Electrical and Electronics Commons^™

Smart Garage Opener, Jacob Wasson

Williams Honors College, Honors Research Projects

The purpose of this research project was to design an anti-theft device that interfaces with a standard garage door opener to allow packages to easily be delivered into a garage in a safe and secure manner. Primary functionality of the device is to use a package’s tracking number and corresponding barcode to open and close a garage door to a preset height so that a package can be delivered inside the garage before it closes. My contribution to the project revolved around the programming and board design of the microcontroller circuit that controls the input and output signals of the …

Safe Pass, Alycia Riese, Julia Hariharan, Greg Synek, Jonathan Hall

Williams Honors College, Honors Research Projects

The purpose of this project is to design a sensor to be mounted on Class IV and higher vehicles to detect on-coming traffic. If traffic has been detected, the system is to warn drivers behind the stopped vehicle that passing is unsafe. The vehicle detection is to be implemented using a LiDAR detection method along with signal processing. A wireless transceiver is to transmit from the front radar module to the rear warning indicator module when the conditions are unsafe for passing. The project goals are to increase road safety and maintain traffic flow. The report details the challenges due …

Cycle Assist, Tyler Matthews

Williams Honors College, Honors Research Projects

The senior engineering design project presented in the paper that succeeds this, outlines the steps taken to design and implement an electronic bicycle that is able to keep a user’s heart-rate in a selected “intensity zone” though the use of an electronic motor and custom control circuitry. My portion of this project was to allow for safe and consistent power delivery to the rest of the electronics. That is to say, I built a battery pack and battery management system (BMS) to safely supply sufficient power to the rest of the electronics that were required for this project. In order …

S.A.V.E. M.E., Taylor Davis, Kelly Nicole O'Neill, Adrianna M. Dunlap, Parsa Esshaghi Bayat

Williams Honors College, Honors Research Projects

S.A.V.E. M.E. stands for Submerged Automated Vehicular Elevation Minor Extraction or alternatively a Home Swimming Pool Rescue Device. The objective of this project is to design and prototype a system that will make unattended swimming pools through detecting a victim’s presence, deploying a means to save the victim, and alerting others nearby of the situation. This system encompasses sensors and devices within the pool and an alarm system outside of the pool. Upon detection of a sufficiently sized object entering the pool when the system is armed, a device will maneuver to the victim and deploy a flotation device that …

Electric Load Forecasting Using Long Short-Term Memory Algorithm, Tianshu Yang

Theses and Dissertations

Abstract

Power system load forecasting refers to the study or uses a mathematical method to process

past and future loads systematically, taking into account important system operating

characteristics, capacity expansion decisions, natural conditions, and social impacts, to

meet specific accuracy requirements. Dependence of this, determine the load value at a

specific moment in the future. Improving the level of load forecasting technology is

conducive to the planned power management, which is conducive to rationally arranging

the grid operation mode and unit maintenance plan, and is conducive to formulating

reasonable power supply construction plans and facilitating power improvement, and

improve the …

Mathematical Programming Approach For The Design Of Satellite Power Systems, Allen Flath Iii

Theses and Dissertations--Electrical and Computer Engineering

Satellite power systems can be understood as islanded dc microgrids supplied by specialized and coordinated solar cell arrays augmented by electrochemical battery systems to handle high-power loads and periods of eclipse. The periodic availability of power, the limited capacity of batteries, and the dependence of all mission service on power consumption create a unique situation in which temporal power and energy scarcity exist. A multi-period model of an orbital satellite power system’s performance over a mission’s duration can be constructed. A modular power system architecture is used to characterize the system’s constraints. Using mathematical programming, an optimization problem can be …

Curricular Optimization: Solving For The Optimal Student Success Pathway, William G. Thompson-Arjona

Theses and Dissertations--Electrical and Computer Engineering

Considering the significant investment of higher education made by students and their families, graduating in a timely manner is of the utmost importance. Delay attributed to drop out or the retaking of a course adds cost and negatively affects a student’s academic progression. Considering this, it becomes paramount for institutions to focus on student success in relation to term scheduling.

Often overlooked, complexity of a course schedule may be one of the most important factors in whether or not a student successfully completes his or her degree. More often than not students entering an institution as a first time full …

Optimum Design Of Axial Flux Pm Machines Based On Electromagnetic 3d Fea, Narges Taran

Theses and Dissertations--Electrical and Computer Engineering

Axial flux permanent magnet (AFPM) machines have recently attracted significant attention due to several reasons, such as their specific form factor, potentially higher torque density and lower losses, feasibility of increasing the number of poles, and facilitating innovative machine structures for emerging applications. One such machine design, which has promising, high efficiency particularly at higher speeds, is of the coreless AFPM type and has been studied in the dissertation together with more conventional AFPM topologies that employ a ferromagnetic core.

A challenge in designing coreless AFPM machines is estimating the eddy current losses. This work proposes a new hybrid analytical …

การพยากรณ์ค่าอุณหภูมิของน้ำมันด้านบนในหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังสำหรับการประเมินสมรรถนะโดยใช้แบบจำลองการเรียนรู้ของเครื่อง, สุวพันธุ์ อริเดช

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

อายุการใช้งานที่สูญเสียไปจากการใช้งานหม้อแปลงมีสาเหตุหลักมาจากค่าอุณหภูมิที่เกิดขึ้นภายในหม้อแปลง ได้แก่ค่าอุณหภูมิขดลวดและอุณหภูมิน้ำมัน หม้อแปลงที่ทำงานในสภาวะการจ่ายโหลดและอุณหภูมิแวดล้อมค่าหนึ่งจะเกิดความร้อนภายในที่แตกต่างกันทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาพในปัจจุบันและการเสื่อมสภาพในอดีตของหม้อแปลง วิทยานิพนธ์นี้ศึกษาแบบจำลองการเรียนรู้ของเครื่องที่สามารถเรียนรู้พฤติกรรมการเกิดความร้อนภายในหม้อแปลงโดยใช้ข้อมูลในอดีตเพื่อพยากรณ์ค่าอุณหภูมิน้ำมันด้านบนและอุณหภูมิขดลวดของหม้อแปลงที่จะเกิดขึ้นก่อนการใช้งานจริง ข้อมูลดังกล่าวสามารถนำมาหาอายุการใช้งานที่คาดว่าจะสูญเสียไปของหม้อแปลงแต่ละตัวเพื่อใช้ในการวางแผนการส่งจ่ายกำลังไฟฟ้าและการเลือกบำรุงรักษาอุปกรณ์ นอกจากนี้การใช้ขอบเขตการพยากรณ์ช่วยตรวจสอบข้อมูลพฤติกรรมทางความร้อนของหม้อแปลงเพื่อใช้ตรวจหาสัญญานที่อาจบ่งชี้ความผิดปกติหรือการเสื่อมสภาพของหม้อแปลงได้ โดยจากผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าข้อมูลจากแบบจำลองการเรียนรู้ของเครื่องสามารถพยากรณ์อายุการใช้งานที่สูญเสียของหม้อแปลงได้ใกล้เคียงกับการใช้ข้อมูลที่ตรวจวัดได้จริง นอกจากนี้วิทยานิพนธ์ฉบับนี้เสนอการสร้างขอบเขตการพยากรณ์เป็นอีกหนึ่งวิธีที่ช่วยในการติดตามความเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมทางความร้อนของหม้อแปลงซึ่งมีประโยชน์ในการบริหารจัดการหม้อแปลง

Compact Broadband Triple-Ring Five-Port Reflectometer For Microwave Brain Imaging Applications, Toufiq Md Hossain, Mohd Faizal Jamlos, Mohd Aminudin Jamlos, Ping Jack Shoh, Siti Zuraidah Ibrahim, Muammar Mohamad Isa, Dominque M.M.-P. Schreurs, Adam Narbudowicz, Mohd Fairusham Ghazali

Articles

The broadband five-port refectometer (FPR) is proposed using a triple-ring based technique. The design introduces a tapering in the inter-ring transmission lines (TLs), which provides additional degrees of freedom for optimization and contributes to increased bandwidth. The miniaturization strategy allows incorporating the third ring without signifcant size increase. In addition, a method for expressing the effective physical dimension of a planar symmetric FPR is also presented in an easily comprehensible way, which can be implemented for other symmetric planar junctions with more than four ports. The proposed design comprises three concentric rings with phase-shifting arrangements between the inter-ring TLs and …

Low-Power Reconfigurable Sensing Circuitry For The Internet-Of-Things Paradigm, Alexander Dilello

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

With ubiquitous wireless communication via Wi-Fi and nascent 5th Generation mobile communications, more devices -- both smart and traditionally "dumb" -- will be interconnected than ever before. This burgeoning trend is referred to as the Internet-of-Things. These new sensing opportunities place a larger burden on the underlying circuitry that must operate on finite battery power and/or within energy-constrained environments. New developments of low-power reconfigurable analog sensing platforms like field-programmable analog arrays (FPAAs) present an attractive sensing solution by processing data in the analog domain while staying flexible in design. This work addresses some of the contemporary challenges of low-power wireless …

Low Power Voltage Reference Cells For Sensing Applications, Kody Ray Tucker

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Two low-power voltage reference cells for a system on-chip design are presented in this report. Both cells utilize a combination of standard transistors to produce an output voltage near 1 volt. Choosing the appropriate design procedures can aid in minimizing the temperature coefficient (TC) of the output reference voltage coming out of the cell. One circuit, covered first, is currently being fabricated on a standard 0.5 µm chip complementary metal oxide semiconductor (CMOS) process, while the other is still in the designing stage. The first one has a TC of 86 ppm/◦C with a reference voltage of 1.10 V while …

Vhf Transmitter Development For Wildlife Tracking, Bryan Westra

Masters Theses

Wildlife biologists often use collars with VHF transmitters to gather wildlife data. The purpose of this project is to determine the best approach to designing a wildlife tracking VHF transmitter on a Printed Circuit Board (PCB). A variety of frequency generation methods were considered for the transmitter, including transistor-based crystal oscillators and chip based solutions from the chip manufacturers Analog Devices and Silicon Labs. Prototypes of the feasible options were built and evaluated for cost, power consumption, efficiency, size, frequency range, signal bandwidth, and frequency stability. It was found that the Silicon Labs Si4010 chip was the best solution based …

Ict-Enabled Control And Energy Management Of Community Microgrids For Resilient Smart Grid Operation, Mahmoud Saleh

Dissertations and Theses

Our research has focused on developing novel controllers and algorithms to enhance the resilience of the power grid and increase its readiness level against major disturbances.

The U.S. power grid currently encounters two main challenges: (1) the massive and extended blackouts caused by natural disasters, such as hurricane Sandy. These blackouts have raised a national call to explore innovative approaches for enhanced grid resiliency. Scrutinizing how previous blackouts initiated and propagated throughout the power grid, the major reasons are lack of situational awareness, lack of real-time monitoring and control, underdeveloped controllers at both the transmission and distribution levels, and lack …

Software Defined Radio For Hybrid Beamforming Applications, Jianyet Lee

Dissertations and Theses

Beamforming techniques have been deployed in both licensed networks such as LTE network and unlicensed network such as IEEE802.11ac WiFi. The scope of work for this thesis is to leverage the benefits of beamforming techniques and software defined radio platform in developing a fully functioning LTE testbed. The testbed can be further developed to specific application for drone-to-drone or D2D communication independent of intervention from base stations. Applying beamforming techniques to devices such as drones can solve poor quality signal detection at the receivers due to the interference signals generated by other devices in the attempt to communicate with the …

Design And Implementation Of Overcurrent Protection Relays Test Bench, Khalid Daud Khattak

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

The electrical power simulator in Engineering Sciences Building (ESB) at WVU was dismantled in July 2018. The simulator was used as a teaching tool for EE students to conduct lab experiments. The power simulator employed electromechanical and microprocessor protection relays, manual isolation and industrial circuit breakers, switches, variable autotransformer (VARIAC), voltmeters and ammeters. During the dismantling, a lot of equipment was retrieved for future possible use. This led to the idea of designing and implementing a simple circuit on a test bench that can be used as a lab equipment to demonstrate the operation of overcurrent protection relays. It was …

Danger-Aware Resource Management In V2x Network, Tsigigenet Dessalgn

College of Graduate Studies: Theses & Dissertations

IEEE 802.11p is one of the key technologies that enable dedicated short-range communications (DSRC) in intelligent transportation system (ITS) for safety on the road. The main challenge in vehicular communication is the large amount of data to be processed. As vehicle density and velocity increases, the data to be transmitted also increases. We proposed a protocol that reduces the number of data to be transmitted at every second according to the level of danger that the transmitter vehicle experiences. The proposed protocol measures inter-vehicle distance, as the representative of the danger of a vehicle, to determine the priority for transmission. …

A High Torque Density Halbach Rotor Coaxial Magnetic Gear, Ho Yin Wong, Jonathan Z. Bird, David Barnett, Wesley Williams

Electrical and Computer Engineering Faculty Publications and Presentations

This paper presents the design, analysis, and experimental testing results for a 5.67:1 Halbach rotor magnetic gearbox with a ferromagnetic back support. Using 3-D finite element analysis software the Halbach magnetic gearbox was calculated to achieve a volumetric torque density of 284N·m/L with only an active region outer diameter of 120mm. The experimental prototype obtained an active region volumetric torque density of 261.4N·m/L

Incorporating Air-Conditioning Monitoring And Control In Building Energy Management Systems Using Data Science Approach, Pornpra Chumnanvanichkul

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This thesis proposes an analytic and control algorithm for a split-type air conditioner (AC) in building energy management systems (BEMS) using data science approach. Available data used in this research are from three sources including Chulalongkorn University Building Energy Management Systems (CUBEMS), Chulalongkorn University Solar Forecast (CUSF) platform and Thai Meteorological Department (TMD). Measured AC power consumption and measured indoor zonal temperature are obtained from CUBEMS. Outdoor weather data are obtained from CUSF platform and TMD. The main procedure of this work can be divided into three processes: four-level AC classification, AC power baseline modeling, and hybrid AC control algorithm. …

Simulation Studies In Ferroresonant Phenomena On Distribution Transformers, Phinnakhone Phomvongsy

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Ferroresonance phenomena often appear in any typical distribution systems consisting of drop-out fuse cutouts, overhead lines or power cables and a distribution transformer. Single-pole energization and fuse operation may lead to ferroresonance overvoltages, resulting in electrical equipment damage. The occurrence of ferroresonance depends on several factors including size and length of line, power rating and type of distribution transformer. This thesis presents two case studies involving ferroresonance phenomena. The first case studies the lengths of overhead lines and underground cables which create enough capacitive reactance for ferroresonance. The critical lengths are estimated by hand calculation and computer simulation. The obtained …

Automatic Method For Avian Red Blood Cell And Heterophil Counting Using Iterative Thresholding, Tanapat Autaiem

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Thailand is one of the top broiler exporters. Red blood cell (RBC) and white blood cell (WBC) counting is one of the most basic methods for health screening process. Because the mammalian and avian blood is different, the mammalian blood analyzing techniques cannot be used, so the counting is done manually. This thesis proposes an automatic counting method for avian RBCs and heterophils, the most common type of avian WBC. The detection of avian RBC is challenging because of elliptic nucleated cell, the possibility of overlapped cells, and various staining. Otsu’s multiple thresholding method is used to automatically extract nuclei …

Grid-Friendly Dispatch Strategy Of Pv Generation System With Battery Energy Storage, Sarute Srisontisuk

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

High PV penetration reduces stability tolerance due to the lower of system inertia and system ramp capability. To handle higher PV penetration issues, the system operator and PV owners should consider the operation improvement. For the system operator, critical system ramp capability with respect to PV penetration ratio can be useful to determine the lower bound of system ramp capability for handling N-1 contingency and expected disturbances. In the case study, test results reveal that the system can operate securely with PV penetration ratio up to 40%, in which it will require system ramp capability in the range of 0.05-0.09 …

Application Of Battery Energy Storage System For Frequency Regulation Of Mae Hong Son Microgrid, Arnon Teawnarong

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Mae Hong Son microgrid in an isolated mode has low inertia. Therefore, when a disturbance occurs, the system frequency is subjected to a large deviation, which may lead to a blackout. The installation of a battery energy storage system (BESS) will improve the frequency response performance of the microgrid system in both islanding and grid-connected modes. The objective of this thesis is to investigate and compare BESS control methods for providing primary and secondary frequency response. The results show that the control of BESS for providing primary frequency response using virtual droop and virtual inertia approaches can reduce the frequency …

การพัฒนาแอปพลิเคชันจำแนกความสุกผลทุเรียนจากเสียงเคาะโดยใช้โครงข่ายประสาทคอนโวลูชัน, เวียงชัย คาระมาตย์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ทุเรียนเป็นหนึ่งในผลไม้ที่ได้รับความนิยมในการบริโภคภายในประเทศไทย การตรวจสอบความสุกของทุเรียนเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการซื้อขายในตลาดผลไม้และการส่งออก การตรวจสอบความสุกทุเรียนสามารถตรวจสอบได้หลายวิธี ในวิทยานิพนธ์เล่มนี้ใช้วิธีเคาะและฟังเสียงเพื่อบอกความสุก ปกติการฟังเสียงจำเป็นต้องอาศัยผู้เชี่ยวชาญในการฟัง ดังนั้นจึงได้ออกแบบแอปพลิเคชันจำแนกความสุกผลทุเรียนจากเสียงเคาะโดยใช้โครงข่ายประสาทคอนโวลูชัน การเก็บข้อมูลเสียงเคาะทุเรียนได้รับคำแนะนำจากพ่อค้าคนกลางในจังหวัดจันทบุรีและบอกว่าทุเรียนที่เคาะมีความสุกในระดับใด การเก็บข้อมูลเสียงใช้ตัวอย่างทุเรียนพันธุ์หมอนทองจำนวน 30 ลูก แบ่งออกเป็น 3 กลุ่มตามระดับความสุก ได้แก่ ทุเรียนสุก ทุเรียนสุกปานกลาง และทุเรียนไม่สุก กลุ่มละ 10 ลูก จากนั้นนำเสียงเคาะมาเพื่อแยกชุดข้อมูลเสียงสำหรับการเรียนรู้ ความยาวเสียงประมาณ 0.3 วินาที หรือความยาวที่ครอบคลุมเสียงเคาะหนึ่งครั้ง กระบวนการเรียนรู้ใช้การกระบวนการเรียนรู้เชิงลึกแบบคอนโวลูชัน (CNN) และกระบวนการการสกัดคุณลักษณะของเสียงด้วยสัมประสิทธิ์เมลฟรีเคว็นซีเซปสตรอล (MFCC) จากการทดลองพบว่าค่าความถูกต้องของแบบจำลองมีความถูกต้อง 90.78% สำหรับชุดข้อมูลตรวจสอบความถูกต้อง และความถูกต้อง 89.47% สำหรับชุดข้อมูลทดสอบ เมื่อได้แบบจำลองแล้วนำไปใช้ในแอปพลิเคชันบนสมาร์ทโฟน เพื่อสะดวกต่อการใช้งานของผู้บริโภคและชาวสวนทุเรียน การออกแบบแอปพลิเคชันเป็นการส่งข้อมูลผ่านระบบ HTTP Protocol ที่อยู่ในรูปแบบเอพีไอ

การตรวจจับการหกล้มของผู้สูงอายุโดยใช้โมดูลกล้องพร้อมระบบแจ้งเตือน, จันทิมา ทุมมะลา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ปัจจุบันวิสัยทัศน์คอมพิวเตอร์เข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันมากขึ้นทั้งในที่ทำงานและที่บ้าน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการดูแลสุขภาพเพื่อช่วยและแบ่งเบาภาระของผู้ดูแลในสถานพยาบาลหรือภายในบ้าน วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ได้เสนอระบบการตรวจจับการหกล้มของผู้สูงอายุโดยใช้โมดูลกล้องพร้อมระบบแจ้งเตือน การประยุกต์ใช้เทคนิคการประมวลผลภาพคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องมือช่วยในการดูแลผู้สูงอายุ ระบบทำงานเสมือนเป็นกล้องวงจรปิดที่สามารถตรวจจับกิจกรรมของผู้สูงอายุและสามารถส่งการแจ้งเตือนไปยังผู้ดูแลทันทีที่ตรวจพบการหกล้ม ระบบแบ่งกลุ่มกิจกรรมออกเป็น 2 กลุ่ม ได้แก่ กิจวัตรประจำวัน (เช่น เดิน นั่ง และวิ่ง) และกิจกรรมที่ไม่ปกติ (การหกล้ม) การตรวจจับการหกล้มแบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอน: ขั้นตอนที่หนึ่งระบบใช้แบบจำลองภาพประวัติการเคลื่อนไหว เพื่อคำนวณค่าประมาณการเคลื่อนไหวในช่วงระยะเวลาหนึ่งและคำนวณเป็นตัวเลขในค่าเปอร์เซ็นต์การเคลื่อนไหว เมื่อระบบตรวจจับได้ว่ามีเคลื่อนไหวมากกว่า 65% จากขั้นตอนที่หนึ่ง ระบบวิเคราะห์การเสียรูปทรงของคนด้วย 3 พารามิเตอร์ คือ อัตราส่วน ค่าความเร็วการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง และการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของศีรษะ ผลการทดลองพบว่าระบบสามารถตรวจจับการหกล้มได้อย่างถูกต้องที่ความแม่นยำ 93.3% ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีสิ่งของบดบังคนและในพื้นที่ที่มีแสงสว่างคงที่

การพัฒนาระบบอ่านมิเตอร์อัตโนมัติสนับสนุนการจัดการไฟฟ้าดับโดยใช้เทคโนโลยี Lorawan, จิตติวัชร์ สมุหศิลป์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Automatic Meter Reading (AMR) เป็นส่วนสำคัญของระบบไฟฟ้าส่วนจำหน่ายที่สามารถให้ข้อมูลจากลูกค้าเพื่อการตรวจสอบค่าวัดที่จำเป็นต่อระบบไฟฟ้า และด้วยความช่วยเหลือของเทคโนโลยีการสื่อสารจึงสามารถใช้ AMR ช่วยเหลือในระบบจัดการไฟฟ้าดับได้ เมื่อเกิดการขัดข้อง AMR จะส่งการแจ้งเตือนไฟฟ้าดับไปยังผู้ให้บริการ (Utilities) เพื่อประเมินสถานการณ์ และส่วนสำคัญอีกส่วนหนึ่งที่ขาดไม่ได้คือรูปแบบการสื่อสารของ AMR ซึ่งปัจจุบันมีระบบการสื่อสารที่ได้มีบทบาทมากขึ้น เช่น LoRaWAN ที่เป็น Low Power Wide Area Network (LPWAN) ที่ให้การส่งสัญญาณในระยะไกลโดยใช้พลังงานที่ต่ำ อย่างไรก็ตามมันยังมีข้อจำกัดบางประการ เช่น ความเร็วในการส่ง ขนาดของข้อมูล หรือ ความจุของเครือข่าย การนำมาใช้งานร่วมกับ AMR เพื่อใช้งานในระบบจัดการไฟฟ้าดับจึงจำเป็นต้องหาอัลกอริธึมที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานดังกล่าว บทความนี้จึงจะศึกษาถึงวิธีการใช้ LoRaWan ร่วมกับ AMR ในการอ่านค่าวัดหรือสถานะและพัฒนาอัลกอริธึมที่เหมาะสมเพื่อใช้งาน LoRaWAN ร่วมกับระบบจัดการไฟฟ้าดับดังกล่าว

การศึกษากระแสรั่วของกับดักเสิร์จที่มีแรงดันพิกัด 21 Kv, จีระวัฒน์ นาคเวช

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

กับดักเสิร์จเป็นอุปกรณ์ป้องกันในระบบไฟฟ้าที่สำคัญ ทำหน้าที่จำกัดแรงดันเกินเสิร์จที่เกิดขึ้นจากฟ้าผ่าหรือการสวิตชิงเพื่อป้องกันอุปกรณ์ต่าง ๆ ในระบบไฟฟ้า เมื่อมีการตรวจรับหรือก่อนนำกับดักเสิร์จไปติดตั้งใช้งานจำเป็นจะต้องมีการตรวจสอบสภาพของกับดักเสิร์จ หรือเมื่อติดตั้งใช้งานไประยะหนึ่งกับดักเสิร์จอาจเริ่มเกิดการเสื่อมสภาพขึ้น จำเป็นจะต้องมีการประเมินสภาพกับดักเสิร์จก่อนที่จะเกิดความเสียหาย วิธีการหนึ่งซึ่งมีความถูกต้องสำหรับการประเมินสภาพของกับดักเสิร์จคือการพิจารณาค่ากระแสรั่วเชิงความต้านทาน นอกจากนี้อุณหภูมิของกับดักเสิร์จขณะติดตั้งใช้งานก็เป็นอีกดัชนีที่สามารถบ่งบอกถึงการเสื่อมสภาพของกับดักเสิร์จได้เช่นกัน แต่จำเป็นจะต้องทราบความสัมพันธ์ของดัชนีเหล่านี้กับสภาพของกับดักเสิร์จ วิทยานิพนธ์นี้มีจุดประสงค์ที่จะตรวจวัดกระแสรั่วและอุณหภูมิของกับดักเสิร์จแรงดันพิกัด 21 kV ทั้งที่ยังไม่ได้ติดตั้งใช้งาน ที่ผ่านการใช้ติดตั้งใช้งานมาเป็นระยะเวลาที่หลากหลาย และกับดักเสิร์จที่เสื่อมสภาพ เพื่อนำข้อมูลมาวิเคราะห์หาวิธีการ พร้อมเกณฑ์ที่จะนำไปประยุกต์ใช้ในการประเมินสภาพของกับดักเสิร์จ ซึ่งจะเป็นประโชน์ต่อการปฏิบัติงานบำรุงรักษา และช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือให้กับระบบจำหน่ายไฟฟ้า

ระบบวิเคราะห์ความสูงและการเคลื่อนที่ของเมฆแบบเวลาจริงโดยใช้ภาพถ่ายแบบสเตอริโอ, ชยากร ประเสริฐเสรี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

กล้องถ่ายภาพทั่วฟ้า คืออุปกรณ์ใช้สังเกตการณ์สภาพอากาศที่ติดตั้งบริเวณภาคพื้นชนิดหนึ่ง โดยให้มุมมองการถ่ายภาพตั้งฉากกับพื้นโลก ข้อมูลจากอุปกรณ์ดังกล่าวนำไปใช้ในการประเมิณปริมาณเมฆที่ปกคลุมบริเวณเหนือกล้อง และบอกทิศทางการเคลื่อนที่ของกลุ่มเมฆได้ แต่ไม่สามารถบอกข้อมูลความสูงและความเร็วของเมฆซึ่งเป็นข้อมูลที่เป็นประโยชน์และถูกนำไปใช้งานในหลายแขนง เช่น การบิน การพยากรณ์อากาศและการพยากรณ์พลังงานแสงอาทิตย์ เป็นต้น วิทยานิพนธ์นี้เสนอการพัฒนาระบบวิเคราะห์ความสูงและการเคลื่อนที่ของเมฆแบบเวลาจริงโดยใช้ภาพถ่ายแบบสเตอริโอ เพื่อใช้ประมาณความสูงฐานเมฆรวมถึงความเร็วของกลุ่มเมฆที่เคลื่อนที่เหนือรัศมีของระบบถ่ายภาพ โดยใช้กล้อง Canon EOS M100 สองตัว ที่ถูกควบคุมการถ่ายภาพให้พร้อมกันและส่งภาพถ่ายขึ้นคลาวด์ด้วยบอร์ดคอมพิวเตอร์ Raspberry Pi ในการวิเคราะห์ข้อมูลได้ใช้หลักการวิเคราะห์สามเหลี่ยมระยะทางในการประมาณความสูงเมฆ และได้พัฒนากระบวนการปรับเทียบระบบถ่ายภาพขึ้นใหม่ ซึ่งทำให้การวิเคราะห์ความสูงฐานเมฆมีความแม่นยำขึ้น การทดสอบวัดระยะทำโดยการวัดระยะทางกับอาคารที่ทราบระยะโดยใช้ Google map พบว่ามีความผิดพลาดน้อยกว่า 6% สำหรับเป้าหมายที่ระยะน้อยกว่า 200 เมตรและประมาณ 8% สำหรับเป้าหมายที่ระยะ 1,200 เมตร และการทดลองวัดความเร็วรถยนต์พบว่าอัลกอริทึมที่ใช้มีความสอดคล้องกับการวัดความเร็วเมฆโดยผิดพลาดที่น้อยกว่า 10%

การวางแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้าร่วมกับระบบกักเก็บพลังงานประเภทแบตเตอรี่โดยพิจารณาการตอบสนองของโรงไฟฟ้าต่อการเปลี่ยนแปลงของโหลด, กีรติ รัตนประทุม

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

จากความต้องการใช้ไฟฟ้าของประเทศไทยที่เปลี่ยนแปลงไปอันเป็นผลมาจากการเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจและการพัฒนาของเทคโนโลยีในการผลิตไฟฟ้า ภาครัฐจึงจำเป็นต้องพิจารณาวางแผนการผลิตไฟฟ้าให้เพียงพอต่อความต้องการใช้ไฟฟ้าที่มีแนวโน้มสูงขึ้นและมีความผันผวนในอนาคต โดยต้องคำนึงถึงการกระจายสัดส่วนเชื้อเพลิงและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมไปพร้อม ๆ กัน ในปัจจุบันโรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนโดยเฉพาะอย่างยิ่งโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เริ่มเข้าสู่ระบบไฟฟ้าในสัดส่วนสูง ซึ่งส่งผลต่อความผันผวนของการผลิตไฟฟ้าและความต้องการใช้ไฟฟ้าอันมีสาเหตุมาจากปัญหาเรื่องความไม่สามารถพึ่งพาได้ของโรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนเหล่านี้ ดังนั้นผู้ควบคุมระบบไฟฟ้าจึงต้องพิจารณาจัดเตรียมโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงพาณิชย์เพื่อมารองรับกำลังการผลิตของโรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนที่อาจจะขาดหายไปจากระบบไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงพาณิชย์อาจไม่สามารถตอบสนองการเปลี่ยนแปลงของความต้องการใช้ไฟฟ้าที่แตกต่างกันมาในแต่ละชั่วโมงได้อย่างทันทีทันใด วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ จึงนำเสนอหลักการในการวางแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้าร่วมกับระบบกักเก็บพลังงานประเภทแบตเตอรี่ ซึ่งสามารถคำนวณขนาดพิกัดติดตั้งของแบตเตอรี่ได้จากกำลังผลิตที่คาดว่าจะไม่สามารถพึ่งพาได้จากโรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียน เพื่อช่วยลดภาระในการก่อสร้างโรงไฟฟ้าใหม่ อีกทั้งพิจารณาการตอบสนองของโรงไฟฟ้าต่อการเปลี่ยนแปลงของโหลดโดยแบ่งลักษณะความต้องการใช้ไฟฟ้าออกเป็น 5 ระดับ และจำแนกประเภทของโรงไฟฟ้าให้มีความสอดคล้องกับระดับความต้องการใช้ไฟฟ้า มีการทดสอบกระบวนการวางแผนที่นำเสนอโดยสร้างกรณีศึกษาโดยใช้ฐานข้อมูลตามแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้าของประเทศ พ.ศ. 2561-2580 ฉบับปรับปรุงครั้งที่ 1 (PDP2018 Rev.1) ผลลัพธ์ที่ได้แสดงให้เห็นว่า การวางแผนก่อสร้างโรงไฟฟ้าและติดตั้งแบตเตอรี่ตามวิธีที่นำเสนอนั้น ทำให้ดัชนีความเชื่อถือได้ค่าดีขึ้น และอัตราการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เฉลี่ยของระบบไฟฟ้ามีค่าลดลง โดยมีกำลังผลิตไฟฟ้าที่สามารถรองรับความต้องการใช้ไฟฟ้าที่มีความผันผวนได้อย่างเพียงพอ อย่างไรก็ตามต้นทุนค่าใช้จ่ายต่อหน่วยเฉลี่ยมีสูงขึ้นเล็กน้อยเนื่องมากจากกำลังผลิตรวมในระบบไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น

ระบบควบคุมไฟฟ้าแสงสว่างถนนอัจฉริยะโดยใช้การสื่อสารแบบเครือข่าย, ณธวัฒน์ สุขะไท

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอระบบควบคุมไฟฟ้าแสงสว่างถนนอัจฉริยะด้วยเทคโนโลยีการสื่อสารแบบเครือข่ายซึ่งคือ LoRaWAN ในการควบคุมการส่องสว่างของไฟถนนในช่วงเวลากลางคืนให้มีการใช้ไฟฟ้าน้อยที่สุดเท่าที่จะทำได้ การประหยัดพลังงานของระบบนี้ทำได้โดยการใช้ Sensor ในการตรวจสอบการเคลื่อนไหวของวัตถุและทำการตรวจสอบการจราจรบนถนน ระบบไฟฟ้าแสงสว่างถนนจะถูกควบคุมด้วยอุปกรณ์การสื่อสารผ่านระบบ LoRaWAN ที่เรียกว่า Endpoint Module ซึ่งจะทำการรับและส่งข้อมูลเข้าสู่ Gateway ก่อนจะส่งข้อมูลไปประมวลผลที่ TheThingsNetwork ซึ่งจะทำหน้าที่เป็น Server หลักในการสื่อสารและประมวลผล และทำการสั่งการกลับไปยัง Endpoint Module ซึ่งจะทำหน้าที่ควบคุมระบบไฟฟ้าแสงสว่างถนน โดยระบบจะทำการลดความสว่างของโคมไฟตามการตรวจจับของ Sensor ถ้าไม่มียานพาหนะผ่าน จากการศึกษาพบว่าระบบสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีเสถียรภาพที่ดีและระยะทางของการทำงานที่ไกลเกินกว่า 2 กฺิโลเมตร จากการลดแสงสว่างของดวงโคม สามารถทำการประหยัดพลังงานที่ใช้ได้เกินกว่า 40% ในถนนแบบ M Class ประมาณ 30% ใน P Class และ10-20% ใน C Class มีงบประมาณในการติดตั้งระบบอยู่ในเกณฑ์ที่ไม่มากนักรวมถึงสามารถพัฒนาต่อไปได้อีก ซึ่งจากการคำนวณทางด้านงบประมาณ จะเห็นได้ว่าสามารถคืนทุนได้เร็วในประมาณ 2 ปี ในถนนประเภท M Class และ P Class แต่จะคืนทุนได้ช้าในถนนประเภท C Class ซึ่งจะใช้เวลาถึง 10 ปี ทำให้การติดตั้งนั้นควรทำการติดตั้งในถนน M Class และ P Class เป็นหลักเนื่องจากสามารถประหยัดพลังงานได้ดีและคืนทุนได้ไว