دانلود ترجمه مقاله چالش ها، پیشرفت ها و مسیرهای آینده در حفاظت از ریزشبکه های هیبریدی AC/DC (وایلی 2017)

چالش ها، پیشرفت ها و مسیرهای آینده در حفاظت از ریزشبکه های هیبریدی AC/DC

Challenges, advances and future directions in protection of hybrid AC/DC microgrids

چکیده
1- مقدمه
2- ریزشبکه های AC/DC ترکیبی
3- چالش های حفاظتی در ریزشبکه ها
4- راه حل ها برای چالش های حفاظت از ریزشبکه
5- جهت های تحقیقاتی آینده و موضوعات باز
6- نتیجه گیری
منابع

چکیده
ریزشبکه های ترکیبی که شامل زیرشبکه های AC و DC متصل شده توسط رابط های الکترونیک قدرت می باشند توجه بیشتری را در سال های اخیر به خود جلب کرده اند. آن ها نه تنها می توانند مزیت های اصلی هر دو پیکربندی AC و DC را ترکیب کنند، بلکه می توانند تعداد مبدل ها در ارتباط منابع تولید پراکنده، سیستم های ذخیره سازی انرژی و بارها برای باس های AC یا DCرا نیز کاهش دهند. در این مطالعه، ساختار ریزشبکه های ترکیبی بحث می شود و سپس یک بررسی گسترده از دستگاه ها و روش های حفاظتی موجود برای زیرشبکه های AC و DC ارائه می شود. بعد از توصیف، تحلیل و طبقه بندی طرح های موجود، برخی جهت های تحقیقاتی شامل زیرساخت های ارتباطی، طرح های حفاظتی و کنترل ترکیبی و دستگاه های مورد اطمینان برای تحقق ریزشبکه-های AC/DC ترکیبی آینده اشاره می شوند.

2- ریزشبکه های AC/DC ترکیبی
تا به امروز، سیستم های قدرت مبتنی بر ACرایج ترین معماری بوده اند که برای اکثر پروژه های تحقیقاتی ریزشبکه استفاده می شود. چونکه طراحی و مدل سازی سیستم های AC بسیار ساده تر از DC است، تعداد زیادی از ریزشبکه ها در سراسر جهان براساس این فناوری ایجاد شده اند ]12،13[. چالش های اقتصادی و فنی مربوط به کارکرد سیستم های AC منجر به این شده است که محققان دانشگاهی و مهندسین سیستم قدرت تحقیقاتی را بر امکان پذیری سیستم های انرژی DC انجام دهند. نتایج تحقیقات نشان داده است که سیستم های DC نه تنها می توانند کارایی شبکه را با کاهش تعداد مبدل های قدرت برای منابع DG مبتنی بر DC و ESSها افزایش دهند، بلکه می توانند کیفیت توان و ظرفیت انتقال بالاتری را در مقایسه با سیستم های AC نیز فراهم کنند.

ساختار ترکیبی برای ترکیب مزیت های هر دو ریزشبکه AC و DC طراحی می شود. این ساختار شامل دو زیرشبکه AC و DC مستقل است، که هر کدام شامل منابع DG، ESSها و بارهای مخصوص به خودشان هستند؛ همچنین، به منظور جلوگیری از اتلاف توان در طول فرآیندهای تبدیل، انتقال توان بین دو زیرشبکه کمینه می شود ]18،19[. وظیفه مبدل واسطه ارسال/دریافت توان فعال به/از زیرشبکه DC برای فراهم کردن توان راکتیو برای زیرشبکه AC می باشد. معماری یک ریزشبکه AC/DC ترکیبی نوعی در شکل 1 نشان داده می شود.

3- چالش های حفاظتی در ریزشبکه ها
3-1 چالش های حفاظتی در ریزشبکه ها و زیرشبکه های AC
بیشتر سیستم های توزیع متداول به صورت شعاعی کار می کنند، که در آن توان به طور غیرجهتی از نیروگاه-های بزرگ به مشتریان جریان می یابد. در چنین سیستم هایی، چونکه بزرگی جریان اتصال کوتاه متناسب با موقعیت خرابی است، حفاظت توسط دستگاه های حفاظتی مبتنی بر اضافه جریان انجام می شود ]20[. همچنین، هماهنگی زمان مدرج بین آن ها دستگاه های سمت بالا را به کار به صورت پشتیبانی برای دستگاه های سمت پایین قادر می سازد ]21[. در سال های اخیر، پیدایش ریزشبکه ها ساختار سیستم های توزیع را از شبکه-های غیرفعال به شبکه های فعال تغییر داده است. این تغییر باعث می شود که راهبرد های مبتنی بر اضافه-جریان قادر به حفاظت از ساختارهای جدید نباشند ]22،23[.