thesis aims to present a design and the implementation of a low-cost power quality monitoring system using a single-board computer (Raspberry Pi) and highly accurate multiphase power quality monitoring ADE9000 IC. The proposed PQM system is configured to work remotely through either a wireless connection or an Ethernet connection. The acquired data is stored in the Influxdb open-source time-series database to get queried for processing or visualization in real-time using Grafana. A wide range of PQ events, such as sag, swell, interruption, notch, transient, and the combination of these disturbances, are used to evaluate and train the classification algorithm. The overall accuracy of the classification algorithm is determent to be 97.7%. Moreover, the precision of measurements from the proposed PQM system is tested and found to be compatible with IEC 61000-4-30 standard Class S. The proposed solution will help in a broader implementation of power quality monitoring systems with cheaper and less complex designs.
Arabic Abstract
تصميم نظام منخفض التكلفة لمراقبة الطاقة الكهربائية وجودة الطاقة لشبكة توزيع الجهد المنخفض
إن الزيادة المستمرة في الأحمال غير الخطية والدمج العالي المستقبلي لمصادر الطاقة المتجددة في شبكة الطاقة تجعل أنظمة مراقبة جودة الطاقة ضرورية للحفاظ على أقصى قدر من الكفاءة والموثوقية. ومع ذلك، فإن الأجهزة الحالية لمراقبة جودة الطاقة مكلفة، مما يحد من استخدام أنظمة لتطبيقات محددة ولفترة معينة. تهدف هذه الرسالة إلى تقديم تصميم وتنفيذ نظام مراقبة جودة الطاقة منخفض التكلفة باستخدام جهاز حاسوب أحادي اللوحة (Raspberry Pi) وشريحة عالية الدقة متعددة المراحل (ADE9000 IC) لمراقبة جودة الطاقة. تم تكوين نظام PQM المقترح للعمل عن بعد من خلال اتصال لاسلكي أو اتصال Ethernet. يتم تخزين البيانات التي تم الحصول عليها في قاعدة بيانات السلاسل الزمنية مفتوحة المصدر (Influx dB) بحيث يمكن الاستعلام عن البيانات لأغراض المعالجة أو التصور في الوقت الفعلي باستخدام (Grafana). يتم استخدام مجموعة واسعة من أحداث (PQ)، مثل ترهل الفولتية، وانتفاخ الفولتية، وانقطاع الفولتية، والشق، والعابر، ومزيج من هذه الاضطرابات، لتقييم وتدريب خوارزمية التصنيف. الدقة الكلية لخوارزمية التصنيف تصل إلى 97.7٪. علاوة على ذلك، تم اختبار دقة القياسات من نظام مراقبة الطاقة الكهربائية وجودة الطاقة المقترح ووجد أنها متوافقة مع معيار (IEC 61000-4-30) من الفئة S. وأخيرًا، سيساعد الحل المقترح في تطبيق أوسع لأنظمة مراقبة جودة الطاقة باستخدام تصميمات أرخص وأقل تعقيدًا.
Recommended Citation
Mohyeldeen, Rami Moustafa, "DESIGN OF LOW-COST POWER QUALITY AND ENERGY MONITORING SYSTEM FOR LOW VOLTAGE DISTRIBUTION NETWORK" (2022). Theses. 1254.
https://scholarworks.uaeu.ac.ae/all_theses/1254
