بهینه‌سازی تابع چندهدفه برای مشخصه‌های ریکلوزر دیجیتال و سایز محدودساز جریان خطا در شبکه توزیع دارای تولیدات پراکنده

قبادپور, سامان; گندمکار, مجید; نیکوکار, جواد

doi:10.22108/isee.2022.126344.1436

نوع مقاله : مقاله پژوهشی فارسی

نویسندگان

دانشکده مهندسی برق ـ دانشگاه آزاد اسلامی ساوه ـ ساوه ـ ایران

https://doi.org/10.22108/isee.2022.126344.1436

چکیده

تولیدات پراکنده در کنار مزایای فراوانشان برای شبکه‌های توزیع، باعث تغییر جهت و افزایش سطح جریان خطا در شبکه توزیع می‌شوند. این تغییرات باعث از بین رفتن هماهنگی حفاظتی ریکلوزرها و فیوزها در شبکه‌های توزیع می‌شود. معمولاً زمان عملکرد ریکلوزرها با دو تنظیم اصلی TDS و IP تعیین می‌شوند؛ اما دو مشخصه دیگر A و B که در ریکلوزرهای سنتی به‌صورت استاندارد تعریف می‌شوند، زمان عملکرد ریکلوزرها را تغییر می‌دهد که در ریکلوزرهای دیجیتال تغییر‌پذیرند. در این مقاله، این دو مشخصه به همراه TDS و IP برای ایجاد هماهنگی حفاظتی، بهینه‌سازی می‌شوند. برای این منظور، ابتدا مکان و سایز DGها و سپس برای کاهش تأثیرات DGها، محل و امپدانس FCLها با هدف کاهش تلفات، بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تغییرات جریان‌های خطای فیدرها در زمان اتصال DGها با تابع هدف چندعامله بهینه‌سازی می‌شود. سپس با هدف بازیابی هماهنگی حفاظتی و کاهش زمان عمکرد تجهیزات حفاظتی فیوز و ریکلوزر، با استفاده از یک تابع چندعامله، مشخصه‌های A، B، TDS، IP بهینه‌سازی می‌شود. طرح پیشنهادی برای اعتبارسنجی بر شبکه 33 باسه IEEE در حضور DGهای سنکرون و SFCL مقاومتی در نرم‌افزار دیگسایلنت شبیه‌سازی شده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Optimization of Multi-Objective Function for User-defined Characteristics Recloser and Size of Fault Current Limiters in Radial Networks with Distributed Generation

نویسندگان [English]

Saman Ghobadpour
Majid Gandomkar
Javad Nikoukar

Department of Electrical Engineering, Islamic Azad University, Saveh branch, Saveh, Iran

چکیده [English]

In addition to the many advantages of Distributed Generation (DG) for the distribution networks, they change the direction and increase the level of fault current. These changes may cause the loss of protection coordination of reclosers and fuses in distribution networks. Usually, the operation time of reclosers is determined by two main settings, TDS and IP, but two other parameters (A and B), which are defined by the standards of traditional reclosers, are also influential on the operation time of reclosers. These two parameters can be modified in digital reclosers. In this article, these two characteristics are optimized with TDS and IP to restore protection coordination. For this purpose, first, the location and the size of the DGs are specified, after that to alleviate the effects of the DGs, the location and the impedance of FCLs are optimized by a multi-objective optimization function to reduce the loss, improve voltage profile, and reduce the effects of changes in the feeders’ fault current while DGs are connected to the distribution network. Then, to restore the protection coordination, and to reduce the operating time of the protection equipment, fuse, and recloser, the parameters A, B, TDS, and IP are optimized using a multi-function optimization. To validate the proposed approach, the IEEE 33-bus network in the presence of synchronous DGs and resistive SFCL has been simulated in DIgSILENT software.

کلیدواژه‌ها [English]

Voltage profile
Protection coordination
Loss reduction
Digital reclosers

مراجع

[1] S. Chatterjee, P. Kumar and S. Chatterjee, “A techno-commercial review on grid-connected photovoltaic system”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 81, part 2, 2018.

[2] S. Chatterjee and S. Chatterjee, “Review on the techno-commercial aspects of wind energy conversion system”, IET Renewable Power Generation, Vol. 12, No. 14, pp. 1581-1608, 2018.

[3] Manditereza, P. T., Bansal, R., “Renewable distributed generation: The hidden challenges – A review from the protection perspective”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, No. 58, pp. 1457 – 1465, 2016.

[4] Saman Ghobadpour, Majid Gandomkar, Javad Nikoukar, “Determining Optimal Size of Superconducting Fault Current Limiters to Achieve Protection Coordination of Fuse-Recloser in Radial Distribution Networks with Synchronous DGs”, Electric Power Systems Research, Vol. 185, 2020.

[5] Kennedy, J.,Ciufo, P.,Agalgaonkar, A., “A review of protection systems for distribution networks embedded with renewable generation”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, No. 58, pp.1308–1317, 2016.

[6] M. E. Hamidi and R. M. Chabanloo, “Optimal Allocation of Distributed Generation With Optimal Sizing of Fault Current Limiter to Reduce the Impact on Distribution Networks Using NSGA-II”, IEEE Systems Journal, Vol. 13, No. 2, pp. 1714-1724, 2019.

[7]K. Pereira, B. R. Pereira, J. Contreras and J. R. S. Mantovani, “A Multiobjective Optimization Technique to Develop Protection Systems of Distribution Networks With Distributed Generation”, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 33, No. 6, pp. 7064-7075, Nov. 2018.

[8]A. Yazdaninejadi, S. Golshannavaz, D. Nazarpour, S. Teimourzadeh and F. Aminifar, “Dual-Setting Directional Overcurrent Relays for Protecting Automated Distribution Networks”, IEEE Transactions on Industrial Informatics, Vol. 15, No. 2, pp. 730-740, Feb. 2019.

[9]F. G. K. Guarda, G. Cardoso, C. D. L. da Silva and A. P. de Morais, “Fault Current Limiter Placement to Reduce Recloser Fuse Miscoordination in Electric Distribution Systems with Distributed Generation using Multiobjective Particle Swarm Optimization”, in IEEE Latin America Transactions, Vol. 16, No. 7, pp. 1914-1920, July 2018.

[10]M. N. Alam, B. Das and V. Pant, “Optimum recloser–fuse coordination for radial distribution systems in the presence of multiple distributed generations”, IET Generation, Transmission & Distribution, Vol. 12, No. 11, pp. 2585-2594, 2018.

[11] K. Wheeler, M. Elsamahy and S. Faried, “Use of superconducting fault current limiters for mitigation of distributed generation influences in radial distribution network fuse–recloser protection systems”, IET Generation, Transmission & Distribution, Vol. 11, No. 7, pp. 1605-1612, 2017.

[12] P. H. Shah and B. R. Bhalja, “New adaptive digital relaying scheme to tackle recloser-fuse miscoordination during distributed generation interconnections”, IET Generation, Transmission & Distribution, Vol. 8, No. 4, pp. 682-688, April.2014.

[13] A. Elmitwally, E. Gouda, S. Eladawy, “Restoring recloser-fuse coordination by optimal fault current limiters planning in DG-integrated distribution systems”, International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Vol. 77, 2016.

[14] Sambaiah, KS, Jayabarathi, T. “Loss minimization techniques for optimal operation and planning of distribution systems: A review of different methodologies”, International Transactions on Electrical Energy Systems, 2020.

[15] L. Chen et al., “Study on Coordination of Resistive SFCLs and Hybrid-Type Circuit Breakers to Protect a HVDC System with LCC and VSC Stations”, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 30, No. 4, pp. 1-6, June 2020.

[16] A. Arafa, M. M. Aly and S. Kamel, “Impact of Distributed Generation on Recloser-Fuse Coordination of Radial Distribution Networks”, 2019 International Conference on Innovative Trends in Computer Engineering (ITCE), Aswan, Egypt, pp. 505-509, 2019.

[17] Azizian, D., Bigdeli, M., Faiz, J., “Design optimization of cast-resin transformer using nature inspired algorithms”, Arab. J. Sci. Eng, pp. 3491–3500, 2016.

[18] A. Arafa, M. M. Aly and S. Kamel, “Impact of Distributed Generation on Recloser-Fuse Coordination of Radial Distribution Networks”, 2019 International Conference on Innovative Trends in Computer Engineering (ITCE), pp. 505-509, Aswan, Egypt, 2019.

[19] Carlos A. Castillo Salazar, Arturo Conde Enríquez, Satu Elisa Schaeffer, “Directional overcurrent relay coordination considering non-standardized time curves”, Electric Power Systems Research, Vol. 122, 2015.

هوش محاسباتی در مهندسی برق

بهینه‌سازی تابع چندهدفه برای مشخصه‌های ریکلوزر دیجیتال و سایز محدودساز جریان خطا در شبکه توزیع دارای تولیدات پراکنده

مراجع

مراجع

مقالات آماده انتشار، اصلاح شده برای چاپ
انتشار آنلاین از تاریخ 10 مهر 1401

بهینه‌سازی تابع چندهدفه برای مشخصه‌های ریکلوزر دیجیتال و سایز محدودساز جریان خطا در شبکه توزیع دارای تولیدات پراکنده

مراجع

مراجع

مقالات آماده انتشار، اصلاح شده برای چاپ انتشار آنلاین از تاریخ 10 مهر 1401

مقالات آماده انتشار، اصلاح شده برای چاپ
انتشار آنلاین از تاریخ 10 مهر 1401