مقالات برقی

چالش های سیستم های حفاظتی با حضور منابع تولید پراکنده: Protection Systems Challenges With Distributed Generation Presence

Protection Challenges Under Bulk Penetration of Renewable Energy Resources in Power Systems: A Review

Abstract:

Among different sources of alternate energy,

wind and solar are two prominent and promising alternatives to meet the future electricity needs for mankind. Generally, these sources are integrated at the distribution utilities to supply the local distribution customers. If the power generated by these sources is bulk. then they are either integrated at the distribution/transmission level or may be operated in an island mode if feasible. The integration of these renewables in the power network will change the fault level and network topologies. These fault levels are intermittent in nature and existing protection schemes may fail to operate because of their pre-set condition. Therefore, the design and selection of a proper protection scheme is very much essential for reliable control and operation of renewable integrated power systems.

Depending upon the level of infeed and location of the renewable integration, the protection requirements are different. For low renewable infeed at the distribution level, the existing relay settings are immune from any small change in the network fault current from new incoming renewables. However, bulk renewable infeed requires modification in the existing protection schemes to accommodate the fault current variation from the incoming renewables. For bulk penetration of the renewable, the requirement of modified/additional protection schemes is unavoidable.

Adaptive relaying and non-adaptive relaying schemes are discussed in the literature for protection of power networks, which are experiencing dynamic fault currents and frequent changing network topologies. This article presents a detailed review of protection schemes for renewable integrated power networks which includes distribution, transmission and microgrid systems. The merits and demerits of these protection schemes are also identified in this article for the added interest of the readers. The visible scope of advance protection schemes which may be suitable for providing reliable protection for dynamic fault current networks is also explored.

https://ieeexplore.ieee.org/document/8233582

 A review on issues and approaches for microgrid protection

Abstract:

In a traditional power grid, power generation is done at various potential locations and transmitted into power grid and then distributed to the customer premises. The traditional grid incurs heavy investment, limited reliability, increased emissions of green house gases and increased transmission line losses. It has made the utility to opt for connecting numerous renewable based micro sources near the customer premises, as per their requirement and providing intelligent control for the grid. As a comprehensive solution, microgrids are suggested by the researchers which would provide reliable, quality and efficient supply to its customers. The connection of microgrid in the existing distribution network makes the radial network more complicated.

It also causes the magnitude of fault current to change dynamically depending on the modes of operation (grid connected or islanded mode), type of distributed generator, status of distributed generators and number of distributed generators. The conventional protection schemes are designed for radial power flow with centralized power generation, which makes the existing protection scheme to fail with the microgrid. Hence, an attempt is made to relook into the basic concepts and significance of microgrid, issues faced by the microgrid in the context of protection and various protection strategies.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1364032116305354

 

Review on Protection Issues with Penetration of Distributed Generation in Distribution System

https://ieeexplore.ieee.org/document/6925918

 

Distributed Generation and Its Impact on Power Grids and Microgrids Protection

https://ieeexplore.ieee.org/document/6201229/authors

چالش‌های حضور مولدهای تولید پراکنده بر روی سیستم حفاظت

اگرچه حضور منابع تولید پراکنده نظیر نیروگاههای بادی، خورشیدی، گازی و غیره، دارای مزایای بسیار زیادی برای سیستم های قدرت می باشند. این نکته را نیز باید در نظر گرفت که این منابع باعث بروز مشکلاتی در سیستم قدرت می شوند. یکی از این مشکلات، تاثیر آنها بر روی حفاظت سیستم های قدرت می باشد. تجهزات حفاظتی در سیستم های قدرت علاوه بر این که باعث جلوگیری از صدمات جانی، مالی می شوند. از قطعی گسترده شبکه (Blackout) نیز جلوگیری می کنند. مقالات بسیاری به مطالعه مشکلات منابع تولید پراکنده بر روی سیستم های حفاظت رله ای پرداخته شده است. در ادامه به بیان برخی از این چالش‌ها پرداخته شده است.

  • کوری حفاظت(Blinding Protection):

از آنجایی که شبکه های توزیع دارای ساختار شعاعی می باشند. با حضور مولدهای تولید پراکنده در این شبکه‌ها، در صورت بروز خطا در پایین دست، بخشی از جریان محل خطا توسط مولدهای تولید پراکنده تغدیه می شود و به همین منظور جریان اتصالی از سمت فیدر(بالادست) کاهش می یابد. با کاهش جریان اتصال کوتاه از فیدر، زمان عملکرد رله های حفاظتی فیدر افزایش می یابد و حتی در بدترین حالت ممکن است با بروز خطا در پایین دست فیدر، رله حفاظتی اصلا عمل نکنند.

  • تریپ اشتباهی (Sympathetic or False tripping):

حضور مولدهای تولید پراکنده امکان بروز تریپ های اشتباهی در شبکه را افزایش می دهند همانطور که در شکل نیز مشاهده می شود با بروز خطا بر روی فیدر مجاوری که دارای مولد تولید پراکنده می باشد جریان خطای مولد تولید پراکنده به سمت محل خطا شارش پیدا می کند و این امر می تواند باعث عملکرد اشتباهی رله های حفاظتی شود. استفاده از رله های جهتدار به منظور رفع این مشکل پیشنهاد شده است.

  • مشکلات جزیره ای شدن(Islanding Problems):

یکی دیگر از مشکلات حضور مولدهای تولید پراکنده در شرایط جزیره ای شدن می باشد. با قطع فیدر متصل به مولد تولید پراکنده، حداکثر تا 2 ثانیه مولد تولید پراکنده باید از شبکه جدا شود و عدم قطع آن می تواند موجب شرایط ناپایداری شبکه شود . تمامی مولدهای تولید پراکنده از طریق رله های حفاظتی و یا RTU قادر به تریپ خود در صورت بروز قطعی فیدر متصل شده به مولد را دارند.

  • عدم هماهنگی حفاظتی(Loss of Coordination):

مولدهای تولید پراکنده باعث مشکلاتی در هماهنگی تجهیزات حفاظتی نظیر فیوز و ریکلوزر می شوند که با حضور مولدهای تولید پراکنده نیاز به هماهنگ سازی مجدد دارند.

البته حضور مولدهای تولید پراکنده موجب چالش‌های دیگری نظیر تغییر در سطح اتصال کوتاه شبکه،  حساسیت و غیره در تجهیزات حفاظتی نیز می شوند.

0 0 رای ها
رأی دهی به مقاله
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
View all comments