طرح حفاظت تطبیقی برای سیستم های پراکنده با DG

Adaptive protection scheme for distributed systems with DG

چکیده

1. مقدمه

2. تاثیر بر تنظیم و همکاری حفاظت سنتی با دسترسی به DG

3. طرح حفاظت تطبیقی شبکه ی توزیع

4. تایید شبیه سازی

5. نتیجه گیری

منابع

چکیده

     روش حفاظت تطبیقی جدیدی برای شبکه ی توزیع پیشنهاد شده است که برای دسترسی به تولید پراکنده (DG) مناسب است. این شیوه طبق روش بهره برداری سیستم و توپولوژی شبکه، یک تبدیل معادل بر شبکه ی پشتی حفاظت انجام می دهد و طبق ماتریس ضریب سهم شاخه ، تاثیر DG را بر هر جریان شاخه از بین می برد. بر این اساس، حفاظت اصلی تطبیقی و حفاظت پشتیبان ساخته می شوند. این روش در مقایسه با حفاظت جریان سنتی، دامنه ی محافظتی حفاظت اصلی و حفاظت پشتیبان را افزایش می دهد و محاسبات ساده ای دارد که انجام آنها راحت تر است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که این شیوه از دسترسی به DG تاثیرپذیر نیست و می تواند عملکرد تطبیقی را در شرایط خطای متقارن یا نامتقارن برآورده سازد.

طرح حفاظت تطبیقی شبکه ی توزیع

طرح حفاظت اصلی تطبیقی برای شبکه ی توزیع با دسترسی DG

     در شبکه های توزیع قدیمی، پست تنها منبع تولید قدرت است و با ژنراتور بزرگ فاصله دارد. به همین منظور، تقریبا می توان این گونه فرض کرد که جریان خطا، مولفه های نیمه گذرا ندارد. در این حالت، پست می تواند معادل یک ولتاژ سری با منبع ولتاژ باشد

     پست برای DGهای متداول که تنها از موتورهای دوار تشکیل شده اند، می تواند معادل مدل تونن باشد. به هرحال، برای DGهای معکوس در مقایسه با DGهای متداول، نمی تواند دقیقا معادل پاسخ های مختلف به نارسایی ها باشد. در پاسخ به این شرایط، این مقاله یک طرح مناسب برای همه ی انواع DG ارائه می دهد. طبق شکل 3، DG1 معادل جریان تزریقی i1 است و خط های CD و DE و بار4 توسط امپدانس سری ZCE مدل می شوند. همچنین بار3 توسط امپدانس معادلش Z_d3 مدل شده است. مدل معادل نورتن برای بخش حفاظت سیستم پشتی، در شکل  4 نمایش داده شده است. شکل  5 نیز معادل تونن مدل را نشان می دهد. 

تنظیم حفاظت پشتیبان تطبیقی برای شبکه ی توزیع با دسترسی DG

     هنگامی که حفاظت اصلی نارسایی پیدا می کند یا مدارشکن ها عمل نمی کنند، حفاظت خط های بالاتر باید حفاظت پشتیبان را برای خط فعال کند. همان طور که در شکل 5 نشان داده شده است، زمانی که خطای F2 رخ می دهد، اگر اندازه ی سنجش جریان حفاظت 5 بعد از یک وقفه ی مشخص هنوز بزرگ تر از اندازه ی تنظیم باشد و حفاظت اصلی فعال نباشد، حفاظت 4 به عملکرد حفاظت پشتیبان خط AB دست می یابد. با درنظر گرفتن تغییرات DG2 در حالت عملکرد و به خاطر عملکرد نادرست حفاظت 4، این مقاله شیوه ی جدیدی را برای حذف تاثیر DG2 بر حفاظت 4 ارائه می نماید.

کنترل هماهنگ معکوس کننده های چندعاملی برای پشتیبانی ولتاژ و جبران هماهنگ در یک میکرو گرید متصل به شبکه

Coordinated control of multifunctional inverters for voltage support and harmonic compensation in a grid-connected microgrid

چکیده
1- مقدمه
2- طرح کلی سیستم
3- رویکرد کنترل برای خط اتصال اینورتر DG
3-1- تابع پشتیبانی ولتاژ از خط اتصال اینورتر VSI
3-2- جبران هارمونیک
4- نتایج آزمایشی و شبیه سازی
4-1- اولین سناریو (شبیه سازی): تزریق توان بالا و مصرف پایین
4-2- دومین سناریو: تولید بالا و تقاضای پایین ( بدون هیچ باری در PCC)
4-3- سومین سناریو: تولید بالا و تقاضای متوسط (با بار غیرخطی)
5- نتیجه گیری
منابع

چکیده

در این مقاله، طرح پشتیبانی ولتاژ و جبران هماهنگ هارمونیک برای خط اتصال اینورترها با تولید پراکنده (DGs) در یک ریزشبکه (میکرو گرید) متصل به شبکه ارائه می‌شود. پشتیبانی ولتاژ با جبران توان رآکتیو انجام می‌شود که می‌تواند مسئله اضافه / پایین بودن ولتاژ را کاهش دهد؛ علاوه براین، محدودیت توان فعال به منظور کاهش مسئله اضافه ولتاژ ، در زمانیکه جبران توان راکتیو کافی نباشد مطرح می‌شود. جبران هارمونیک با استفاده از ادمیتانسهای واقعی در فرکانسهای هارمونیک انتخابی حاصل می‌شود. جریان‌های جبران هارمونیک و توان راکتیو با توجه به ظرفیت محدود خط اتصال اینورتر تزریق می‌شوند. در صورت لزوم، نیروهای مرجع اینورترهای متصل به شبکه تغییر می‌کنند. پشتیبانی ولتاژ و جبران هارمونیک می‌تواند بر اساس طرهای ارزیابی محلی یا مرکزی ( مبتنی بر ارتباطات) حاصل شود. تأثیر تأخیر ارتباط نیز در این مطالعه مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج شبیه سازی و آزمایشی به منظور نشان دادن کارایی روش پیشنهادی به دست می‌آیند.

5- نتیجه گیری

در این مقاله، نقش DGs در پشتیبانی ولتاژ و جبران هارمونیک در MG متصل به شبکه مورد بررسی قرار می‌گیرد. پشتیبانی ولتاژ و جبران هارمونیک هر دو می‌توانند با اندازه گیری محلی یا مبتنی بر ارتباط انتخاب شوند و ظرفیت محدود خط اتصال اینورترهای DG نیز در پشتیبانی ولتاز و جبران هارمونیک مورد بررسی قرار می‌گیرد. جبران هارمونیک پیشنهاد شده بر مبنای ادمیتانس واقعی است و در انتخاب اندازه گیری محلی یا راه دور منعطف می‌باشد. ظرفیت محدود اینورتر و تأثیر تأخیر سیستم ارتباطی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج شبیه سازی و آزمایشی نشان می‌دهند که پس از جبران هارمونیک، بر اساس استانداردهای IEEE 519 و EN 50160 میزان هر یک از هارمونیکها و THD کمتر از مقدار مجاز می‌باشد. این مطالعه همچنین نشان داده است که در صورت پایین بودن تأخیر سیستم ارتباطی، جبران مبتنی بر اندازه گیری مرکزی (راه دور) موثرتر از جبران مبتنی بر اندازه گیری محلی خواهد بود.

Abstract

In this paper, a coordinated harmonic compensation and voltage support scheme is presented for distributed generations’ (DGs’) interface inverters in a resistive grid-connected microgrid. Voltage support is performed by reactive power compensation which can mitigate the over/under voltage problem; furthermore, the active power curtailment is proposed in order to mitigate the overvoltage problem when the reactive power compensation is not sufficient. Harmonic compensation is achieved by using virtual admittances in selected harmonic frequencies. Reactive power and harmonic compensation currents are injected with regards to the limited capacity of the interface inverter. If necessary, the reference powers of the grid-tied inverters are changed. Voltage support and harmonic compensation can be achieved based on local or central (communication-based) measurement schemes. The effect of communication delay is also investigated in this study. Experimental and simulation results are obtained in order to demonstrate the effectiveness of the proposed method.

5- Conclusions

In this paper, the contribution of DGs in voltage support and harmonic compensation in a grid-connected MG is investigated. Bothof voltage support andharmonics compensationcanbe chosen by local or communication-based measurement and the limited capacity ofthe DG interfacing inverters is also considered in voltage support and harmonics compensation. The proposed harmonic compensation is based on virtual admittance and has the flexibility in selecting local or remote measurement. The limited capacity of inverter and the effect of communication system delay have been investigated. Experimental and simulation results show that after harmonics compensation, the amounts of individual harmonics and THD are less than their allowed values according to IEEE 519 and EN 50160 standards. The study has also shown that compensation based on central (remote) measurement will be more effective than local-measurementbased compensation if the commutation system delay is low.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

کنترل هماهنگ معکوس کننده های چندعاملی برای پشتیبانی ولتاژ و جبران هماهنگ در یک میکرو گرید متصل به شبکه

Coordinated control of multifunctional inverters for voltage support and harmonic compensation in a grid-connected microgrid

بررسی تخصیص بهینه تولید پراکنده: اهداف ، محدودیت ها ، روش ها و الگوریتم ها

A review of the optimal allocation of distributed generation: Objectives, constraints, methods, and algorithms

چکیده

1. مقدمه

2. اهداف منتخب برای DGA بهینه

1.2. به حداقل رسانی اتلاف توان

3.2 توسعه پروفایل ولتاژ

3.2. اهداف مرتبط با مسایل مالی

4.2. بهینه سازی چند منظوره

3. محدودیت هایی برای DGA بهینه

1.3. توان فعال: تولید/جریان بار

2.3. توان انفعالی: تولید/جریان بار

3.3. ولتاژ: پروفایل/مراحل/زاویه

4.3. خط: محدودیت های اتلاف/حرارتی

5.3. مبدل: ظرفیت/اتصال وسط

6.3. مدار کوتاه: سطح/نسبت

7.3. توان: توزیع/کیفیت/فاکتور توان

8.3. DG: سطح نفوذ/اندازه/تعداد

4. الگوریتم ها و روش های بهینه سازی بکار گرفته شده

1.4. رویکردهای کلاسیک

2.4. روش های جستجوی پایه

3.4. الگوریتم های الهام گرفته از جامعه یا فیزیک

4.4. روش های الهام گرفته از طبیعت

5.4. الگوریتم های هوشمند ترکیبی

6. مقایسه ی الگوریتم های بهینه سازی

7. نتیجه گیری

چکیده

تولید توزیعی با توجه به قابلیت آن در استفاده ی جایگزین از منابع جایگزین انرژی , آینده ای نویدبخش برای تولید توان در شبکه های برق ارایه می کند. سهم ژنراتورهای توزیعی برای سیستم های توان شامل پیشرفت هایی در کارآمدی انرژی و کیفیت توان جهت قابلیت اطمینان و امنیت است. این مزایا تنها با تخصیص بهینه ی منابع توزیعی قابل دستیابی هستند که عملکرد اهداف و محدودیت ها را در نظر گرفته و الگوریتم بهینه ی پایدار را بکار می گیرد. یک بازبینی جامع بر تخصیص بهینهی ژنراتورهای توزیعی در این مقاله برای اهداف, محدودیت ها و الگوریتم های متفاوت انجام شد. این بازبینی نشان می دهد که چگونه روش ها و الگوریتم ها برای تخصیص تولید توزیعی بهینه نقش مهمی در توسعه ی صحت و کارآمدی نتایج ایفا می کنند. 

1- مقدمه

تولید توزیعی برخلاف تولید متمرکز سنتی به روشی اشاره دارد که در آن بخشی از توان الکتریک با واحدهای تولیدی کوچک که در نزدیکی کاربر نهایی قرار گرفته اند , تولید و توزیع می شود. تولید توزیعی می تواند بعنوان تولید پراکنده, تولید جایگیری شده یا تولید غیرمتمرکز در نظر گرفته شود. تولید توزیعی گستره ی وسیعی از واحدهای تولید توان نصب شده ی محلی را تحت پوشش قرار می دهد که می تواند از نوع تجدید  پذیر یا متداول باشد. امروزه با توجه به پیشرفت های فنی , می توان به مزایای بیشماری از ژنراتورهای توزیعی (DG) در رشته های اقتصادی, فنی و محیطی دست یافت. می توان با انتخاب و اندازه گیری بهینه و قرار دادن DGها در سیستم-های توان , آن را به دست آورد. 

6- نتیجه گیری

می توان اینطور بیان کرد که نصب DG در شبکه های توان, ویژگی های شبکه را تغییر می دهد. روش های بسیاری وجود دارند که به سبب محدودیت های عمکرد اهدافشان در DGA بکار رفته اند. علاوه بر آن مطالعات درباره ی DGA می تواند با توجه به الگوریتم های بهینه سازی بکار گرفته شده طبقه بندی شوند. یک تابع تناسب شامل ترکیبی از فاکتورهای وزنی و چند منظوره در کارهای قبلی بررسی شده اند. برای تشکیل تابع هدف تک ارزشی, فاکتورهای وزنی صحیح ترین روش هستند. با این وجود روش های تحلیلی ادغام شده با جستجوی ساده یا جامع همیشه می تواند به راه حل دقیقی بیانجامد اما برای شبکه های بزرگ قابل کاربرد نیستند. به سبب معایب توضیح داده شده ی ماهیت الهام گرفته از طبیعت الگوریتم های بهینه سازی, بنظر می رسد یک الگوریتم بهینه سازی ترکیبی برای DG مناسب تر است بویژه اگر منابع تجدید   پذیر هم در کار باشند.

Abstract

Distributed generation, with respect to its ability in utilizing the alternative resources of energy, provides a promising future for power generation in electric networks. Distributed generators contribution to power systems include improvement in energy efficiency and power quality to reliability and security. These benefits are only achievable with optimal allocation of distributed resources that considers the objective function, constraints, and employs suitable optimization algorithm. In this paper, a comprehensive review on the optimal allocation of distributed generators was carried out for different objectives, constraints, and algorithms. Current review highlights how the methods and algorithms for optimal distributed generation allocation play an important role in improving the accuracy and efficiency of the results.

1- Introduction

Unlike the traditional centralized generation, distributed generation refers to a method in which a part of the electric power is generated and delivered to customers with small generation units placed close to the end users. The distributed generation can also be addressed as dispersed generation, embedded generation, or decentralized generation. Distributed generation covers a wide range of locally installed power generation units which can be of both renewable and conventional types. Nowadays, with respect to the technical developments, enormous benefits can be achieved from Distributed Generators (DGs) in economical, technical, and environmental fields [1–3]. Those advantages could be earned by optimal selection, sizing, and placement of DGs in power systems.

6- Conclusion

It can be stated that DG installation in power networks changes the network characteristics. There are a lot of methods employed in DGA due to their objectives operation constraints. Moreover, the studies on DGA can also be classified with respect to their employed optimization algorithms. A fitness function comprises of a combination of multi objectives and weight factors, is examined in the literatures. To form a single value objective function, weight factors are the most proper technique. However, the analytic methods combined with simple or exhaustive search can always result in an accurate solution, but they are not applicable for large networks. Due to the explained disadvantages of nature inspired optimization algorithms, a hybrid optimization algorithm seems to be more suitable for DGA, especially when renewable resources are also included.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بررسی تخصیص بهینه تولید پراکنده: اهداف ، محدودیت ها ، روش ها و الگوریتم ها

A review of the optimal allocation of distributed generation: Objectives, constraints, methods, and algorithms

کنترل توان راکتیو غیرمتمرکز واحدهای توزیع شده تولید توان بادی و فتوولتائیک با استفاده از یک روش مبتنی بر بهینه سازی شده فازی

Decentralized reactive power control of distributed PV and wind power generation units using an optimized fuzzy-based method

چکیده

1- مقدمه

2- ظرفیت توان رأکتیو DG ها و مدل‌سازی پخش توان

2-3 مقادیر طراحی و منحنی‌های ظرفیت توان رأکتیو

2-4 مدل‌سازی پخش توان DG ها

3- کنترل توان رأکتیو

3-1 سیستم کنترل فازی

3-2 بهینه‌سازی انبوه ذرات

4- شبیه‌سازی‌ها و نتایج

5- نتیجه‌گیری‌ها

چکیده

وجود توربین‌های بادی مبتنی بر ادوات الکترونیک قدرت و سیستم‌های فتوولتائیک در شبکه‌های توزیع، فرصت مناسبی را برای پیاده‌سازی روش‌های کنترل ولتاژ با استفاده از توان رأکتیو در این سیستم‌ها، در اختیار شرکت‌های توزیع قرار داده است. در این مقاله، یک روش غیرمتمرکز بر اساس منطق فازی به منظور کنترل توان رأکتیو واحدهای تولید پراکنده (DG ها) با در نظر گرفتن قیدهای تکنیکی، پیشنهاد شده است. سیستم فازی با الگوریتم گرادیان نزولی (GDA) بهینه‌سازی شده و سپس روی فناوری‌های DG ی مختلف شامل سیستم فتوولتائیک (PV)، توربین بادی مبتنی بر ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم (PMSG)، و همچنین یک توربین بادی مبتنی بر ژنراتور القایی تغذیه دوبل (DFIG) پیاده‌سازی شده است. سیستم مورد مطالعه به یک شبکه توزیع واقعی متصل شده است. با داشتن سیستم شبیه‌سازی شده، این مقاله نشان می‌دهد که سیستم فازی می‌تواند با دقت بالایی توان رأکتیو مورد نظری را که می‌بایست توسط هر واحد DG تولید گردد بر اساس تغییرات ولتاژ باس متصل به DG، تعیین کند. علاوه بر این، یک روش کنترل متمرکز ولتاژ نیز روی همین شبکه اعمال شده است تا عملکرد روش پیشنهادی را تأیید نماید. بررسی‌ها نشان می‌دهد که این روش قادر است پاسخی نزدیک به پاسخ بهینه را بیاید. سناریویی که در آن، عوامل ناخواسته در عملکرد DG ها ظاهر می‌شود به صورت دقیق تعریف شده و سپس یک استراتژی جدید به منظور حل این شرایط، ارائه می‌گردد. علاوه بر این، هماهنگی بین استاتور توربین بادی و مبدل سمت شبکه (GSC) مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی توانایی روش پیشنهادی در شبکه‌های توزیع مختلف، نتایج شبیه‌سازی برای سیستم تست 33 باس IEEE نیز ارائه شده است. نتایج عددی نشان می‌دهد که سیستم فازی قادر است ولتاژ باس متصل به DG را به صورت مؤثری کنترل نماید.

1- مقدمه

بیشتر واحدهای تولید پراکنده (DGها) از اینورتر برای اتصال شبکه برق استفاده می‌کنند، مانند سیستم‌های فتوولتائیک (PV)، توربین‌های بادی با مبدل‌های پرتوان و توربین‌های بادی ساخته شده با ژنراتورهای القایی تغذیه دوبل (DFIG). این فناوری‌های DG به خاطر مزایای متعددی که دارند متداول‌تر شده و امروزه بخشی از سیستم‌های توزیع هستند. DG ها می‌توانند توان اکتیو و ر رأکتیو بار را به صورت محلی تأمین کنند که در نتیجه این ویژگی، تلفات خط کاهش می‌یابد. همچنین، ولتاژ و پایداری سیستم قدرت را می‌توان با یکپارچه‌سازی DG با شبکه قدرت، بهبود بخشید. یک ویژگی جالب‌توجه دیگر از DG های مبتنی بر اینورتر قابلیت آن‌ها در کنترل توان رأکتیو است و برخی از شبکه‌های امروزی به مشارکت سیستم‌های PV و توربین‌های بادی در کنترل توان رأکتیو در سیستم قدرت نیاز دارند. به منظور برآورده سازی این نیاز شبکه، سازنده‌های اینورتر های خورشیدی اینورتر های خورشیدی خود را با قابلیت کنترل توان رأکتیو ارائه می‌کنند. 

5- نتیجه‌گیری‌ها

در این مقاله، یک روش غیرمتمرکز برای کنترل توان رأکتیو سیستم‌های PV و توربین‌های بادی با هدف تنظیم ولتاژ باس DG به کار رفته است. روش پیشنهادی بر اساس یک سیستم فازی است که توابع عضویت با کمک الگوریتم گرادیان نزولی بهینه‌سازی می‌شوند. ظرفیت توان رأکتیو سیستم‌های PV، توربین‌های بادی PMSG و توربین‌های بادی DFIG در کنترل ولتاژ در نظر گرفته شده است. شبیه‌سازی‌ها روی یک سیستم توزیع واقعی 54 باس در یک روز تابستانی و یک روز زمستانی صورت گرفته است. به منظور ارزیابی عملکرد سیستم کنترل فازی، یک روش متمرکز مبتنی بر PSO اعمال شده است تا خروجی توان رأکتیو بهینه DG ها محاسبه کند. سیستم کنترل فازی در ادامه روی شبکه توزیع 33 باس IEEE نیز اعمال شده است تا توانایی روش پیشنهادی را نشان دهد.

Abstract

The presence of power electronic-based wind turbines and photovoltaic systems in distribution networks has provided distribution companies an opportunity to implement voltage control through using the reactive power of these systems. In this paper, a decentralized method based on fuzzy logic is proposed to control the reactive power of distributed generations (DGs) regarding the technical constraints. The fuzzy system is optimized by gradient descent algorithm (GDA) and then implemented on various DG technologies including a photovoltaic (PV) system, permanent magnet synchronous generator (PMSG) wind turbine and also a doubly fed induction generator (DFIG) wind turbine. The system under study is tied to a real distribution network. Having simulated the system, the paper shows that the fuzzy system can appropriately determine the desired reactive power that should be produced by each DG based on the voltage variation of the bus at which the DG is connected. Furthermore, a centralized voltage control is also applied to the same network to verify the performance of the method proposed. The verification indicates that the method is capable of finding the near-optimal solution. A scenario in which an unwanted conflict appears in the DGs’ function is defined in detail and then a strategy is presented to resolve the situation. In addition to this, the coordination between the stator of the wind turbines and grid side converter (GSC) is examined. To investigate the robustness of the proposed method in different distribution networks, simulation results are also presented for IEEE 33-bus distribution test system. The numerical results show that the fuzzy system can effectively control the voltage of the DG connection bus.

1. Introduction

Most of the distributed generations (DGs) use inverters to connect to the power grid such as photovoltaic (PV) systems, wind turbines with full-power converters and wind turbines made up with doubly fed induction generators (DFIG). These DG technologies have become very popular for their benefits and now they are a part of the distribution systems [1]. DGs can supply the load active and reactive power locally, which results in a reduction in line losses [2]. Also, voltage and stability of the power system can be improved by integrating DG into the power grid [3]. An interesting feature of inverter-based DGs is their capability of reactive power control and some grid codes now require that PV systems and wind turbines participate in reactive power control of the power system [4]. To comply with new grid codes, solar inverter manufacturers are presenting their photovoltaic inverters with reactive power control capability.

5. Conclusions

In this paper, a decentralized method is used for reactive power control of PV systems and wind turbines with the aim to regulate DG bus voltage. The proposed method is based on a fuzzy system that its membership functions are optimized by the gradient descent algorithm. The reactive power capability of PV systems, PMSG wind turbines, and DFIG wind turbines are considered in the voltage control. The simulations are conducted in a real 54 bus distribution system during a typical day, a summer day and a winter day. To evaluate the performance of the fuzzy control system, a centralized method based on the PSO is also performed to obtain the optimal reactive power output of the DGs. The fuzzy control system is also applied to the IEEE 33 bus distribution network to show the robustness of the proposed method.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

کنترل توان راکتیو غیرمتمرکز واحدهای توزیع شده تولید توان بادی و فتوولتائیک با استفاده از یک روش مبتنی بر بهینه سازی شده فازی

Decentralized reactive power control of distributed PV and wind power generation units using an optimized fuzzy-based method

تاثیر تولید پراکنده (DG ) در حفاظت از سیستم قدرت

Impact of Distributed Generation on Protection of Power System

چکیده

1- مقدمه

2- تولید پراکنده

3- انواع تولید پراکنده

الف) فتو ولتائیک

ب) توربین بادی

ج) پیل‌های سوختی

د) میکرو توربین‌ها

ه) ماشین‌های دوار

4- اثر تولید پراکنده بر سیستم قدرت

الف) تأثیر DG بر روی تنظیم‌کننده‌ی ولتاژ

ب) تأثیر DG بر روی تلفات

ج) تأثیر DG بر روی هارمونیک‌ها

د) تأثیر DG بر روی سطح‌های اتصال کوتاه شبکه

5- تأثیر تولید پراکنده بر روی محافظت

الف) قطع نادرست تغذیه‌کننده

ب) مشکلات قطع تغذیه‌کننده

ج) جزیره‌ای شدن ناخواسته

6- سیستم مورد مطالعه

7- شبیه‌سازی نتایج

8- نتیجه‌گیری

9- ضمیمه

چکیده

تقاضای برق روز به روز در حال افزایش است؛ بنابراین ما به‌منظور تحقق این تقاضا نیاز داریم تا تولید انرژی را بیشتر کنیم. به‌دلیل این افزایش تقاضا، منابع انرژی تجدیدناپذیر در آستانه‌ی انقراض قرار دارند، بنابراین برای حل این مشکل، بایستی از منابع انرژی تجدیدپذیر استفاده نمود. یکی از مشکلات اتصال DG، وجود منابع انرژی تجدیدپذیر بر روی یک سیستم قدرت می‌باشد. اما اضافه نمودن DG دارای اثر مشخصی بر روی یک سیستم قدرت نیز می‌باشد.

این پژوهش به ارزیابی اثر DG بر روی حفاظت سیستم قدرت می‌پردازد. کار ارائه شده در این پژوهش شامل شبیه‌سازی سیستم قدرت شعاعی در نرم‌افزار PSCAD /EMTDC بوده است. در این شبیه‌سازی، خطای جریان و بار جریان مورد بررسی قرار گرفته است. تأثیر DG بر روی خطای جریان تحت تأثیر خطای LG، LL و LLLG در حالت حاوی و بدون محافظت مورد مطالعه قرار گرفته است. در حالت خطای LLLG، حداکثر مقدار خطای جریان مشاهده شده است. تأثیر محدود‌کننده‌ی خطای جریان مقاومتی نیز بر روی مقدار خطای جریان بررسی شده است. هم DG و هم منبع در برابر خطای جریان با استفاده از محافظت جریان زیاد به ترتیب با انتخاب مقدار 2kA و 4kA محافظت می‌شوند.

1- مقدمه

عملکرد سیستم توزیع به‌وسیله‌ی تولید پراکنده در روش‌های متنوع تحت تأثیر قرار می‌گیرد. در حالتی‌که DG با انرژی تجدیدپذیر برای کم نمودن اثر محیط زیستی تولید انرژی ارتباط پیدا کند، نشان‌دهنده‌ی یک هدف بزرگ برای DG در آینده می‌باشد. سیستم DG باعث بهبود پروفیل ولتاژ می‌شود، اما باعث اختلال در تنظیم ولتاژ می‌گردد ]1[، ]2[. اگر DG نزدیک به بار متصل گردد، تلفات در یک مدار می‌تواند به‌حداقل برسد. سیستم موجود با تولید در ایستگاه توزیع بر روی دستگاه تغذیه‌کننده‌ی شعاعی سر و کار ندارد، بنابراین اینگونه سیستم برای مدیریت این انرژی که بایستی به منبع فرستاده شود، طراحی نگردیده است. از این‌رو، اثر قابل‌توضیح بر روی عملیات محافظت موجود ممکن است بر روی هم قطع نادرست و هم بر روی دستگاه‌های محافظ غیرعملیاتی که محتمل می‌باشند، رخ دهد ]3[. 

8- نتیجه‌گیری

حضور تولید پراکنده ممکن است سبب افزایش خطاهای جریان حتی بیش از ظرفیت مدارشکن شود. بنابراین انتظار می‌رود که دستگاه‌های محافظت موجود دارای تنش الکتریکی بیشتری نسبت به معمولی‌ها باشند.

حالت‌های ارائه شده در این پژوهش نشان می‌دهد که اضافه کردن DG به‌وسیله‌ی موتور القایی باعث ایجاد جریان می‌گردد که هم منبع و هم DG در این حالت مشارکت دارند. همچنین مشاهده شده است که مشارکت DG بر روی خطا با اضافه نمودن DG باعث بیشتر شدن مقدار خطای جریان گردیده است. با استفاده از محافظت بیش از حد جریان لحظه‌ای، هم منبع و هم DG محافظت شده‌اند.

Abstract

Day by day demand of Electricity is increasing so, in order to fulfill this demand we need to increase generation of power. Because of this increasing demand, non-renewable energy sources are on the verge of extinction so the solution is to use renewable energy sources. One such solution is to connect DG having renewable energy sources in power system. But the insertion of DG has some impact on a power system.

This paper deals with the evaluation of the impact of DG on the protection of power system. The work presented in this paper consists of a simulation of a radial power system in PSCAD /EMTDC software. Monitoring of both fault current and the load current is done in the simulation. The impact of DG on fault current under the influence of LG, LL and LLLG fault with and without protection is studied Maximum magnitude of fault current is found in case of LLLG fault. Also, the impact of resistive fault current limiter on the magnitude of fault current is studied. Both DG and source is protected from fault current by using overcorrect protection with pick up value of 2kA and 4kA respectively.

I. Introduction

The performance of distribution system is affected by distributed generation in various ways. As DG is related to renewable energy for lowering the environmental impact of power generation indicate a large scope for DG in future. DG improves voltage Profile but interfere with voltage regulation [1],[2]. The losses in a circuit can be minimized if DG is connected near to the load. The existing system did not deal with generation at distribution substation on radial feeder so such system where not designed to handle such power would be sent back to the source. Hence, accountable effect on the operation of existing protection may occur both false tripping and non-operations of protective devices are possible [3].

VIII. CONCLUSION

The presence of Distributed Generation may cause higher fault currents that are over the breaking capacity of circuit breakers. Therefore, existing protection devices are exposed to more electrical stress than normal.

The cases presented in this paper shows that by adding DG the current drawn by the induction motor is contributed by both source and DG. Also, the DG contributes to the fault so it is found that magnitude of fault current increases with the insertion of DG. By providing instantaneous overcurrent protection both source and DG are protected.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تاثیر تولید پراکنده (DG ) در حفاظت از سیستم قدرت

Impact of Distributed Generation on Protection of Power System

کنترل بهینه ولتاژ در شبکه توزیع با حضور DG

Optimal voltage control in distribution network in the presence of DGs

چکیده

مقدمه

کنترل ولتاژ هماهنگ در شبکه توزیع

فرمول بندی مسئله

ولتاژ در گذرگاه راهبری

تولید توان راکتیو

ولتاژ در ژنراتورها

محدودیت های بهینه سازی

محدودیت های ولتاژ

محدودیت توان راکتیو

محدودیت های وزن

گذرگاه راهبری

تغییر دهنده اتصالات تحت بار (OLTC)

بهینه سازی پاراتو

کنترل ولتاژ هماهنگ بهینه (OCVC)

مطالعه موردی

پیاده سازی

خط تغذیه آزمایشی گره 13 IEEE

OLTC: مورد مرجع

کنترل ولتاژ هماهنگ بهینه (OCVC)

خط تغذیه آزمایشی گره 34 IEEE

نتیجه گیری

چکیده

امروزه مجتمع سازی دستگاه های جدید مانند تولید پراکنده، ذخیره سازی انرژی کوچک و اندازه گیر هوشمند برای شبکه های توزیع چالش های جدیدی را معرفی کرده است که نیازمند استراتژی های کنترلی پیچیده تری هستند. این مقاله روش جدیدی با عنوان کنترل ولتاژ هماهنگ بهینه (OCVC) را برای حل مسئله بهینه سازی چند هدفه با هدف کمینه سازی خطای ولتاژ در گذرگاه های راهبری (پایلوت)، انحراف توان راکتیو و خطای ولتاژ در ژنراتورها ارائه می کند. OCVC از بهینه سازی پاراتو برای یافتن مقادیر بهینه ولتاژ ژنراتورها و OLTC استفاده می کند. این روش مشارکت بهینه ای از توان راکتیو تمام دستگاه های موجود در شبکه را ارائه می نماید.
OCVC با روش کلاسیک کنترل ولتاژ هماهنگ مقایسه شده و بر خطوط تغذیه آزمایشی 13 و 34 گره ای IEEE با بار نامتعادل آزموده شده است. برخی اغتشاشات مورد بررسی قرار گرفته و نتایج، کارایی این روش پیشنهادی را نشان می دهند.

مقدمه

تغییرات آب و هوا و فناوری های جدید منجر به تغییراتی اساسی در تولید برق و الگوهای مصرف شده اند. تجهیزات متصل به شبکه توزیع در حال متنوع تر شدن هستند که شامل انرژی تجدیدپذیر هستند که با عنوان تولید پراکنده (DG)، ذخیره سازی انرژی کوچک و اندازه گیر هوشمند شناخته می شود. در نتیجه نیازمند الگوریتم های پیشرفته تری برای کنترل ولتاژ و VAR است.
DGها ممکن است باعث تغییرات ولتاژ و تغییر جهت جریان توان در شبکه توزیع شوند. افزایش ولتاژ به میزان توان اکتیو و راکتیو تزریق شده توسط DGها بستگی دارد. برخی پژوهش ها [1-3] اثر آن را بر ولتاژ، کاهش تلفات و تعیین اندازه و محل بهینه برای DGها مطالعه کرده اند. همچنین اندازه و محل نامناسب DGها ممکن است باعث تلفات زیاد توان و مشکلاتی در پروفیل ولتاژ شود [3-5].

نتیجه گیری

در این مقاله روشی جدید بر اساس مرز پاراتو ارائه شد و بر مسئله بهینه سازی چند هدفه ولتاژ اعمال شد. این روش به عنوان بهینه سازی چند سطحی با مشارکت توان اکتیو و راکتیو DG که به شبکه توزیع متصل هستند ارائه شده است. برای این منظور از مرز پاراتو برای حل تمام اهداف مختلف مسئله چند هدفه به صورت جداگانه با وزن های پویا استفاده کردیم.
سیستم قدرت جدید نیازمند تولید مجموعه ای از راه حل های بهینه (به جای یک راه حل منفرد) است تا عملگر (تصمیم گیرنده) بتواند انتخاب کند. سپس این روش جدید ممکن است با استراتژی ها، نقاط عملیاتی، اهداف و محدودیت های خاص سازگار شود.
عملکردهای OCVC بهتر از روش های OLTC و CVC هستند. OCVC تمام مسئله ولتاژ را برطرف می کند که شامل اضافه ولتاژهای DG است. مسئله ولتاژ حل شده است؛ پروفیل ولتاژ شبکه توزیع در یک محدوده خاص پیرامون مقادیر نقطه تنظیم باقی می ماند.
OCVC می تواند راه جالب توجهی برای کاهش یا حذف کردن سرمایه گذاری های آینده در تنظیم ولتاژ کلاسیک و توان راکتیو باشد.
این مقاله نشان می دهد که تجمیع بهینه شبکه توزیع DG می تواند به حفظ ولتاژ در محدوده تعیین شده و کاهش تلفات کمک کند.

Abstract

Nowadays, integration of new devices like Distributed Generation, small energy storage and smart meter, to distribution networks introduced new challenges that require more sophisticated control strategies. This paper proposes a new technique called Optimal Coordinated Voltage Control (OCVC) to solve a multi-objective optimization problem with the objective to minimize the voltage error at pilot buses, the reactive power deviation and the voltage error at the generators. OCVC uses Pareto optimization to find the optimal values of voltage of the generators and OLTC. It proposes an optimal participation of reactive power of all devices available in the network. OCVC is compared with the classical method of Coordinated Voltage Control and is tested on the IEEE 13 and 34 Node test feeders with unbalanced load. Some disturbances are investigated and the results show the effectiveness of the proposed technique.

Introduction

The climate changes and the new technologies have led to major changes in electricity generation and consumption patterns. The equipment connected to the distribution network is becoming more diversified including renewable energy that is known as Distributed Generation (DG), small energy storage, and smart meter. It consequently requires more advanced algorithms for voltage and VAR control.
The DGs may trigger variation of voltage and change the direction of power flow in the distribution network. The voltage rise depends on the amount of active and reactive power injected by the DGs. Some researches [1–3] have studied the impact on the voltage, the reduction of losses, and the determination the optimum size and location of the DGs. Also, improper DG size and inappropriate location may cause high power loss and problems in the voltage profile [3–5].

Conclusions

In this paper, a new technique based on the Pareto frontier has been presented and applied to Multi-Objective optimization voltage problem. It has been proposed as multilevel optimization with the participation of active and reactive power of the DG connected to the distribution network. For this purpose, we used the Pareto frontier to solve all the different objectives of the Multi-Objective problem separately with dynamic weights.
The modern power system requires the generation of a set of optimal solutions (instead of a single solution) that would allow the operator (Decision Maker) to choose. Then, this new technique may be adapted to particular strategies, operating points, objectives and constraints. OCVC performances are better than those of OLTC and CVC techniques.
OCVC eliminates the entire voltage problem, including the DG’s over-voltages. The voltage problem has been solved; the distribution network voltage profile stays in a fixed range around the set point values.
OCVC could be an interesting way to reduce or eliminate future investments in classical voltage and reactive power regulation. This paper shows that the optimal integration of DG in distribution network can help to maintain the voltage within the limits and reduce losses.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

کنترل بهینه ولتاژ در شبکه توزیع با حضور DG

Optimal voltage control in distribution network in the presence of DGs

روش های بهینه برآورد ظرفیت و مکان سنجی تولید پراکنده در سیستم های توزیع: مرور

Optimal sizing and siting techniques for distributed generation in distribution systems: A review

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مرور متد مطلوب تخمین ظرفیت و مکان سنجی تولید پراکنده در سیستم توزیع

Optimal sizing and siting techniques for distributed generation in distribution systems: A review

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

اقدام هماهنگ تب چنجر بر روی بار و توزیع–کنترل‌کننده پخش بار یکپارچه تعمیم یافته برای مدیریت ولتاژ سیستم توزیع با واحد تولید پراکنده

Coordinated Action of OLTC and D-GUPFC for Managing the Distribution System Voltage with DG units

چکیده

1- مقدمه

2- عمل تب‌چنجر بر روی بار ترانسفورماتور

3- کنترل‌کننده پخش بار بین خطوط تعمیم یافته

الف)اصول اولیه GUPFC

ب) معادلات عدم‌تطابق توان GUPFC

4- نتایج شبیه‌سازی

الف) حالت 1

ب) حالت 2

5- نتجیه‌گیری

چکیده

در این مقاله یک روش جدید برای تنظیم ولتاژ یک شبکه توزیع فشار متوسط شعاعی (MV) در حضور واحدهای تولید پراکنده(DG)ارائه می شود. روش پیشنهاد شده‌ متشکل از اقدام هماهنگ تب چنجر بر روی بار(OLTC)ترانسفورماتور و جبران قدرت ترکیبی توسط D-GUPFC است. مدیریت ولتاژ سیستم با استفاده از تب چنجر بر روی بار(OLTC) یکی از راه‌های مرسوم برای تنظیم ولتاژ سیستم‌های فشار متوسط(MV)می‌باشد. با‌این‌حال نمی‌توان از OLTC برای تنظیم ولتاژ فیدر‌های توزیع شعاعی طولانی استفاده کرد زیرا باعث تغییر ولتاژ نقطه ارسال از فیدر می‌شود. در این مطالعه، مشکل استفاده از تب چنجر بر روی بار OLTC)) برای تنظیم ولتاژ فیدر توزیع شعاعی با استفاده از جبران توان راکتیو در باس‌ متصل شده تولید پراکنده(DG) حل خواهد شد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که روش کنترلی پیشنهاد شده قادر به حفظ ولتاژ سیستم در محدوده ولتاژ مجاز در بدترین حالت آزمایش سیستم است.

1- مقدمه

سهم انرژی‌های تجدید پذیر در تولید برق در سال‌های اخیر براساس اهداف سیاسی به‌طور قابل‌توجهی افزایش یافته است. بدین‌ ترتیب شبکه‌های توزیع باید با چالش‌های فنی که تاکنون ناآشنا بودند مواجهه شوند. معکوس موقت پخش بار می‌تواند باعث مشکلات اضافه ولتاژ گردد. استراتژی‌های سنتی تنظیم ولتاژ قادر به حل این مشکل نمی‌باشند، درنتیجه منابع احیاء‌کننده نیاز است موقتا خاموش شوند یا زیرساخت‌های شبکه برای ادامه کار مجدد توسط اپراتور راه‌اندازی شوند. در برخی مناطق برق تولید شده بسیار بالاتر از میزان مصرف است. تولید پراکنده(DG)باعث تغییر در الگو‌های پخش بار شده است ازاین‌رو پخش‌ بار ممکن است دوطرفه شود. معکوس موقت پخش بار می‌تواند باعث تحریک افزایش ولتاژ در فاصله دور از ایستگاه فرعی، به‌خصوص در فیدر انتهایی شود. اگر ولتاژ تحمل بیش از 10% ولتاژ نامی شود ممکن است سایر دستگاه‌ها و تجهیزات آسیب ببینند(1).

5- نتیجه گیری

ایده جدید در این مقاله برای تنظیم ولتاژ فیدرهای متعدد سیستم‌های توزیع شعاعی با تولید پراکنده متصل در باس‌ سیستم‌ها ارائه شده بود. روش پیشنهادی اساسا برپایه ترکیب دو روش کنترلی متفاوت، جبران کننده استاتیک و عمل OLTC(تب چنجر بر روی بار) بود. این ایده برای استفاده(برپایه حد مجاز ولتاژ) عملOLTC در محدوده تعریف شده و اجازه دادن به D-GUPFC برای باقی‌مانده تجاوز ولتاژ بود. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که ایده پیشنهادی ما را قادر می‌سازد تا مشکل ولتاژ در سیستم توزیع ولتاژ متوسط شعاعی با چندین فیدر در حال کار در بدترین حالت را کنترل کنیم. علاوه بر این، به‌طوریکه از D-GUPFC در شرایط ولتاژ زیاد ( هنگامیکه OLTC دیگر نمی‌تواند کار کند) استفاده ‌شود به‌آن‌صورت تلفات شبکه را افزایش نمی‌دهد. در تحقیقات آینده هزینه اجرایی و ارزیابی عملی روش پیشنهادی بررسی خواهد شد.

Abstract

This paper presents a new technique for the voltage regulation of a radial medium voltage (MV) distribution grid in presence of distributed generation (DG) units. The proposed technique consists of the coordinated action of on-load tap changer (OLTC) of transformer and hybrid power compensation by D-GUPFC. Managing the system voltage using the action of OLTC is one of the most common ways for voltage regulation of MV systems. However, OLTC cannot be used for voltage regulation of long radial distribution feeders as it changes the sending point voltage of the feeder. In this study, the problem of using OLTC for the voltage regulation of a radial distribution feeder will be solved by using reactive power compensation at the DG connected bus. Simulation results reveal that the proposed control method is capable of maintaining the system voltage within the permitted range in the worst scenarios of the test system.

I- INTRODUCTION

The proportion of renewable energies in power generation has increased significantly in recent years according to the political aims. Thus, the distribution networks have to meet hitherto unfamiliar technical challenges. A temporary reversal of the power flow can cause overvoltage problems. Traditional voltage regulation strategies cannot solve this problem. Consequently, regenerative sources need to be turned off temporarily or on the long term the network infrastructure has to be extended by the network operator. In some areas, the installed generation power is significantly higher than the consumption. Distributed generation (DG) causes altered power flow patterns. Thus, the power flow may even become bidirectional. The temporary reversal of the power flow can provoke voltage rises away from the substation, especially at remote feeder ends. If the voltage exceeds the tolerance of usually 10 % above nominal voltage, other devices and equipment might be damaged [1].

V- CONCLUSION

A new idea was presented in this paper for the voltage regulation of multiple feeders radial distribution systems with Distributed Generation connected at the systems bus. The proposed method was principally based on the combination of the two different control methods which are static compensator and OLTC action. The idea was to use (based on the permitted range of voltage) the OLTC action in the predefined range and allow the D-GUPFC to manage the rest of the voltage violations. Simulation results revealed that proposed idea enables us to control the voltage problem of a radial medium voltage distribution system with multiple feeders in the worst working conditions. Moreover, as the DGUPFC is used in the extreme voltage conditions ( when OLTC cannot work anymore ), it doesn’t considerably increase network losses. In the future research, the cost of implementation and a practical evaluation of the proposed method will be investigated.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

اقدام هماهنگ تب چنجر بر روی بار و توزیع–کنترل‌کننده پخش بار یکپارچه تعمیم یافته برای مدیریت ولتاژ سیستم توزیع با واحد تولید پراکنده

Coordinated Action of OLTC and D-GUPFC for Managing the Distribution System Voltage with DG units

جبران توان هارمونیک و واکنش پذیر سیستم فتوولتائیک متصل به شبکه

Harmonic and Reactive Power Compensation of Grid Connected Photovoltaic System

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

جبران توان هارمونیک و واکنش پذیر سیستم فتوولتائیک متصل به شبکه

Harmonic and Reactive Power Compensation of Grid Connected Photovoltaic System

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

موقعیت و ظرفیت بهینه تولید توزیع شده چند منظوره برای کاهش خسارت و بهبود مشخصات ولتاژ با استفاده از الگوریتم رقابت امپریالیستی

Optimal location and capacity of multi-distributed generation for loss reduction and voltage profile improvement using imperialist competitive algorithm

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

موقعیت و ظرفیت بهینه تولید توزیع شده چند منظوره برای کاهش خسارت و بهبود مشخصات ولتاژ با استفاده از الگوریتم رقابت امپریالیستی

Optimal location and capacity of multi-distributed generation for loss reduction and voltage profile improvement using imperialist competitive algorithm

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.