The increasing penetration of distributed generators (DGs) in modern day power grids results in varying fault current levels and network scenarios which may affect the conventional overcurrent protection relays. This necessitates a protection scheme with efficient fault signal estimations and smart decision-making capabilities in case of unexpected events. In this paper, a novel, fast, and adaptive relay mechanism has been proposed for complete protection of radial distribution systems with DG penetration. A fast recursive discrete Fourier transform (FRDFT) algorithm is used here for efficient fundamental tracking of varying power system signals. The numerical relay design using the FRDFT algorithm is embedded with a fuzzy-logic decision-making module for obtaining optimal protection settings in case of changing system conditions. The proposed adaptive scheme is tested on a standard IEEE 34-bus distribution system equipped with DGs by simulating various case studies. Simulation results verify that the adaptive relay is able to capture the changing system scenarios and select the protection settings accordingly

چكيده

نفوذ روزافزون ژنراتورهای توزیع شده (DGها) در شبکه­ های برق مدرن امروزي، منجر به سطوح جريان خطاي متغير و حالات مختلف شبکه ­اي می­شود که ممکن است بر رله ­های حفاظت از اضافه جريان تأثیر بگذارد. این مستلزم یک طرح حفاظتي با تخمین­ هاي کارآمد سیگنال خطا و قابلیت­ هاي تصمیم گیری هوشمند در صورت وقوع رویدادهای غیر منتظره است. در این مقاله، یک مکانیزم رله­ ي جدید، سریع و انطباقي برای حفاظت کامل از سیستم ­های توزیع شعاعی با نفوذ DG پیشنهاد شده است. در اينجا الگوریتم تبدیل فوریه ­ی گسسته بازگشتي سریع (FRDFT) به منظور ردیابی کارآمد سیگنال­های مختلف سیستم قدرت استفاده می­گردد. برای به دست آوردن تنظیمات حفاظت بهینه در صورت تغییر شرایط سیستم، طراحی عددی رله با استفاده از الگوریتم FRDFT همراه با ماژول تصمیم گیری منطق فازی (FLDM) تعبيه شده است. بوسيله شبیه سازی مطالعات موردی مختلف، طرح انطباقي پیشنهادی بر روی یک سیستم توزیع 34-باسه استاندارد IEEE مجهز به DGها مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می­دهد که رله انطباقي می­تواند سناریوهای سیستم را تغییر دهد و بر اين اساس، تنظیمات حفاظتي را انتخاب کند.

-1مقدمه

وجود ژنراتورهای توزیع شده (DGها) در شبکه توزیع، بسته به نوع، مکان و پلاگین­ و ماهيت آنها می­تواند موجب مسائلی در رابطه با حفاظت شود. غالب سیستم ­های توزیع، شعاعي هستند و هماهنگی حفاظتی آنها بگونه ­اي طراحی شده است كه در حالت جریان برق یک طرفه عمل كنند. با این وجود، جریان برق ممکن است با حضور DGها ديگر یک طرفه نباشد و منجر به عدم استفاده از رله ­های اضافه جریان جهتي متعارف شود [1]. علاوه بر این، رفتار DGها در حالت متصل به شبکه و حالت جزیره ­ای می­تواند سطوح جريان خطا را تغییر دهد و هماهنگی رله­ها را مختل کند. این به خاطر اين است كه توان اتصال کوتاه سیستم از دید رله، در حالت حالت اتصال به شبکه نسبت به حالت جزیره­ ای، بالاتر است…