عنوان پایان‌نامه

بهبود عملکرد حفاظت پشتیبان خطط انتقال با استفاده از داده های فازوری



    دانشجو در تاریخ ۰۱ بهمن ۱۳۹۳ ، به راهنمایی ، پایان نامه با عنوان "بهبود عملکرد حفاظت پشتیبان خطط انتقال با استفاده از داده های فازوری" را دفاع نموده است.


    رشته تحصیلی
    مهندسی برق-قدرت-سیستم ها فشارقوی الکتریکی
    مقطع تحصیلی
    کارشناسی ارشد
    محل دفاع
    کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2617;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 66967
    تاریخ دفاع
    ۰۱ بهمن ۱۳۹۳
    دانشجو
    جواد زارع
    استاد راهنما
    مجید صنایع پسند, فرخ امینی فر
    چکیده
    لینک فایل چکیده
    در سال های اخیر، به دلیل خصوصی سازی و رقابتی شدن صنعت برق و هزینه های احداث تجهیزات جدید، سیستم های قدرت با رزرو و حاشیه پایداری کمتری بهره برداری می شوند. کاهش رزرو و حاشیه پایداری منجر به وقوع خاموشی های سراسری شده و در نتیجه هزینه های هنگفتی را برای تولیدکنندگان و مصرف-کنندگان برق تحمیل می¬کند. تحقیقات صورت گرفته روی خاموشی های چند دهه گذشته نشان می دهد که یکی از مهمترین عوامل این خاموشی ها عملکرد نامناسب حفاظت پشتیبان خطوط انتقال (که در راس آن ناحیه 3 رله دیستانس قرار دارد) می باشد. عوامل متعددی از جمله نوسانات توان، کاهش ولتاژ، خروج ناگهانی ژنراتور و همچنین اضافه بار شدن خطوط می توانند باعث عملکرد اشتباه رله شوند. ظهور فن آوری های اندازه گیری فازوری مانند واحدهای اندازه گیری فازوری و رله های دیجیتال مجهز به سیستم موقعیت یاب جهانی و همچنین کانال های مخابراتی با سرعت انتقال اطلاعات بالا مانند فیبر نوری، امکان جمع آوری داده های اندازه گیری شده در یک مکان معین فراهم شده است. لذا، از این داده ها می توان به منظور بهبود عملکرد حفاظت پشتیبان خطوط انتقال استفاده کرد. این پایان نامه به بررسی و بهبود عملکرد حفاظت پشتیبان خطوط انتقال به صورت گسترده می پردازد. برای این منظور، یک روش حفاظت پشتیبان گسترده با استفاده از داده های فازوری ارائه می شود. در این روش پیشنهادی، تنها از مولفه های مثبت ولتاژ و جریان بعضی از باس ها و خطوط به منظور شناسایی خط خطادار استفاده می شود. روش پیشنهادی بر روی شبکه 57 شینه IEEE مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج شبیه سازی نشان خواهد داد که روش پیشنهادی خطاهای مختلف را به درستی و در زمان کوتاهی شناسایی می کند. همچنین، عملکرد روش پیشنهادی در برابر شرایط تنش سیستم مانند نوسان توان، افزایش ناگهانی بار و خروج ژنراتور مورد بررسی قرار می گیرد و مقاوم بودن روش پیشنهادی در برابر این تنش ها به اثبات خواهد رسید. در سیستم های قدرت در مقیاس بزرگ، از آنجایی که حفاظت پشتیبان خطوط انتقال باید در چند صد میلی ثانیه عمل کند (در حدود 800 میلی ثانیه)، تاخیر وسایل اندازه گیری و شبکه مخابراتی ممکن است مشکل-ساز شوند. لذا، در کنار ارائه روش حفاظت پشتیبان گسترده پیشنهادی، یک فرمولاسیون خطی به منظور ناحیه-بندی سیستم های قدرت بزرگ و محدود کردن تاخیر مخابراتی در این شبکه ها پیشنهاد می شود. اجرای فرمولاسیون خطی پیشنهادی بر روی سیستم های تست مختلف نشان می دهد که با ناحیه بندی سیستم، طرح پیشنهادی با قابلیت اطمینان بالایی می تواند در عمل مورد استفاده قرار گیرد. واژه‌های کلیدی: حفاظت پشتیبان گسترده، ناحیه بندی سیستم قدرت، واحدهای اندازه گیری فازوری، تشخیص خطا، شناسایی خط خطادار، فرمولاسیون خطی، تاخیر مخابراتی
    Abstract
    In recent years, due to privatization and competition of electricity industry and the costs of new equipment construction, the power systems are operated with less reserve and stability margin. Reducing the reserve and stability margin leads to the occurrence of a blackout and subsequently huge costs are imposed for producers and customers of the power system. Studies on the blackouts indicate that one of the most important factors of these blackouts is maloperation of the backup protection (e.g. zone 3 of distance relays). Different factors such as power swing, voltage drop, generator outage, and load encroachment cause relays maloperation. With the emergence of advanced measuring devices such as phasor measurement units (PMUs) and global positioning system (GPS)-equipped digital relays and also modern digital communication systems with high speed data transfer such as fiber optic, the transmitted information from different points of the system are comparable. Hence, these technologies can be used to improve the backup protection of transmission lines. This thesis will evaluate and improve the performance of wide-area backup protection of transmission lines. For this purpose, a wide-area backup protection scheme will be proposed using phasor measurement data. In this scheme, only positive-sequence voltage and current quantities of some buses and lines are used to identify the faulted line. The proposed method are evaluated on IEEE 57-bus test system. The results indicate that the proposed wide-area backup protection identifies different faults properly in a very short time. Also, performance of the proposed scheme against stress conditions such as power swing, generator outage, and load encroachment is evaluated and its good and reliable performance is proved. In large-scale power systems, since backup protection should operate at the range of several hundred of milliseconds, say 800 ms after occurrence of a fault, delays of measuring devices and communication networks may be a troublesome issue. Hence, in addition to the wide-area backup protection scheme, a linear formulation for regionalization of large-scale power systems is proposed in order to limit delay communication. Execution of the proposed linear formulation on different test systems reveals that with regionalization of the systems, WABP schemes can reliably be used in practice. Keywords: Wide-area backup protection, Regionalization of power system, Phasor measurement units (PMUs), Fault detection, Identification of the faulted line, Linear formulation, Communication latency.