پديد آورنده :
فروزش، عليرضا
عنوان :
مكانيابي خطا در ريزشبكه هاي جريان متناوب حلقوي با استفاده از
تكنيك هاي تزريق هارمونيك
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
سيستم هاي قدرت
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، 105ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمدصادق گلسرخي
توصيفگر ها :
مكانيابي خطا , هارمونيك , يادگيري ماشين , ريزشبكه , الكترونيك قدرت , حفاظت , بردارهاي پشتيبان
استاد داور :
محمداسماعيل همداني گلشن، حميدرضا كارشناس
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/10/01
دانشكده :
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/10/01
چكيده فارسي :
نياز توأم بشر به هواي پاك و انرژي بيشتر، مستلزم استفاده از منابع توليد پراكنده تجديد پذير است. كنترل و بهرهبرداري از اين منابع توليد
پراكنده در ساختاري تحت عنوان ريزشبكه قابل انجام است. ورود ريزشبكه و منابع توليد پراكنده به سيستم قدرت مزاياي زيادي از منظر
شبكه و مصرف كنندگان به همراه دارد ولي سيستمهاي حفاظتي مرسوم را با مشكل مواجه ميكند. وجود مودهاي كاري مختلف، اتصال
و انفصال منابع جديد و ماهيت متغير منابع توليد پراكنده باعث تغييرات سطح جريان اتصال كوتاه ميشود. تغييرات سطح جريان اتصال
كوتاه نيز باعث تغيير زمان عملكرد رلهها و از دست رفتن هماهنگي سيستمهاي حفاظتي سنتي ميشود. از طرف ديگر وجود محدودسازهاي
جريان اينورتر كه وظيفهي آنها محدودسازي جريان گذرنده از سوييچهاي اينورتر در مواقع بروز خطا است، باعث ميشود جريان اتصال
كوتاه به اندازه طبيعي خود بالا نرود و در نتيجه رلههاي اضافه جريان تشخيص خطا ندهند. اين مشكل به ويژه در مود جدا از شبكه شديدتر
ميشود؛ زيرا در اين مود شبكه اصلي نيز هيچ مشاركتي در تأمين جريان خطا ندارد. در اين پژوهش يك روش حفاظتي مبتني بر يادگيري
ماشين ارائه ميشود كه قادر است از طريق انتخاب برخي ويژگيها كه شامل ولتاژهاي موثر منابع توليد پراكنده هستند، وقوع يا عدم وقوع
خطا را تشخيص دهد. پس از تشخيص وقوع خطا با تزريق هارمونيكهاي جريان و استخراج ولتاژهاي هارمونيكي منتج، خط معيوب توسط
ماشين بردار پشتيبان تعيين ميشود. با بزرگ شدن مقاومت خطا، روشهاي موجود براي تشخيص وقوع و مكانيابي خطا با مشكل مواجه
ميشود و دليل آن، اين است كه اندازه مقاومت خطا به اندازه امپدانس بار نزديك شده است كه در اين صورت تشخيص وقوع خطا را
سخت ميكند. همچنين با افزايش مقاومت خطا تغييرات امپدانسي ناشي از تغيير مكان خطا در مقابل اندازه مقاومت خطا ناچيز است؛
بنابراين مكانيابي خطا نيز با مشكل مواجه ميشود. در روش ارائه شده رساله پيش رو، از اندازه ولتاژ جهت تشخيص وقوع خطا استفاده
شده است و در صورت وقوع خطاهاي مقاومت بالا نيز ولتاژها به اندازه قابل توجهي افت كرده و وقوع خطا به درستي تشخيص داده
ميشود. دقت تعيين خط معيوب در ناحيه معيوب وابستگي شديدي به تغييرات بار و اندازه مقاومت خطا دارد. افت دقت ناشي از افزايش
اندازه مقاومت خطا و تغييرات بار مورد بررسي قرار گرفته و جهت رفع اين مشكل از بيشتر كردن تعداد ويژگيها استفاده شده است.
افزايش تعداد ويژگيها اطلاعات بيشتري به ماشين بردار پشتيبان ارائه ميدهد تا با دقت بيشتر وقوع خطا و مكان خطا را مشخص كند. با
ازدياد تعداد ويژگيها يك روش تعيين خط معيوب ارائه شده است كه دقت آن كمتر به اندازه مقاومت خطا و تغييرات بار حساسيت دارد
و با استفاده از آن دقت تعيين خط معيوب حتي در حضور خطاهاي با مقاومت بالا نيز قابل قبول است.
چكيده انگليسي :
Nowadays the simultaneous need for humans to clean weather and more energy leads to
Distributed Energy Resources (DERs) expansion. Control and operation of DERs are more effective
in microgrids structure. Microgridsʹ appearance in power systems, has lots of advantages and some
disadvantages in the field of protection. Different microgrid operation modes, connection or
disconnection of DERs and intermittency of renewable energy are the reasons for changing the level
of short circuit fault currents. Short circuit fault current changing leads to loss of traditional
protection system coordination which are time graded. On the other hand, the current limiter
existing in the inverter of inverter-based DERs does not permit fault currents to increase to a level
of intolerable for inverter switches. Prevention of increasing the inverter current under fault
situation leads to non-operation of overcurrent relays. The traditional protection system deficiency
for the protection of microgrids is more extreme in the case of islanded meshed AC microgrids, due
to non-participation of the main grid in fault current suppling.
This research proposes two algorithems for detection and identification of location of short
circuit faults in islanded AC MGs with meshed topology. Considering the low level of fault current,
the legacy overcurrent protection schemes are not effective in islanded MGs. To overcome this
issue, the proposed algorithm detects faults based on the rms voltages of the distributed energy
resources (DERs) by means of support vector machine classifiers. Upon detection of a fault, the
DERs which is electrically closest to the fault injects three interharmonic currents. The faulty zone
is identified by comparing the magnitude of the interharmonic currents flowing through each zone.
Then, the second DER connected to the faulty zone injects distinctive interharmonic currents and
the resulting interharmonic voltages are measured at the terminal of each of these DERs. By using
the interharmonic voltages as its features, a multi-class support vector machine identifies the fault
location within the faulty zone. Simulations are conducted on a test MG to obtain a dataset
comprising of scenarios with different fault locations, varying fault impedances and changing loads.
Test results show that the proposed algorithm reliably detects the faults and the precision of fault
location identification is above 90% in each of the cases.
استاد راهنما :
محمدصادق گلسرخي
استاد داور :
محمداسماعيل همداني گلشن، حميدرضا كارشناس
