Розробка нечіткого дистанційного захисту з урахуванням впливу використання об'єднаного регулятора потоків потужності
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.277343Ключові слова:
гнучка система передачі змінного струму, об'єднаний регулятор потоків потужності, Neuro-Fuzzy Designer (Нейро-нечіткий конструктор), системи захистуАнотація
В якості об'єкта дослідження прийнята компактну конструкцію нечіткого дистанційної захисту, включаючи його вплив на використання об'єднаного регулятора потоків потужності в енергосистемі. В останні роки у традиційних енергосистемах все ширше використовують пристрої гнучкої системи передачі змінного струму для підвищення стійкості енергосистеми при виникненні несправностей, дисбалансу та раптових змін навантаження. Це відіграє важливу роль у покращенні якості електроенергії, коефіцієнта потужності та управління потоків потужності. Об'єднаний регулятор потоків потужності є одним з таких пристроїв, яке є найбільш використовуваним, популярним і відповідає даним перевагам, але одночасно дає різну зміну уявного імпедансу системи захисту за рахунок своєї конструкції. Для вирішення цих завдань, за допомогою MATLAB® Simulink та Neuro-Fuzzy Designer була розроблена нова конструкція нечіткого дистанційного захисту. Запропонована проектна робота була розділена на три частини, перша без несправностей, друга включала чотири сценарії без використання та з використанням об'єднаного регулятора потоків потужності у різних місцях ліній електропередачі. Проектування виконано у третій частині після збору всіх вхідних-вихідних даних. У роботі пропонується ефективний метод проектування, який залежить від вхідного значення спостережуваного уявного імпедансу, також відомого як опір (R) та реактивний опір (X). Вихідний сигнал являє собою сигнал відключення автоматичного вимикача при виникненні несправності. Перевагами запропонованої конструкції є швидкий час усунення несправності, що становить 1,42 мс, та робота при використанні об'єднаного регулятора потоків потужності у різних місцях; результати показують швидке усунення несправностей, незважаючи на довгу траєкторію імпедансу в деяких випадках. Швидке усунення несправностей дозволить зробити систему більш стійкою та усунути несправності у роботі дистанційного захисту
Спонсор дослідження
- We would like to extend our deepest gratitude to the University of Mosul, College of Engineering, for their support throughout this work.
Посилання
- Sriram, C., Somlal, J., Goud, B. S., Bajaj, M., Elnaggar, M. F., Kamel, S. (2022). Improved Deep Neural Network (IDNN) with SMO Algorithm for Enhancement of Third Zone Distance Relay under Power Swing Condition. Mathematics, 10 (11), 1944. doi: https://doi.org/10.3390/math10111944
- C37.113-2015 - IEEE Guide for Protective Relay Applications to Transmission Lines (2016). doi: https://doi.org/10.1109/ieeestd.2016.7502047
- Hingorani, N. G., Gyugyi, L. (2000). Understanding FACTS: Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems. Wiley-IEEE Press, 452. Available at: https://ieeexplore.ieee.org/book/5264253
- Wei, L., Qi, Y., Qi, H. (2018). Research on design and implementation of relay protection in smart grid. 2018 Chinese Control And Decision Conference (CCDC). doi: https://doi.org/10.1109/ccdc.2018.8407353
- Ghorbani, A., Ebrahimi, S. Y., Ghorbani, M. (2017). Active power based distance protection scheme in the presence of series compensators. Protection and Control of Modern Power Systems, 2 (1). doi: https://doi.org/10.1186/s41601-017-0034-4
- Ghorbani, A., Mozafari, B., Ranjbar, A. M. (2012). Digital distance protection of transmission lines in the presence of SSSC. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 43 (1), 712–719. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2012.05.035
- Khoshkbar Sadigh, A., Tarafdar Hagh, M., Sabahi, M. (2010). Unified power flow controller based on two shunt converters and a series capacitor. Electric Power Systems Research, 80 (12), 1511–1519. doi: https://doi.org/10.1016/j.epsr.2010.06.015
- Zhou, X., Wang, H., Aggarwal, R. K., Beaumont, P. (2006). Performance Evaluation of a Distance Relay as Applied to a Transmission System With UPFC. IEEE Transactions on Power Delivery, 21 (3), 1137–1147. doi: https://doi.org/10.1109/tpwrd.2005.861329
- Ghorbani, A., Khederzadeh, M., Mozafari, B. (2012). Impact of SVC on the protection of transmission lines. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 42 (1), 702–709. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2012.04.029
- Singh, A. R., Dambhare, S. S. (2013). Adaptive distance protection of transmission line in presence of SVC. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 53, 78–84. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2013.03.020
- Raman, S., Gokaraju, R., Jain, A. (2013). An Adaptive Fuzzy Mho Relay for Phase Backup Protection With Infeed From STATCOM. IEEE Transactions on Power Delivery, 28 (1), 120–128. doi: https://doi.org/10.1109/tpwrd.2012.2226062
- Abdollahzadeh, H., Mozafari, B., Jazaeri, M. (2015). Realistic insights into impedance seen by distance relays of a SSSC-compensated transmission line incorporating shunt capacitance of line. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 65, 394–407. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2014.10.037
- Achary, K. S. K., Raja, P. (2017). Adaptive design of distance relay for series compensated transmission line. Energy Procedia, 117, 527–534. doi: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.05.179
- Lal, D. K., Barisal, A. K. (2017). Comparative performances evaluation of FACTS devices on AGC with diverse sources of energy generation and SMES. Cogent Engineering, 4 (1), 1318466. doi: https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1318466
- Debnath, M. K., Jena, T., Mallick, R. K. (2017). Optimal design of PD-Fuzzy-PID cascaded controller for automatic generation control. Cogent Engineering, 4 (1), 1416535. doi: https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1416535
- Khoa, N., Tung, D. (2018). Locating Fault on Transmission Line with Static Var Compensator Based on Phasor Measurement Unit. Energies, 11 (9), 2380. doi: https://doi.org/10.3390/en11092380
- Kuflom, M., Crossley, P., Osborne, M. (2018). Impact of ‘intermediate’ sources on distance protection of transmission lines. The Journal of Engineering, 2018 (15), 913–917. doi: https://doi.org/10.1049/joe.2018.0239
- Yatendra, K., Tripathi, P., Singh, R. (2019). Impact of FACTS Device on Zonal Protection Scheme in Modified Dorsey-Chicago Transmission System. 2019 3rd International Conference on Recent Developments in Control, Automation & Power Engineering (RDCAPE). doi: https://doi.org/10.1109/rdcape47089.2019.8979070
- Georgilakis, P. S., Hatziargyriou, N. D. (2019). Unified power flow controllers in smart power systems: models, methods, and future research. IET Smart Grid, 2 (1), 2–10. doi: https://doi.org/10.1049/iet-stg.2018.0065
- Apostolopoulos, C. A., Korres, G. N. (2010). Real-time implementation of digital relay models using MATLAB/SIMULINK and RTDS. European Transactions on Electrical Power, 20 (3), 290–305. doi: https://doi.org/10.1002/etep.311
- Abdollahzadeh, H. (2021). A new approach to eliminate impacts of high-resistance faults by compensation of traditional distance relays’ input signals. Electric Power Systems Research, 194, 107098. doi: https://doi.org/10.1016/j.epsr.2021.107098
- Rathore, B., Mahela, O. P., Khan, B., Padmanaban, S. (2021). Protection Scheme using Wavelet-Alienation-Neural Technique for UPFC Compensated Transmission Line. IEEE Access, 9, 13737–13753. doi: https://doi.org/10.1109/access.2021.3052315
- Zamora-Mendez, A., Sotelo-Castañón, J., Arrieta Paternina, M. R., Buendia, P., Torres, C., Toledo-Santos, C. et al. (2021). Two effective methods for impedance estimation in distance relays based on the DC offset removal. Electric Power Systems Research, 194, 107102. doi: https://doi.org/10.1016/j.epsr.2021.107102
- Sorrentino, E., Melián, J., De Andrade, V. (2023). A novel method to obtain the offset mho characteristic of memory-polarized and cross-polarized distance functions of protective relays from experimental measurements. Electric Power Systems Research, 216, 108897. doi: https://doi.org/10.1016/j.epsr.2022.108897
- Kumar Kavuturu, K. V., Sai Tejaswi, K. N. V., Janamala, V. (2022). Performance and security enhancement using generalized optimal unified power flow controller under contingency conditions and renewable energy penetrations. Journal of Electrical Systems and Information Technology, 9 (1). doi: https://doi.org/10.1186/s43067-022-00057-y
- Nasser, A., Arkan, S. (2019). Enhancement Effects of the STATCOM on the Distance Relay Protection. International Journal of Computer Applications, 182 (40), 10–14. doi: https://doi.org/10.5120/ijca2019918461
- Bonetti, A., Yalla, M. V. V. S., Holst, S. (2016). The IEC 60255-121:2014 standard and its impact on performance specification, testing and evaluation of distance protection relays. 2016 IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exposition (T&D). doi: https://doi.org/10.1109/tdc.2016.7520031
- Ma, J., Xiang, X., Li, P., Deng, Z., Thorp, J. S. (2017). Adaptive distance protection scheme with quadrilateral characteristic for extremely high‐voltage/ultra‐high‐voltage transmission line. IET Generation, Transmission & Distribution, 11 (7), 1624–1633. doi: https://doi.org/10.1049/iet-gtd.2016.0373
- Thakare, S., Janaki, M., Thirumalaivasan, R. (2019). Improvement in Power Flow Control and Voltage Regulation using UPFC. 2019 Innovations in Power and Advanced Computing Technologies (i-PACT). doi: https://doi.org/10.1109/i-pact44901.2019.8960151
- Alnaib, I. I., Alsammak, A. N. B., Sabry, S. (2022). Protection Relay Performance Comparison for Faults Detection and Classification Based on ANN and ANFIS. Control, Instrumentation and Mechatronics: Theory and Practice, 545–555. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-19-3923-5_47
![Розробка нечіткого дистанційного захисту з урахуванням впливу використання об'єднаного регулятора потоків потужності](https://journals.uran.ua/public/journals/3/submission_277343_315533_coverImage_uk_UA.png)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Ahmed Nasser B. Alsammak, Hiba Nadhim A Al-Kaoaz
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by/4.0/88x31.png)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.