Accurate Detection and Correction of Technical and Non-Technical Losses Using Smart Metering. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF MS_Thesis_Abdullah_Shah_201074180.pdf Download (8MB) | Preview

Arabic Abstract

تُصنف خسائر الطاقة في شبكة الطاقة الكهربائية إلى خسائر فنية وغير فنية. تبلغ التكلفة السنوية العالمية من الخسائر غير الفنية لمزوّدي الكهرباء حوالي ٩٦ مليار دولارٍ أمريكيّ، وفقاً لشركة "نورث إيست جروب" المحدودة. يمكن أن تنشأ الخسائر غير الفنية بسبب العبث بالعدادات الذكية، أو مهاجمة البيانات المنقولة من العدادات الذكية، أو تفريع كابلات الخدمة، أو عُطلٍ في العدادات الذكية. للكشف بدقةٍ عن الخسائر غير الفنية في نظام التوزيع وتصحيحها؛ من الضروريّ تقدير الخسائر الفنية أولاً. تقدير الخسائر الفنية يتطلب معرفة البنية الطوبولوجية للشبكة والمعاوقات الكهربائية للكابلات، والتي قد لا تكون متاحةً بسهولةٍ لشركة المرافق المعنيّة. يقترح هذا العمل إسهامين رئيسيّين. الأول، خوارزميةٌ تم إنشاؤها للقياسات المتزامنة ذات المعدل المرتفع، والتي تتميز بعمليتين رئيسيّتين: تقدير معاوقات الكابلات، وتقدير خسائر الطاقة الفنية وغير الفنية. الثاني، طريقةٌ جديدةٌ توفّر وحدة قياسٍ جديدةً لحساب خسائر الطاقة؛ للتغلب على مسألتين عمليتين في القياس الذكيّ: مشكلة تخالف الوقت، وتقدير خسائر الطاقة عندما تُنقل قياسات العدادات الذكيّة بترددٍ منخفضٍ. بالإضافة إلى ذلك، يقترح هذا العمل تصميماً كاملاً لعدادٍ ذكيٍّ بمخططاتٍ تفصيليةٍ لاستخدامها في المستقبل لتنفيذ عداد قادر على تسجيل وحدة القياس الجديدة. وأخيراً، تمت محاكاة الخوارزميات والحلول المقترحة، حيث أن نتائج المحاكاة أثبتت أن الخوارزميات المقترحة قادرة على كشف وتصحيح أدق للخسائر الفنية وغير الفنية

English Abstract

The power losses in the electric power grid are categorized into technical and non-technical losses. Global annual cost of non-technical losses (NTL) to electricity providers is around 96 billion US dollars, according to Northeast Group, LCC. NTL can be due to tampering with smart meters, attacking data transmitted from smart meters, tapping service cables, or malfunctioning of smart meters. To accurately detect and correct NTL in the distribution system, it is essential to first estimate the technical losses. Estimating the technical losses requires the knowledge of the network topology and cables impedances, which might not be readily available for the concerned utility company. This work proposes two main contributions. First, an algorithm that is created for high rate synchronized measurements that features two main functions: estimating the cables impedances and estimating the technical and non-technical power losses. Second, a novel method that offers a new unit of measurement for energy losses calculation to overcome two practical issues in smart metering, the time skew problem and the estimation of energy losses when the measurements of smart meters are reported at low frequency. In addition to that, this work proposes a full design of smart meter to be used in the future for hardware implementation of a meter capable of recording the new unit of measurement. Finally, simulations performed, and the results verified that the proposed algorithms outperformed previous algorithms and showed a more accurate estimation of TL and NTL.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Computer Systems Engineering Research Research > Remote Sensing Research > Engineering Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	AL-Awami, Ali
Committee Co-Advisor:	Mesbah, Wessam
Committee Members:	El-Amin, Ibrahim and Khalid, Muhammad and Al-Dharrab, Suhail
Depositing User:	ABDULLAH SHAH (g201074180)
Date Deposited:	25 Dec 2018 12:58
Last Modified:	30 Dec 2020 12:14
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140852