توصيفگر ها :
ريزشبكهه , حفاظت , امپدانس غير يكسان , منابع مبتني بر اينورتر
چكيده فارسي :
چكيده
روشهاي حفاظتي بهكار رفته در سيستمهاي قدرت مرسوم، براي حفاظت ريزشبكهها مناسب نيستند. از اين رو، روشهاي جديدي مبتني بر بسترهاي مخابراتي مانند حفاظت وفقي، حفاظت ناحيه گسترده و بهكارگيري گروههاي تنظيم مختلف در رلههاي عددي پيشنهاد شده است. با وجود اين، اين روشها براي تمام معماري و پيكربنديهاي ريزشبكههاي شبكهشده و در حضور منابع مبتني بر اينورتر مناسب نيستند. بنابراين، پژوهش ضمن بررسي چالشهاي حفاظتي ريزشبكهها، محدوديتهاي طرحهاي رايج مبتني بر جريان، ولتاژ، امپدانس، ديفرانسيل و طرحهاي پيشرفته مبتني بر مخابرات همچون وفقي و مبتني بر بهينهسازي را بررسي ميكند. سپس باتوجه به چالشها و خلاءهاي موجود در اين طرحها، يك طرح حفاظتي مبتني بر امپدانس غير يكسان مورد مطالعه قرار ميگيرد. اين طرح با محاسبه امپدانس ديدهشده از دو انتهاي فيدر، وجود عيب در فيدر تحت حفاظت خود را با ارتباطات مخابراتي محدود و بدون نياز به پايش لحظهاي پيكربندي شبكه، شناسايي ميكند. از مهمترين ويژگيهاي آن ميتوان به عدم تاثيرپذيري از معماري و پيكربندي، نوع منبع، روش كنترل اينورتر و سطح جريان عيب اشاره نمود. براي بررسي بيشتر، يك شبكه آزمون متشكل از منابع اينورتري بههمراه كنترل افتي و محدودكننده جريان، در محيط سيمولينك نرمافزار متلب شبيهسازي شده است. سپس ضمن بررسي ساير اغتشاشات، رفتار طرح حفاظتي مبتني بر امپدانس غير يكسان در حالت عادي و انواع اتصالكوتاه در فيدرهاي مختلف، مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج مربوطه، انتخابپذيري بالا و قابليت اطمينان روش را در حالتهاي مختلف اتصالكوتاه، و زمان تشخيص عيب در كمتر از نيم سيكل را نشان ميدهد. اين طرح بهطور ويژه فيدر تحت حفاظت خود را در نظر ميگيرد؛ و از حفاظت ديگر فيدرهاي شبكه تاثير نميپذيرد.
چكيده انگليسي :
Abstract
Conventional power system protection methods are not suitable for protection microgrids. Therefore, new methods based on communication infrastructure, such as adaptive protection, wide-area protection, and using different setting groups in numerical relays, have been proposed. However, these methods are not suitable for all architectures and configurations of microgrids and in the presence of inverter-based resources. This research examines the protection challenges of microgrids and limitations of common schemes based on current, voltage, impedance, differential quantities, and advanced communication-based schemes such as adaptive and optimization-based methods. Then, considering the challenges and existing gaps in these schemes, a protection scheme based on Discrepant Impedance is studied. This scheme identifies faults in the microgrid feeders by calculating the impedance seen from both ends of the feeder, with limited communication and without the need for real-time monitoring of network configuration. This scheme not affected by microgrid architecture and configuration, type of source, inverter control method, and fault current level. For further investigation, a test network consisting of inverter-based resources with droop control and current limiting, is simulated in MATLAB/Simulink. Then, by examining different disturbances, the behavior of the Discrepant impedance-based protection scheme in normal conditions and various short-circuit types on different feeders was evaluated. The results show high selectivity, and reliability of the method in different short circuit conditions, and the fault detection time is less than half a cycle. This scheme specifically related to the feeder under its protection and is not affected by protection of other feeders in the network.
Keywords
1-Microgrids 2-Protection 3-Discrepant Impedance 4-Inverter-Based Resources