دانلود ترجمه مقاله کاربرد روش کاهش فضای جستجو در تعیین مکان مطلوب محدود کننده جریان خطا (fcl) – مجله IET

فهرست مطالب:

چکیده
۱ مقدمه
۲ افت جریان خطا و امپدانس مورد نیاز
۳ محاسبه ی فاکتور حساسیت
۴ فرمول بندی مشکل و روش حل آن

کدنویسی
مقداردهی اولیه
ارزیابی
کراس اور
جهش

۵ نتایج آزمایش و بررسی آن
۶ نتایج
۷ سپاس گزاری

بخشی از ترجمه:

مقدمه

با افزایش نیاز به برق، سیستم های قدرت الکتریکی بزرگتر و بسیار پیچیده تر و به هم پیوسته تر از همیشه شده اند. در نتیجه، خطا در شبکه های نیرو ممکن است باعث جریان های اتصال کوتاه بزرگ تر در شبکه و در برخی مواقع بیشتر از تحمل قطع کننده های مدار (CB ها) شود و به تجهیزات سیستم آسیب برساند. به خصوص، در آنهایی که با رشد مداوم در سایز شبکه و تقاضای برق مواجهند. از اینرو واحدهای تولید از تولید کننده های مستقل نیرو و انرژی تجدید پذیر به سیستم های قدرت متصل شده اند تا تقاضای رو به افزایش را پوشش دهند. مشکلات نرخ ناکافی CB اتصال کوتاه از زمانی که در بسیاری از مکان ها بیشترین نرخ CB آماده در بازار مورد استفاده قرار گرفت، بسیار جدی تر شده است. برای اینکه سیستم قدرت در درجه بالاتری از امنیت و قابلیت اعتماد به فعالیت خود ادامه دهد، محدود کننده های جریان نیرو (FCL ها) که می توانند جریان قبل را به اولین پیک در جریان اتصال کوتاه تبدیل کنند،  پتانسیل لازم را برای استفاده شدن در موقعیت هایی که ظرفیت قطع کننده ی جریان خطا ناکافی است، دارا هستند. FCL ها را می توان در دو تیپ دسته بندی کرد: خودکار و غیر خودکار.
رایج ترین FCL های خودکار مورد استفاده، راکتورهای محدود کننده ی جریان خطا هستند. آنها جریان خطا را با محدود کردن افت ولتاژ در تمام پایانه های راکتور FCL ، محدود می کنند. اشکال اصلی FCL خودکار این است که راکتور محدود کننده ی جریان خطا باعث افت ولتاژ و مصرف برق بالا حتی در شرایط عادی می شود. FCL غیرخودکار را می توان به عنوان یک دستگاه با امپدانس متغیر متصل شده در سری به یک CB برای محدود کردن جریان تحت شرایط خطا در نظر گرفت. این امپدانس بسیار پایینی در شرایط عادی و امپدانس بسیار بالا در شرایط خطا را دارد. FCL های غیر خودکار با مکانیزم های عملیاتی مختلف مانند آن هایی که بر مبنای ابر رساناها، نیروهای الکتریکی، مقاومت های ضریب حرارت مثبت پلیمر، و تکنیک های کنترل آرک، معرفی شده اند. بیشتر FCL های غیر خودکار در حال حاضر به شکل تجاری در دسترس نیستند، هرچند، تحقیقات نشان می دهد که آنها را می توان در آینده ای نزدیک در سیستم های قدرت مورد استفاده قرار داد. دلایل ممکن شامل هزینه ی سرمایه گذاری بالاتر، جریان شکستن ناکافی و نرخ ولتاژ برای ابزارهای ولتاژ بالا، تاثیرات بر رله های حفاظتی موجود، و نفوذ بر ثبات، قابلیت اطمینان و امنیت عملیات سیستم قدرت و غیره می شوند. هرچند، FCL ها هنوز پتانسیل بالایی برای استفاده شدن به منظور کاهش جریان های اتصال کوتاه برای سیستم های قدرت بزرگ که در آنها نرخ CB ناکافی در آینده ی نزدیک موجود است دارند.
بسته به مکان نصب، FCL غیرخودکار می تواند فواید دیگری نیز ارائه دهد، مانند ۱٫ افزایش اتصال از انرژی های تجدید پذیر و واحدهای نیروی مستقل، ۲٫ افزایش ظرفیت انتقال انرژی در مسافت های طولانی تر ۳٫ کاهش افت ولتاژ ناشی از خطا ۴٫ بهبود پایداری سیستم و ۵٫ بهبود امنیت و قابلیت اطمینان سیستم. با وجود اینکه FCL ها می توانند باعث منافع بسیاری شوند، منافع آن ها به شدت بستگی به مکان جایگذاری و تعداد آن ها دارد. در سیستم های توزیع و انتقال شعاعی، جایگذاری FCL ها سخت نیست، اما در سیستم انتقال و توزیع حلقه ای، جایگذاری FCL در هنگامی که بیش از یک مکان دارای مشکل جریان خطای بالا باشد بسیار پیچیده تر می شود. در چنین سیستمی، جریان های اتصال کوتاه ممکن است از جهت های بسیاری به وجود آیند و فقط با یک FCL قابل بلوکه شدن نیستند. از  اینرو از نقطه نظر عملیات و طرح ریزی سیستم قدرت، تکنیکی که بتواند تعداد و مکان بهینه را برای جایگذاری FCL غیر خودکار با کوچکترین تغییرات پارامترهای مدار برای محدود کردن جریان خطا تحت نرخ CB انتخاب کند، کم کم ضروری می شود. برای این موضوع، مدل FCL یک سو کننده ی ابر رسانا در آنالیز جریان اتصال کوتاه جای داده شد تا مکان های مناسب FCL برای کاهش جریان های اتصال کوتاه که در (۱۷) پیشنهاد شده بود پیدا کند. منابع ۱۸ و ۱۹  از الگوریتم ژنتیک سلسله مراتبی (GA) ادغام شده با الگوریتم میکروژنتیک برای جستجوی مکان ها و کمترین پارامتر های مدار FCL به طور همزمان استفاده کرده اند.

بخشی از مقاله انگلیسی:

Introduction

With the increasing demand for power, electric powersystems have become greater and are far morecomplicatedly interconnected than ever. As a result, faultsin power networks may incur larger short-circuit currentsflowing in the network and, in some cases, may exceed theratings of existing circuit breakers (CBs) and damagesystem equipments, especially, for those with continuousgrowth in network size and electricity demand. Thereforegeneration units of independent power producers andrenewable energy have been interconnected to powersystems to support the rising demands. The problems ofinadequate CB short-circuit ratings have become moreserious than before since in many locations, the highestrating of the CB available in the market has been used. Tokeep the power systems operating in a higher degree ofsecurity and reliability, fault current limiters (FCLs), whichcan limit current prior to the first peak of short-circuit current, have the potential to be used in situations whereinsufficient fault current interrupting capability exists [1–۱۶]. FCLs can be categorised into two types: passive andactive. The commonly used passive FCLs are fault currentlimiting reactors. They limit the fault current by restrictingthe voltage drop across the terminals of FCL’s reactor. Themain drawback of passive FCL is that the fault currentlimiting reactor always causes voltage drop and powerconsumption even in normal operating conditions. ActiveFCL can be treated as a variable-impedance deviceconnected in series with a CB to limit the current underfault conditions. It has very low impedance under normaloperating conditions and high impedance under faultconditions. Active FCLs with different operationmechanisms such as those based on superconductor, powerelectronics, polymer positive temperature coefficientresistors and techniques of arc control have beenintroduced. Most active FCLs are not commerciallyavailable in the present day; however, researches show that they can be used in power systems in the foreseeing future.The possible reasons include higher investment cost,inadequate breaking current and voltage rating for highvoltageapplications, impacts on the existing protectiverelaying and influences on stability, reliability and securityof power system operation and so on. However, FCLs stillhave great potential to be used to mitigate short-circuitcurrents for bulky power systems, where insufficient CBrating exists in the near future [1–۱۶].Depending on the location of installation, active FCLscould offer other advantages such as (i) increasing theinterconnection of renewable energy and independent powerunits; (ii) increasing the energy transmission capacity overlonger distances; (iii) reducing the voltage sag caused by thefault; (iv) improving the system stability and (v) improvingthe system security and reliability. Although FCLs can offermany advantages, their advantages greatly depend on thenumber and locations of FCL placement. In radialtransmission and distribution systems, the placement ofFCLs is not difficult, but in loop transmission ordistribution system, FCL placement becomes much morecomplex when more than one location have high faultcurrent problems. In such a system, short-circuit currentscould come from many directions and are not easily blockedby a single FCL. Therefore from power system operation and planning point of view, a technique that can chooseoptimum number and locations for active FCL placementwith smallest circuit parameters changes to constrain faultcurrents under CB rating is becoming necessary. For thispurpose, rectifier-type superconducting FCL model has beenincluded in short-circuit current analysis and a method tofind FCL locations suitable for short-circuit currentreduction was proposed in [17]. References [18, 19] used ahierarchical genetic algorithm (GA) combined with a microgeneticalgorithm to search for the optimal locations andsmallest FCL circuit parameters simultaneously.This paper proposes a new method to find the optimumnumber and locations for FCL placement. In the proposedapproach, the sensitivity factor, defined as the reduction ofbus fault currents due to a given variation in the branchparameter, is derived and used to choose better candidatesfor active FCL installations. The search space for FCLinstallations can be reduced by using the proposedsensitivity factor calculation; therefore, the computationalefficiency and accuracy can be improved. A geneticalgorithm-based method is then designed to include thesensitivity information in searching for the best locationsand parameters of FCLs. The test results demonstrate theefficiency and accuracy of the proposed method.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

خرید ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد

خرید نسخه پاورپوینت این مقاله جهت ارائه