روشی نوین جهت تشخیص خطای خط به زمین در ریزشبکه‌های جریان مستقیم با استفاده از تغییرات توان لحظه‌ای
الموضوعات :
سعید عباسی
1
(دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره))
نوید غفارزاده
2
(دانشگاه بین‌المللی امام خمینی)
الکلمات المفتاحية: ریزشبکه DCحفاظت غیر- واحدخطای خط به زمینتغییرات توان لحظه‌ایتشخیص خطا,
ملخص المقالة :
با گسترش بارهای حساس همانند مراکز داده، استفاده از ریزشبکه‌های DC افزایش یافته است. خطای خط به زمین رایج‌ترین نوع خطا در این نوع ریزشبکه‌هاست که سبب خسارت‌های مختلفی به ریزشبکه DC می‌گردد. یکی از مهم‌ترین چالش‌ها در بهره‌برداری از ریزشبکه DC، نبود حفاظت مؤثر در برابر این نوع از خطا است. در این مقاله با استفاده از اندازه‌گیری‌های محلی همانند ولتاژ و جریان در ابتدای هر خط به بررسی تغییرات توان لحظه‌ای در آنها پرداخته و یک طرح حفاظتی نوین که مبتنی بر هیچ گونه خط ارتباطی نیست، ارائه می‌شود. طرح حفاظتی پیشنهادی از دقت و سرعت عملکرد خوبی برخوردار بوده و قادر است خطای خط به زمین را در ریزشبکه جریان مستقیم با سرعت بالایی تشخیص دهد. صحت و دقت طرح حفاظتی در شرایط مختلف مورد آزمایش قرار گرفته است.
[1] W. Javed and D. Chen, "Low voltage DC microgrid protection system-a review," in Proc. IEEE 53rd Int. Universities Power Engineering Conf., UPEC’18, 6 pp., Glasgow, UK, 4-7 Sept. 2018.
[2] M. Starke, L. Tolbert, and B. Ozpineci, "AC vs. DC distribution: a loss comparison," in Proc. IEEE/PES Transmission Distribustion Conf. Exposition, 7 pp., Chicago, IL, USA, 21-24 Apr. 2008.
[3] Q. Deng, Fault Protection in DC Microgrids Based on Autonomous Operation of All Components, Ph.D. Diss., University of South Carolina, 2017.
[4] S. A. Amamra, H. Ahmed, and R. A. El-Sehiemy, "Firefly algorithm optimized robust protection scheme for DC microgrid," Electric Power Components and Systems, vol. 45, no. 10, pp. 1141-1151, Jul. 2017.
[5] D. Salomonsson, L. Soder, and A. Sannino, "Protection of low-voltage DC microgrids," IEEE Trans. on Power Delivery, vol. 24, no. 3, pp. 1045-1053, Jul. 2009.
[6] M. Ghaffarpour Jahromi, G. Mirzaeva, S. D. Mitchell, and D. Gay, "Advanced fault tolerance strategy for DC microgrids in mining excavators," in Proc. IEEE 24th Int. Symp. on Industrial Electronics, ISIE’15, pp. 1502-1507, Buzios, Brazil, 3-5 Jun. 2015.
[7] J. Park, J. Candelaria, L. Ma, and K. Dunn, "DC ring-bus microgrid fault protection and identification of fault location," IEEE Trans. on Power Delivery, vol. 28, no. 4, pp. 2574-2584, Oct. 2013.
[8] S. D. A. Fletcher, P. J. Norman, K. Fong, S. J. Galloway, and G. M. Burt, "High-speed differential protection for smart DC distribution systems," IEEE Trans. Smart Grid, vol. 5, no. 5, pp. 2610-2617, Sept. 2014.
[9] N. Bayati, A. Hajizadeh, and M. Soltani, "Protection in DC microgrids: a comparative review," IET Smart Grid, vol. 1, no. 3, pp. 66-75, Oct. 2018.
[10] S. D. A. Fletcher, P. J. Norman, S. J. Galloway, P. Crolla, and G. M. Burt, "Optimizing the roles of unit and non-unit protection methods within DC microgrids," IEEE Trans. Smart Grid, vol. 3, no. 4, pp. 2079-2087, Dec. 2012.
[11] G. Madingou, M. Zarghami, and M. Vaziri, "Fault detection and isolation in a DC microgrid using a central processing unit," in Proc. IEEE Power & Energy Society Innovative Smart Grid Technologies Conf., ISGT’15, 5 pp., Washington, DC, USA, 18-20 Feb. 2015.
[12] L. Tang and B. Ooi, "Locating and isolating DC faults in multi-terminal DC systems," IEEE Trans. Power Del., vol. 22, no. 3, pp. 1877-1884, Jul. 2007.
[13] A. Meghwani, S. Chakrabarti, and S. C. Srivastava, "A fast scheme for fault detection in DC microgrid based on voltage prediction," in Proc. National Power Systems Conf., NPSC’16, 6 pp., Bhubaneswar, India, 19-21 Dec. 2016.
[14] V. Nougain, V. Nougain, and S. Mishra, "Low-voltage DC ring-bus microgrid protection with rolling mean technique," in Proc. IEEMA Engineer Infinite Conf., eTechNxT’18, 6 pp., New Delhi, India, 13-14 Mar. 2018.
[15] A. Meghwani, S. C. Srivastava, and S. Chakrabarti, "A non-unit protection scheme for DC microgrid based on local measurements," IEEE Trans. on Power Delivery, vol. 32, no. 1, pp. 172-181, Feb. 2017.
[16] K. A. Saleh, A. Hooshyar, and E. F. El-Saadan, "Hybrid passive-over current relay for detection of faults in low-voltage DC grids," IEEE Trans. on Smart Grid, vol. 8, no. 3, pp. 1129-1138, May 2017.
[17] S. Azizi, M. Sanaye Pasand, M. Abedini, and A. Hasani, "A traveling-wave based methodology for wide-area fault location in multiterminal DC systems," IEEE Trans. on Power Delivery, vol. 29, no. 6, pp. 2252-2260, Dec. 2014.
[18] J. Yang, J. E. Fletcher, and J. O'Reilly, "Short-circuit and ground fault analyses and location in VSC-based DC network cables," IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 59, no. 10, pp. 3827-3837, Oct. 2012.
