MSc Thesis: Islanding detection of synchronous distributed generation in distribution systems
چکیده:
به طور معمول، شبکه‌های توزیع پسیو هستند، بنابراین با قطع ارتباط آنها با شبکه بالادست، بارها و اجزا شبکه بی‌برق می‌شوند. با اتصال تولیدات پراکنده (DG) به فیدرهای توزیع، این شبکه‌ها از حالت پسیو خارج شده و در صورت قطع ارتباط با بالادست، بارها همچنان از طریق تولیدات پراکنده برق‌دار هستند، به عبارتی حالت جزیره‌ای در سیستم رخ می‌دهد. با توجه به اینکه، به طور معمول سیستم‌های توزیع در حالت کار جدا از شبکه دارای امکانات کنترل ولتاژ و فرکانس نیستند، تداوم کار سیستم در حالت جزیره‌ای، قابل قبول نیست و برای اجتناب از خسارت به شبکه، بارها و تولیدات پراکنده، لازم است در کمترین زمان ممکن این منابع از شبکه جدا شوند. به این منظور تولیدات پراکنده به سیستم حفاظت ضدجزیره‌ای مجهز می‌شوند. این سیستم می‌تواند در یک بستر مخابراتی و به شکل سراسری شکل بگیرد و یا بر مبنای کمیت‌های محلی اندازه‌گیری شده در ترمینال تولیدات پراکنده، طراحی شود. روش‌های محلی خود به سه دسته روش‌های پسیو، اکتیو و ترکیبی، تقسیم‌بندی می‌شوند. تشخیص حالت جزیره‌ای تولیدات پراکنده سنکرون، به دلایلی همچون توان نامی به نسبت بالا (گاهی بیش از 30 مگاوات)، اینرسی بالا و انعطاف کمتر در کنترل پارامترهای خروجی (ولتاژ ترمینال، سرعت رتور، توان اکتیو و راکتیو خروجی)، نسبت به تولیدات پراکنده اینورتری چالشی‌تر است. هدف این پایان‌نامه، معرفی و بررسی جوانب مختلف روش‌های پسیو پرکاربرد در تشخیص حالت جزیره‌ای تولیدات پراکنده سنکرون، همچون رله‌های فرکانس، نرخ تغییر فرکانس، جهش بردار و ولتاژ، است. در این راستا، ضمن تحلیل مبانی نظری و الگوریتم‌های هر رله، ارزیابی عملکرد آنها در تشخیص حالت جزیره‌ای با استفاده از منحنی عملکرد و ناحیه غیرقابل آشکارسازی (NDZ) انجام می‌شود. علاوه بر این رفتار این رله‌ها در برابر وقوع اختلالات غیرجزیره‌ای در سیستم بررسی می‌شود. به این منظور از دو شبکه تست که یکی به طور معمول در اینگونه مطالعات به کار می‌رود و دیگری بخش کوچکی از شبکه اصفهان است، استفاده می‌شود. شبیه‌سازی‌های دوره گذرا به ازای وقوع انواع اختلالات جزیره‌ای و غیرجزیره‌ای در محیط نرم افزار MATLAB/Simulink انجام شده است. به عنوان قدم آخر، تنظیم انواع رله‌ها برای شبکه‌های تست با استفاده از ناحیه کاربرد، با اهداف تشخیص حالت جزیره‌ای در زمان مناسب، برقراری نیازمندی‌های مربوط به تغییرات ایمن و غیرعادی فرکانس و ولتاژ، و توانایی در تفکیک حالت جزیره‌ای از اختلالات غیرجزیره‌ای، انجام و عملکرد آنها با استفاده از ناحیه کاربرد عدم تعادل توان، ارزیابی می‌شود.
