18195

18195

هماهنگي حفاظتي در حضور محدودساز بهينه جريان خطاي ابررسانايي

كارشناسي ارشد

سيستم هاي قدرت

آبان ماه 1396

دكتر حسين حيدري

برق

هدف اصلي از اين پروژه دستيابي به ساختار بهينه‌شده SISFCL است به‌نحوي‌كه بتواند علاوه بر جلوگيري از وقوع ناپايداري در ژنراتورهاي مقياس كوچك ، جريان خطا را به ميزان قابل قبولي كاهش داده و نتيجتاً عدم هماهنگي بين رله‌هاي جريان زياد را در حضور ژنراتورهاي مقياس كوچك از بين ببرد. همچنين با اتصال SISFCL بر سر راه اتصال ژنراتورهاي مقياس كوچك به شبكه قابليت گذر از خطا بهبود مي¬يابد. به دليل اينكه در حال حاضر اكثر قريب به‌اتفاق اين منابع از نوع ژنراتورهاي سنكرون مقياس كوچك هستند، در اين پروژه بروي اين نوع از منابع توليد پراكنده تمركز شده است. به دليل ثابت اينرسي نسبتاً پايين و همچنين زمان رفع خطاي طولاني‌تر در شبكه توزيع نسبت به شبكه‌هاي انتقال، احتمال ناپايداري ژنراتورهاي مقياس كوچك به‌مراتب بالاتر از ژنراتورهاي نيروگاهي است. در اين پايان¬نامه محدودساز جريان خطاي هسته اشباع ابررسانا (SISFCL) به‌عنوان يك راه‌حل مناسب جهت حل مشكل اتصال منابع توليد پراكنده مطرح شده است. با توجه به ساختار نامتقارن SISFCL مدل¬سازي در محيط اجزا محدود (COMSOL-3D) انجام مي¬پذيرد. از طرفي به منظور بررسي ناپايداري ژنراتور مقياس كوچك، نمونه¬اي از پست فوق توزيع در نرم¬افزار DIgSILENT شبيه¬سازي و مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور بررسي تاثير محدودساز هسته اشباع بروي طرح حفاظتي در حضور ژنراتور مقياس كوچك، الگوريتمي جهت ارتباط مستقيم بين محيط اجزا محدود و همچنين محيط شبيه¬سازي سيستم قدرت در DIgSILENT پيشنهاد شده است. نهايتاً با توجه به نتايج حاصل از الگوريتم پيشنهادي، حداقل مقدار امپدانس محدودساز كه براساس آن هماهنگي حفاظتي رعايت شده و همچنين از وقوع ناپايداري جلوگيري مي¬شود به دست مي¬آيد. بهينه سازي ابعاد هسته و همچنين تعداد دورهاي سيم¬هاي ابررساناي محدودساز هسته اشباع برمبناي نتايج حاصل از الگوريتم پيشنهادي و توسط الگوريتم هوشمند MOPSO انجام مي-پذيرد. نتايج حاصل از اين پژوهش مي¬تواند به ساير محدودسازهاي ابررسانايي تعميم پيدا كند. لازم به ذكر است كه به دليل كاربردي بودن تحقيق، تمركز بروي شبكه فوق توزيع موجود ايران صورت گرفته است. واژه‌هاي كليدي: محدودساز جريان خطاي ابررسانايي هسته اشباع؛ روش المان محدود؛ ناپايداري گذرا در ژنراتور سنكرون مقياس كوچك؛ هماهنگي حفاظتي ؛ طراحي بهينه‌ي محدودساز.

1396/09/29

12/18/2017 12:00:00 AM

Abstract: Nowadays, the installation and operation of DGs is increasing in power systems due to its benefits including loss reduction, peak shaving, ancillary services, higher power quality, their shorter build time, the lower loss of load probability as well as the deferral of transmission, distribution replacement, deregulation issues, and environmental concerns. Currently, the vast majority of these resources are small scale SGs (SSSGs). Therefore, in this thesis it focuses on these types of DG resources. SSSGs mostly installed in distribution networks and they are protected by overcurrent relays. Installing SSSGs raises problems in the coordination of distributed network relays and also significantly increases the fault rate. The most important point to be considered, due to the inertia constant of small scale SGs and the longer clearing fault time in distribution network compared with transmission networks, the probability of unstable SSSGs is far higher than power generators. So this should be taken into account when setting up relays. On the other hand, the huge disconnection of DGs in the fault of network causes a significant loss of load and reduced network reliability. Saturated Iron Core Superconducting Fault Current Limiter (SISFCL) is considered as an appropriate solution to solve the problem of connecting DGs. Due to the asymmetric structure of SISFCL, modeling is carried out at finite element (COMOL-3D). And for the direct connection of the finite element with the powerful DIGSILENT software, a method is suggested. The main objective of this project is to achieve the optimized structure of SISFCL in a way that can prevent unsustainability in SSSGs, the fault current is reduced to an acceptable level and consequently, it eliminates lack of coordination between over current relays in the presence of SSSGs. Also, by connecting SISFCL over the SSSG connection to the network, the network can improve the possibility of the fault. The results of this study can be generalized to the other SFCLs. it is necessary to mention, due to the applicability of the research, focus has been on the existing Iranian distribution network. Keywords: finite element method, saturated iron core superconducting fault current limiter, transient stability.