{"id":7230,"date":"2026-04-02T09:26:59","date_gmt":"2026-04-02T09:26:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/portfolio\/hale-cetinay\/"},"modified":"2026-04-02T09:27:05","modified_gmt":"2026-04-02T09:27:05","slug":"hale-cetinay","status":"publish","type":"us_portfolio","link":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/portfolio\/hale-cetinay\/","title":{"rendered":"Hale Cetinay"},"content":{"rendered":"","protected":false},"excerpt":{"rendered":"","protected":false},"author":8,"featured_media":7231,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"us_portfolio_category":[45],"class_list":["post-7230","us_portfolio","type-us_portfolio","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","us_portfolio_category-new-template"],"acf":{"naam_van_het_proefschift":"ANALYSIS AND PLANNING OF POWER GRIDS","samenvatting":"Elektriciteit is een zeer essentieel onderdeel geworden van ons dagelijks leven. We zijn er aan gewend om elektriciteit te krijgen wanneer we onze elektronische apparaten met het stopcontact verbinden, of wanneer we onze lichten aan doen. De beschikbaarheid van elektriciteit wordt als iets vanzelfsprekends gezien in onze moderne maatschappij, waardoor we voornamelijk ge\u00efrriteerd raken bij de afwezigheid ervan. Het belang van elektriciteit wordt des temeer duidelijk tijdens een stroomstoring, wat soms zelfs ernstige gevolgen kan hebben op de maatschappelijke orde.\n\nVele landen, zoals de V.S. en Canada [1], Turkije [2] en India [3], hebben desastreuze gevolgen ondervonden door stroomstoringen, en soortgelijke gebeurtenissen zetten zich ook tegenwoordig met regelmaat voort. Gegevens van de \u2018North American Electrical Reliability Council\u2019 laten zien dat stroomstoringen gemiddeld eens per 15 dagen gebeuren, en dat de economische gevolgen hiervan in de orde van tientallen miljarden dollars per jaar kunnen oplopen [4]. Dit soort voorbeelden laten de noodzaak zien voor nauwkeurige analyses en planningen van elektriciteitsnetwerken, om zo uiteindelijk de betrouwbaarheid van deze infrastructuur te verbeteren.\n\nIn het huidige toepassingsgebied spelen \u2018flow-based\u2019 simulaties een belangrijke rol voor zowel veiligheidsanalyses als medium- tot lange- termijn planningen van het elektriciteitsnetwerk. Bij een gegeven \u2018generation and demand\u2019 (\u2018vraag en aanbod\/opwekking\u2019) profiel kan via een \u2018steady-state\u2019 analyse een voorspelling gedaan worden van de werking van het net. Bovendien vereisen vele landen dat het elektriciteitsnet bestand moet zijn tegen geplande en ongeplande uitvallen van de meest kritieke elektriciteitslijnen, of van andere cruciale componenten. Ook het uitvallen van deze onderdelen wordt gesimuleerd, om zodoende te bepalen of het elektriciteitsnetwerk nog steeds juist kan functioneren.\n\nHet elektriciteitsnetwerk heeft een grote ontwikkeling ondergaan door economische, milieuvriendelijke, en menselijke invloeden. Bijkomend aan eventualiteit analyses zijn er tegenwoordig vele uitdagingen betreffende de werking en het plannen van het elektrische netwerk (zoals bijvoorbeeld de groeiende vraag naar energie). Dit brengt vele vragen met zich mee. Op welke knooppunten kan een nieuwe lijn of verbinding worden aangesloten? Wat is de impact van kwaadwillige aanvallen op het netwerk? Hoe kan een initi\u00eble storing resulteren in het oplopende falen van andere componenten en een uiteindelijk uitval van het netwerk? Hoe moeten we ons voorbereiden op de integratie van hernieuwbare energie in het huidige netwerk? Het beantwoorden van deze vragen verantwoorden de ontwikkeling van nieuwe concepten en hulpmiddelen voor de analysis en planning voor elektrische netwerken.\n\nElektrische infrastructuren zijn \u00e9\u00e9n van de meest complexe door de mens gemaakte systemen op de aarde. De complexe aard van het elektriciteitsnet, en diens onderliggende structuren, maakt het mogelijk om bij de analyse gebruik te maken van \u2018network science\u2019 [5, 6]. Het toepassen van \u2018network science\u2019 op het elektriciteitsnet heeft zeer veelbelovende resultaten laten zien bij het begrijpen van de interne afhankelijkheden tussen de componenten en bij het begrijpen van het samenhangende gedrag van complexe elektriciteitsnetwerken [7, 8].\n\nDe motivatie voor deze dissertatie komt voort uit de toenemende behoefte naar betrouwbare elektriciteitsnetten en de verdiensten van \u2018network science\u2019 bij het onderzoek naar elektrische infrastructuren. Met behulp van \u2018network science\u2019 zullen we elektriciteitsnetten en de bijhorende toekomstige uitdagingen analyseren en modeleren met betrekking tot het toevoegen of verwijderen van lijnen, kwaadwillige aanvallen, opeenhopende uitvallen, en de integratie van hernieuwbare energie. Ook brengen we het stromingsgedrag in elektrische netwerken tot uiting via \u2018graph-related matrices\u2019 (hoofdstuk 2), zodat (i) we het elektriciteitsnet kunnen modeleren als simpele en gewogen grafieken, (ii) we de centraliteit van elk knooppunt kunnen berekenen (hoofdstuk 3), en (iii) we de werking ervan kunnen onderzoeken in verschillende grafieken (hoofdstuk 4). Tevens presenteren we hulpmiddelen voor het onderzoek van de uitdagingen betreffende het elektriciteitsnet in het heden en in de nabije toekomst, zoals het toevoegen\/verwijderen van verbindingen (hoofdstuk 2), \u2018critical asset identification\u2019 (kritische eigendom identificatie) en doelgerichte aanvallen (hoofdstuk 3), netwerk uitbreidingen (hoofdstuk 4), opeenhopende uitvallen (hoofdstuk 5), en de integratie van wind energie (hoofdstuk 6).\n\nDe ontwikkelde concepten in deze dissertatie zorgen voor een beter inzicht in de operatie van elektriciteitsnetwerken, met het verbeteren van de betrouwbaarheid hiervan als uiteindelijk ultiem doel. We laten de toepasbaarheid van onze methodes zien voor synthetische en echte fysieke elektriciteitsnetten, alsmede voor de IEEE power grid test. De ontwikkelde concepten geven een uitbreiding aan de hedendaagse technische en conceptuele mogelijkheden, welke (i) van interesse kunnen zijn voor onderzoekers in dit vakgebied, (ii) een bijdrage kunnen leveren aan netwerk opperanten\/exploitanten bij de analyse van netwerk kwetsbaarheden bij toekomstige uitdagingen, en (iii) beleidsmakers en investeerders kunnen helpen bij het plannen van toekomstige trends betreffende elektriciteitsnetwerken.","summary":"Electric power has became an essential part of daily life: we plug our electronic devices in, switch our lights on, and expect to have power. As the availability of power is usually taken for granted in modern societies, we mostly feel annoyed at its absence and perceive the importance of power during outages which have severe effects on the public order.\n\nBlackouts have had disastrous consequences for many countries (such as the U.S. and Canada [1], Turkey [2], India [3]) and they continue to occur frequently. In fact, the data from the North American Electrical Reliability Council show that blackouts happen on average every 15 days which leads an economic cost of in the order of tens of billion dollars per year [4]. Such examples demonstrate the necessity for careful analysis and planning of power grids, to ultimately increase the reliability of power grids.\n\nIn current practice, flow-based simulations play an essential role in both the security analyses and medium- and long-term planning of power grids. Given the generation and demand profiles, the steady-state analyses estimate the operation of power grids. Additionally, many countries require that the power grids should withstand the scheduled and unscheduled outages of its most critical lines or other components. In these contingency analyses, the component outages are also simulated to determine whether the power grids can still function properly under the failure and consequent loss of an element.\n\nThe power grids have evolved due to economic, environmental and human-caused factors. In addition to the contingency analysis, nowadays, the operation and planning of power grids are facing many other challenges (such as demand growth, targeted attacks, cascading failures, and renewable energy integration). Thus, many questions arise, including: which buses (nodes) to connect with a new line (link)? What are the impacts of malicious attacks on power grids? How may an initial failure result in a cascade of failures? How to prepare for the integration of renewable energy? Answering such questions requires developing new concepts and tools for analysing and planning of power grids.\n\nPower grids are one of the largest and the most complex man-made systems on earth. The complex nature of power grids and its underlying structure make it possible to analyse power grids relying on network science [5, 6]. The applications of network science on power grids have shown the promising potential to capture the interdependencies between components and to understand the collective emergent behaviour of complex power grids [7, 8].\n\nThis thesis is motivated by the increasing need of reliable power grids and the merits of network science on the investigation of power grids. In this context, relying on network science, we model and analyse the power grid and its near-future challenges in terms of line removals\/additions, malicious attacks, cascading failures, and renewable integration. We express the flow behaviour in power grids in terms of graph-related matrices (Chapter 2), so that we can model power grids as simple and weighted graphs, calculate the centrality of each node in power grids (Chapter 3) and investigate the operation in various graphs (Chapter 4). Furthermore, we provide tools to investigate the current and the near-future challenges of power grids such as link failure\/addition (Chapter 2), critical asset identification and targeted attacks (Chapter 3), network expansion and performance analysis (Chapter 4), cascading failures (Chapter 5), and wind power integration (Chapter 6).\n\nThe developed concepts in this thesis provide for a better understanding of the operation of the power grid, with the ultimate goal of increasing its reliability. We demonstrate the applicability of our methodologies in the synthetic power grids, in the IEEE test power grids, and in the real-world power grids. The developed concepts extend the state of the art in the applications of network science on power grids and (i) can be the interest of researchers in the field, (ii) can support grid operators in analysing the vulnerability of their network to the current and the near-future challenges, and (iii) can assist decision makers and investors with the planning for the future trends in power grids.","auteur":"Hale Cetinay","auteur_slug":"hale-cetinay","publicatiedatum":"25 oktober 2018","taal":"EN","url_flipbook":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/ebook\/halecetinay?iframe=true","url_download_pdf":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/download\/7d4e4a92-0599-4a71-bc3b-bd711dd8ccbf\/optimized","url_epub":"","ordernummer":"FTP-202604020925","isbn":"978-94-6186-969-2","doi_nummer":"","naam_universiteit":"TU Delft","afbeeldingen":7232,"naam_student:":"","binnenwerk":"","universiteit":"TU Delft","cover":"","afwerking":"","cover_afwerking":"","design":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/7230","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/us_portfolio"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/8"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=7230"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/7230\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":7233,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/7230\/revisions\/7233"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/7231"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=7230"}],"wp:term":[{"taxonomy":"us_portfolio_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio_category?post=7230"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}