21805

21805

حفاظت ريزشبكه DC با استفاده از روش طبقه بندي رويداد

كارشناسي ارشد

سيستم هاي قدرت

1395

1398/9/3

دكتر صادق جمالي

برق

چكيده ريزشبكه‌هاي DC در سيستم هاي قدرت آينده، بي شك اصلي ترين بخش شبكه هاي الكتريكي را تشكيل مي دهند، كه مي توانند اكثريت بارهاي مسكوني، تجاري و حتي صنعتي را با كيفيت توان و قابليت اطمينان بيشتري تامين كنند. ريزشبكه‌هاي DC نسبت به سيستم‌هاي AC مفاهيم جديدي هستند كه حفاظت آنها مسئله چالش برانگيزي است. ريزشبكه‌ DC با منابع انرژي تركيبي از اهميت قابل توجهي در كاربردهاي كشتي و فضاپيما برخوردار است. در چنين سيستمي، عملكرد هماهنگ مدارشكن ها (CBs) و كليد‌هاي جداكننده مي تواند به سرعت خطاهاي اتصال كوتاه را جدا كرده و سيستم را بسيار سريع بازيابي كند. در اين پژوهش، يك طرح حفاظتي مبتني بر طبقه بندي رويداد براي سيستم‌هاي DC چند باسه كه در مقاله مرجع آورده شده، شبيه سازي و مورد بررسي قرار گرفته است. طرح حفاظت مبتني بر رويداد، داده‌هاي كمتري را در مقايسه با روش‌هاي حفاظت مرسوم مبتني بر داده، انتقال مي‌دهد و نيازي به مخابره و هماهنگ سازي با سرعت بالا ندارد. هر واحد حفاظت قادر است با استفاده از روش شناسايي مبتني بر مشتق جريان خطا و بكارگيري القاگر در دو انتهاي هر كدام از فيدرها، نوع رويداد را تشخيص دهد. تصميم براي جداسازي ناحيه خطا براساس قضاوت واحد و رويدادهاي دريافت شده از ساير واحدهاي مرتبط انجام مي‌شود. جهت دستيابي به اين اهداف و تاييد صحت روش حفاظتي مرجع اصلي اين پژوهش، انواع خطاهاي باس و فيدر متصل به باس در طرف DC ريزشبكه چهار باسه در محيط نرم افزار Matlab/Simulink شبيه سازي شده و مورد بررسي و تحليل قرار گرفته است. همچنين در اين پايان نامه روشي براي تشخيص و مكان‌يابي آنلاين خطا در شبكه DC كابلي مبتني بر VSC ارائه شده است. عملكرد روش پيشنهادي براساس تخمين اندوكتانس مسير عبور جريان خطا است. روش پيشنهادي حتي در شرايط خطاهاي امپدانس بالا نيز قادر به مكان يابي خطا با دقت قابل قبولي است. روش پيشنهادي با استفاده از داده‌هاي شبيه‌سازي براي انواع خطاهاي قطب به زمين و قطب به قطب آزمايش و اعتبارسنجي شده است. واژه‌هاي كليدي: حفاظت مبتني بر رويداد، مخابره داده سطح بالا، محاسبات جريان اتصال كوتاه، ريزشبكه DC، مكان يابي خطا، تشخيص خطا.

1398/12/12

DC Microgrid Protection Using an Event Classification Approach

11/23/2020 12:00:00 AM

Abstract: In the future power systems, the DC micro-grid is undoubtedly the main component of the electrical grids. They can provide the majority of residential, commercial and even industrial loads with higher power quality and reliability. DC microgrids are newer concepts that their protection is a challenging issue. The DC micro-grid with hybrid energy sources is of significant importance for ship and spacecraft applications. In such a system, the coordinated operation of Circuit Breakers (CBs) and disconnecting switches can quickly remove short circuit faults and recover the system very quickly. In this study, an event classification-based protection scheme for multi-bus DC systems, proposed in the reference article is simulated and taken into consideration. The event-based protection scheme transfers less data than conventional data-based protection methods and does not require high-speed communication and synchronization. Every protection unit, using the detection method based on fault current derivative, and employing inductors at both ends of each feeder, is capable of determining the type of event. The decision to isolate the fault zone is based on the unit judgments and the events received from the other related units. To achieve these goals and to confirm the validity of the main reference method, the types of bus and feeder faults is simulated on four-bus DC micro-grid in the Matlab / Simulink environment. This thesis also presents a method for online fault detection and location in VSC-based DC cable network. The proposed method is based on the inductance estimation of the fault current path. The proposed method can locate the fault with acceptable accuracy even under high impedance faults. This method tested and validated by using simulation data for various faults of pole-to-ground and pole-to-pole. Keywords: Event-Based Protection, High Level Data communication, Short Circuit Calculations, DC Microgrid, Fault Location, Fault Detection