Bachelor's Thesis

Identification of phase sequence in low voltage distribution networks

Final Thesis 2.11 MB Appendix 1.42 MB

Author of thesis: Jakub Polenda

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Jan Klusáček, Ph.D.

Reviewer: Ing. Vít Krčál, Ph.D.

Abstract:

This thesis deals with the issue of phase sequence identification in low-voltage networks, with a particular focus on methods that use measured voltage data from smart meters. With the development of smart meters, not only information about active and reactive energy consumption is now available, but also time series of voltages for individual phases. These data can be used for analytical purposes however, in practice the assignment of phases at the terminals of meters may differ between individual measurement points. Therefore, before analytical processing of the information, it is necessary to match the corresponding phases of individual meters. In this thesis, a literature review was conducted and several selected voltage-based phase identification methods were implemented in MATLAB. Furthermore, the implemented methods were tested using measurement data simulated in PSCAD, and their characteristics and performance were evaluated.

Keywords:

phase identification, smart meters, low-voltage distribution system, clustering, voltage measurement

Date of defence

17.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Student představil výsledky svojí bakalářské práce. Předseda komise prof. Drápela vyzval vedoucího práce doktora Klusáčka, a oponenta doktora Krčála aby komisi seznámili se svými posudky. Následně oponent studenta seznámil se svými otázkami. Student na ně samostatně odpověděl s využitím vlastní přípravy v prezentaci. Oponent dále pokládal konkrétní doplňující dotazy, na které student reagoval. V následné diskusi položili dotazy členové komise doktor Vyčítal, doktor Radil a docent Topolánek a to ohledně konkrétní parametrizace použitých metod. Student na všechny dotazy odpověděl.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Power Electrical and Electronic Engineering (BPC-SEE)

Composition of Committee

prof. Ing. Jiří Drápela, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. David Topolánek, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Lukáš Radil, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Vojtek, Ph.D. (člen)
Ing. Václav Vyčítal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vladimír Král, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Jan Klusáček, Ph.D.

Bakalářská práce se zabývá identifikací sledu fází v distribučních sítích nízkého napětí s využitím dat napětí z chytrých elektroměrů.
Po technické stránce práce splňuje požadavky zadání. Student implementoval pět napěťových metod identifikace fází v prostředí MATLAB a otestoval je na simulovaných datech z modelu distribuční sítě v programu PSCAD. Výsledky jsou věcně správné a umožňují srovnání vlastností jednotlivých metod.
Student se pravidelně účastnil konzultací a průběžně plnil zadané úkoly. Jeho přístup k řešení byl nicméně s omezenější vlastní iniciativou, což se částečně projevilo i v délce řešení a omezeným časem na formální zpracování práce. Na druhou stranu je třeba ocenit, že se student v problematice zorientoval, porozuměl principům implementovaných metod a prokázal schopnost samostatně pracovat s anglicky psanou odbornou literaturou. Student prokázal schopnost samostatně pracovat na jasně definovaných úkolech.
Nejslabší stránkou práce je však její formální zpracování. Popis metodologie by si zasloužil hlubší rozpracování, rozsáhlé výsledkové tabulky postrádají dostatečný komentář a interpretaci a část z nich by bylo vhodné přesunout pouze do přílohy. Práce by rovněž profitovala z pečlivější stylistické úpravy. Z tohoto důvodu hodnotím práci 75 body a práci doporučuji k obhajobě. Points proposed by supervisor: 75

Grade proposed by supervisor: C

Reviewer’s report
Ing. Vít Krčál, Ph.D.

Úkolem studenta Jakuba Polendy bylo popsat, implementovat a otestovat vybrané metody pro identifikaci sledu fází v síti nízkého napětí s využitím dat z chytrých elektroměrů. Tato problematika je velmi aktuální a zvolený přístup k řešení je systematický, s vhodně zvolenou metodikou adekvátní úrovni bakalářské práce.

Kladně hodnotím implementaci a srovnání pěti metod, pro každou z nichž je vytvořena samostatná funkce v prostředí MATLAB. Skripty jsou dobře okomentované, avšak nejsou zcela odladěny pro obecné použití na jiné typy a velikosti sítí. Jednotlivé metody jsou v textu popsány relativně stručně, nicméně jsou vhodně odcitovány a doplněny popisem implementace pomocí vývojových diagramů. Kladně hodnotím také velké množství definovaných testovacích scénářů pokrývajících rozmanité provozní podmínky předmětné sítě nízkého napětí.

Provedené simulace a testování jednotlivých algoritmů jsou však popsány velmi stroze a nepřehledně. Z textu není jasné ani dostatečně odůvodněné, jakým způsobem probíhala agregace simulovaných dat a přidání šumu reprezentujícího nejistotu měření. Samotný simulační model v prostředí PSCAD je v práci popsán velmi stručně a není součástí odevzdaných příloh. Chybí také souhrnné statistické vyhodnocení celkové úspěšnosti jednotlivých metod napříč scénáři a variantami, které by bylo jistě přínosnější než detailní tabulky výsledků, jež jsou navíc duplicitně uvedeny jak v hlavním textu, tak v samostatné příloze.

Hodnotu práce nejvíce snižuje formální zpracování hlavního dokumentu, v němž se vyskytuje nezanedbatelné množství překlepů, gramatických chyb a stylistických nedostatků, včetně chybného číslování obrázků a tabulek, nedokončených vět, atp. Tato slabá formální úroveň spolu s nedostatečným popisem použité metodologie a provedených simulací zásadně zhoršuje čitelnost a celkovou kvalitu práce. Přes výše uvedené nedostatky doporučuji práci k obhajobě a hodnotím ji stupněm C/75 bodů. Topics for thesis defence:
  1. 4) Jaká je výpočetní náročnost jednotlivých algoritmů? Uveďte alespoň orientační srovnání časů výpočtu pro zvolený testovací dataset.
  2. 1) Čím si vysvětlujete selhání shlukovacích metod u scénářů S8 a S18?
  3. 2) V tabulce 6.1 jsou zmíněny profily 1 až 5, avšak nikde není popsáno, co to je za profily – vysvětlete.
  4. 3) Jaký byl časový rozsah simulací v programu PSCAD a s jakým vzorkováním, a tedy jaká byla velikost vstupních datasetů před agregací?
Points proposed by reviewer: 75

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová