%37تخفیف

دانلود پروژه:بهبود حفاظت ریز شبکه‌ها در حالت‌های مختلف تغذیه با بهره‌گیری از ارتباطات مخابراتی

تعداد 140 صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir
فایل ناب

دانشكده مهندسی برق و کامپیوتر

گروه مهندسی برق – قدرت

کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق – قدرت

عنوان

بهبود حفاظت ریز شبکه‌ها در حالت‌های مختلف تغذیه با بهره‌گیری از ارتباطات مخابراتی

چکیده:

در این پایان‌نامه ابتدا به بررسی منابع و مراجع موجود درزمینه حفاظت ریزشبکه پرداخته شده است. سپس مزایا و معایب افزوده شدن منابع تولید پراکنده به سیستم قدرت و تأثیر این منابع بر روی شبکه توزیع و حفاظت شبکه توزیع و نیز مطرح شدن مفهوم جدیدی به نام ریزشبکه با ورود منابع تولید پراکنده به شبکه توزیع مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه حفاظت اضافه جریان مطالعه شده است و علل ناکارآمدی این نوع حفاظت حتی در صورت استفاده از حفاظت اضافه جریان جهت‌دار تطبیقی مطرح گشته است. درنهایت روش جدیدی برای حفاظت ریزشبکه ارائه شده است. در این روش با استفاده از تبدیل فوریه زمان کوتاه تطبیقی، انرژی طیف فرکانسی سیگنال جریان به‌دست‌آمده و حفاظت دیفرانسیل بر اساس انرژی طیف فرکانسی سیگنال جریان، برای حفاظت ریزشبکه مورد استفاده قرار گرفته است. برای به دست آوردن انرژی طیف فرکانسی جریان، ابتدا با استفاده از لبه تبدیل موجک، فرکانس لحظه‌ای سیگنال محاسبه می‌شود و سپس با استفاده از شیب فرکانس لحظه‌ای سیگنال، طول ایستایی محلی سیگنال محاسبه می‌شود. منظور از طول ایستایی محلی، بزرگ‌ترین طول پنجره‌ای است که علاوه بر تفکیک‌پذیری فرکانسی بالا، شرط ایستا ماندن سیگنال در هر پنجره نیز برقرار باشد. بعد از محاسبه طول ایستایی محلی سیگنال، تبدیل فوریه زمان کوتاه سیگنال محاسبه شده و با استفاده از تبدیل فوریه زمان کوتاه، انرژی طیف فرکانسی سیگنال جریان به دستمی‌آید. در هرلحظه با محاسبه تفاضل انرژی دو سر فیدر و مقایسه آن با مقدار آستانهتعیین‌شده، رله در مورد وجود یا عدم وجود خطا تصمیم‌گیری می‌کند. درصورتی‌که تفاضل انرژی دو سر فیدر از مقدار آستانه فراتر رود، رله‌ها عمل کرده و فیدر خطادار را از ریزشبکه جدا می‌کنند. روش حفاظتی این پایان‌نامه بر روی شبکه توزیع 34 باسه IEEE که با افزودن منابع تولید پراکنده تبدیل به ریزشبکه شده است مورد بررسی قرار گرفته است. این شبکه در نرم‌افزارPSCADشبیه‌سازی‌شده است و سیگنال جریان به‌دست‌آمده از این نرم‌افزار، در نرم‌افزارMATLAB برای محاسبه انرژی طیف فرکانسی سیگنال جریان مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج به‌دست‌آمده نشانگر آن است که روش ارائه‌شده، قادر به حفاظت ریزشبکه در هر دو حالت جزیره‌ای و متصل به شبکه بوده و نیز توانایی تشخیص تمام خطاهای متقارن و نامتقارن و نیز خطای امپدانس بالا را دارد.

. واژه‌نامه: ریزشبکه، حفاظت دیفرانسیل، تبدیل فوریه زمان کوتاه تطبیقی، خطا، کارکرد جزیره‌ای، کارکرد متصل به شبکه، سطح اتصال کوتاه

فقط فهرست مطالب بهم چسپیده است .در فایل متن اصلی مشکلی ندراد

فصل اول: مقدمه و مرور منابع

1-1 مقدمه. 1

1-2 بررسی منابع.. 3

 1-3 نتیجه‌گیری.. 28

فصل دوم: منابع تولید پراکنده و حفاظت اضافه جریان

2-1 مقدمه. 32

2-2 منابع تولیدپراکنده. 32

2-2-1 تعاریفتولیدپراکنده. 33

2-2-2 مزایای تولیدپراکنده. 33

2-2-3 معایبDG.. 36

2-2-4 طبقه‌بندیDGهاازلحاظظرفیتتولیدی.. 36

2-2-5 انواع منابعتولیدپراکندهباتوجهبهانرژیمصرفی… 36

2-2-6 فن‌آوری‌هایتولیدپراکنده بااستفادهازانرژی‌های تجدیدپذیر. 37

2-2-6-1 تور بینبادی.. 37

2-2-6-2 فتوولتاییک (PV) 37

2-2-6-3 پیل سوختی.. 37

2-2-6-4 بیوماس…. 37

2-2-7 روش‌هایاتصالDG.. 38

2-2-8 منابعتولیدپراکندهاینورتری.. 39

2-2-9 تأثیرDGبررویشبکهتوزیع.. 44

2-2-9-1 تأثیرDGبررویمحاسباتپخشبار 44

2-2-9-2 تأثیرDGبررویتلفاتتوان.. 44

2-2-9-3 تأثیرDGبررویولتاژباس‌ها 45

2-2-10 تولیدپراکندهومفاهیمجدیددرسیستم‌هایقدرت… 46

2-2-10-1 منابعپراکنده 46

2-2-10-2 ظرفیتپراکنده 46

2-2-10-3 شبکهپراکنده 47

2-2-10-4 ریزشبکه. 47

2-2-11 تأثیرDGبرحفاظتسیستمتوزیع.. 47

2-2-11-1 تأثیردرجریاناتصالکوتاه 48

2-2-11-2 تغییرتوپولوژیشبکهتوزیع.. 49

2-2-11-3 تأثیردرحساسیتحفاظتی.. 49

2-2-11-4 تأثیردرحالتگزینشحفاظتی.. 50

2-3 حفاظتاضافهجریان [57] 52

2-3-1 رلهاضافهجریان.. 53

2-3-1-1 رلهاضافهجریانآنی.. 54

2-3-1-2 رلهاضافهجریانزمانثابت (DTOC) 55

2-3-1-3 رلهاضافهجریانمعکوسزمانی.. 55

2-3-1-3-1 رلهاضافهجریانمعکوسزمانیحداقلثابت (IDMT) 56

2-3-1-3-2 رلهاضافهجریانمعکوسزمانیباشیبزیاد. 57

2-3-1-3-3 رلهاضافهجریانمعکوسزمانیباشیبخیلیزیاد. 57

2-3-2 کاربردرله‌هایاضافهجریانزمانثابتجهتحفاظتفیدرتوزیع.. 58

2-3-2-1 چگونهمقدارجریانرلهانتخابشود. 59

2-3-2-2 چگونهزمانعملکردرلهتنظیمشود. 60

2-3-3 کاربردرلهمعکوسزمانیحداقلثابت (IDMT) روییکفیدرتوزیع.. 63

2-3-4 رلهاضافهجریانجهت‌دار. 65

2-3-4-1 وضعیت‌هاییکهوجودرله‌هایاضافهجریانجهت‌دارلازموضروریاست… 66

2-3-5 معایبونواقصرله‌هایاضافهجریاندرحفاظتریزشبکه. 67

فصل سوم: مواد و روش‌ها

3-1 مقدمه. 70

3-2 روش‌هایمختلفبررسیرفتارفرکانسیسیگنال.. 70

3-2-1 تبدیلفوریه. 71

3-2-2 تبدیلفوریهزمانکوتاه. 72

3-2-3 اصلعدمقطعیتهایزنبرگ… 74

3-2-4 تبديلموجکپیوسته. 79

3-2-5 تبدیلموجکگسسته. 80

3-3 موجکمادر. 82

3-3-1 موجکمادرهار. 82

3-3-2 موجکمادرکلاهمکزیکی… 83

3-3-3 موجکمادرمورلت… 83

3-3-4 موجکمادرپائول.. 84

3-3-5 موجکمادرشانونمختلط… 85

3-4 تبدیلفوریهزمانکوتاهتطبیقی… 86

3-4-1 محاسبهفرکانسلحظه‌ایسیگنال.. 87

3-4-2 تطبیقینمودنتبدیلفوریهزمانکوتاه. 89

3-5 الگوریتمپیشنهادی.. 91

3-5-1 حفاظتاصلی… 93

3-5-2 حفاظتپشتیبان.. 94

3-5-2-1 حفاظتپشتیبانبادورله. 94

3-5-2-2 حفاظتپشتیبانبابیشازدورله. 95

3-5-3 تعیینآستانهعملکردرله. 97

فصل چهارم: نتایج شبیه‌سازی

4-1 بررسیروشحفاظتیارائهشدهدریکشبکهدوماشینهساده. 99

4-2 شبکهموردبررسی… 101

4-3 خطایامپدانسبالا.. 103

4-4 خطایتکفاز. 104

4-5 خطایدوفازبههم.. 111

4-6 خطایدوفازبههموبهزمین.. 112

4-7 خطایسهفازبههم.. 113

4-8 خطایسهفازبههموبهزمین.. 114

فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات

5-1 نتیجه‌گیری.. 115

5-2 پیشنهادات… 116

منابع.. 118

 

 

فهرست شکل‌ها

فصل 1

شکل (1-1) نحوهارتباطعامل‌‎هابایکدیگر. 7

شکل (1-2) تغییرتغذیهشعاعیشبکهباافزودهشدنمنابعتولیدپراکنده: الف) سیستمقدرتمرسومب) سیستمقدرتباتولیدپراکنده. 8

شکل (1-3) شمایکلیحفاظتمرجع [21] 10

شکل (1-4) استفادهازضریبتأثیرkدرمحاسبهجریانخطادرنقاطمختلفشبکه. 13

شکل (1-5) حالتمداریشبکهدرخطایسهفاز. 13

شکل (1-6) دیاگرامرلهمیکروپروسسوریمرجع [25] 17

شکل (1-7) حفاظتاصلیوپشتیبانسطحمسیربار. 24

شکل (1-9) حفاظتسطححلقه-فیدروسطحریزشبکه. 26

شکل (1-10) محلقرارگیریتجهیزاتحفاظتی (PDها)،خطوطخط‌چیننشانگرناحیهحفاظتیهرکدامازتجهیزاتحفاظتی   27

فصل 2

شکل (2-1) ساختاراصلییکژنراتورتولیدپراکندهاینورتری.. 40

شکل (2-2) مدلPLLسهفاز. 41

شکل (2-3) الف) منبعتولیدپراکندهکنترل‌شدهباجریانب) منبعتولیدپراکندهکنترل‌شدهباولتاژ. 42

شکل (2-4) منبعتولیدپراکندهدرحالتکنترلولتاژی: ولتاژوجریانخروجیبرایخطادرثانیه 0.3.. 43

شکل (2-5) منبعتولیدپراکندهدرحالتکنترلجریانی: ولتاژوجریانخروجیبرایخطادرثانیه 0.3.. 44

شکل (2-6) وضعیتساده‌ایازکاهشحساسیتسیستمحفاظت… 50

شکل (2-7) نمونه‌ایازمشکلاتگزینشی… 52

شکل (2-8) بلوکدیاگرامیکرلهاضافهجریان.. 53

شکل (2-9) مشخصهرلهاضافهجریانآنی… 54

شکل (2-10) مشخصهرلهاضافهجریانزمانثابت… 55

شکل (2-11) مشخصهرلهاضافهجریانمعکوسزمانیحداقلثابت (TMS=1). 57

شکل (2-12) کاربردرله‌هایDTOCجهتحفاظتفیدر. 58

شکل (2-13) تنظیمجریانیرله‌هایDTOC.. 59

شکل (2-14) تنظیمزمانرله‌هایDTOC.. 60

شکل (2-15) تنظیماترله‌هایDTOCجهتحفاظتاضافهجریانیکفیدر. 62

شکل (2-16) تنظیماترله‌هایاضافهجریانIDMT. 63

شکل (2-17) لزوماستفادهازرلهجهت‌دار. 65

شکل (2-18) حفاظتاضافهجریانبرایسیستمازیک‌سوتغذیهبافیدرهایموازی.. 66

شکل (2-19) مشخصهیکرلهاضافهجریانمعکوسزمانی… 68

فصل 3

شکل (3-1) محاسبهتبدیلفوریهزمانکوتاهونقشتابعپنجره. 73

شکل (3-2) سیگنالy1وتبدیلفوریهآن.. 76

شکل (3-3) سیگنالy2وتبدیلفوریهآن.. 76

شکل (3-4) تفکیک‌پذیریزمانیوفرکانسیبرایتبدیل‌هایمختلفالف) صفحهزمان-فرکانسدرتبدیلفوریهب) صفحهزمان-فرکانسدرتبدیلفوریهزمانکوتاهج) صفحهزمان-فرکانسدرتبدیلموجک…. 77

شکل (3-5) نمایشنحوهمحاسبهتبدیلموجکگسسته 3 مرحله‌ایبااستفادهازبانکفیلتربراییکسیگنالدلخواه  81

شکل (3-6) موجکمادرهار. 82

شکل (3-7) موجکمادرکلاهمکزیکی… 83

شکل (3-8) موجکمادرمورلت… 84

شکل (3-9) موجکمادرپائول.. 85

شکل (3-10) تبدیلموجکمادرشانون.. 85

شکل (3-11) فلوچارتالگوریتمپیشنهادیبرایتشخیصخطا 92

شکل (3-12) خطابینشین‌های 1 و 2. رله‌هایR1وR2،رله‌هایحفاظتاصلیورله‌هایR3،R4،R5وR6رله‌هایحفاظتپشتیبان   94

شکل (3-13) خطابینباس‌های 1و 2،R1وR2رله‌هایحفاظتاصلیوR3وR4رله‌هایحفاظتپشتیبان.. 95

فصل 4

شکل (4-1) شبکه‌ایدارایمنابعیباامپدانس‌هایمتفاوت… 99

شکل (4-2) خطایتکفازباامپدانس 1000 اهمالف) جریانباس 2 برحسبکیلوآمپرب) انرژیسیگنالجریانباس 2 ج) جریانباس 1 برحسبکیلوآمپرد) انرژیسیگنالجریانباس 1 و) تفاضلانرژیسیگنالجریاندوسرخط… 100

شکل (4-3) خطایتکفازباامپدانس 750 اهمالف) جریانباس 2 برحسبکیلوآمپرب) انرژیسیگنالجریانباس 2 ج) جریانباس 1 برحسبکیلوآمپرد) انرژیسیگنالجریانباس 1 و) تفاضلانرژیسیگنالجریاندوسرخط… 101

شکل (4-4) شبکهتوزیعاستاندارد 34 شینهIEEEبههمراهمنابعتولیدپراکندهجهتتبدیلبهریزشبکه. 102

شکل (4-5) نمودارتک‌خطیشبکهتوزیعاستاندارد 34 شینهIEEEبههمراهرله‌هایحفاظتاصلیوپشتیبان.. 103

شکل (4-6) حفاظتخطایامپدانسبالاالف) جریانفازaبینباس‌های 830 و 854 هنگاموقوعخطایامپدانسبالاب) تفاضلانرژیفازaهنگاموقوعخطایامپدانسبالا.. 104

شکل (4-7) حفاظتاصلیبرایخطابینشین‌های 830 و 854 الف) جریانشین 830 برحسبکیلوآمپرب) انرژیسیگنالجریانشین 830 ج) جریانشین 854 برحسبکیلوآمپرد) انرژیسیگنالجریانشین 854.. 105

شکل (4-8) تفاضلانرژیسیگنالجریاندوسرفیدرهنگامخطایتکفازبینباس‌های 830 و 854.. 106

شکل (4-9) حفاظتپشتیبانبرایخطابینشین‌های 830 و 854 الف) جریانعبوریازشین 828 برحسبکیلوآمپرب) انرژیبه‌دست‌آمدهازجریانشین 828 ج) جریانعبوریازشین 852 برحسبکیلوآمپرد) انرژیبه‌دست‌آمدهازجریانشین 852 و) تفاضلانرژیشین‌های 828 و 852. 107

شکل (4-10) تفاضلانرژیدرفازهایbوcدرحفاظتاصلیهنگامخطایتکفازagالف) تفاضلانرژیفازbبینشین‌های 830 و 854 ب) تفاضلانرژیفازcبینشین‌های 830 و 854.. 108

شکل (4-11) تفاضلانرژیفازهایbوcدرحفاظتپشتیبانهنگامخطایتکفازagبینشین‌های 830 و 854 الف) تفاضلانرژیفازbب) تفاضلانرژیفازc. 109

شکل (4-12) وضعیتعملکردحفاظتفازaبینشین‌های 828 و 830 هنگاموقوعخطایتکفازagبینشین‌های 830 و 854 الف) جریانعبوریازشین 828 برحسبکیلوآمپرب) انرژیبه‌دست‌آمدهازجریانشین 828 ج) جریانعبوریازشین 830 برحسبکیلوآمپرد) انرژیبه‌دست‌آمدهازجریانشین 830 و) تفاضلانرژیشین‌های 828 و 830. 110

شکل (4-13) خطایدوفازبههمبینشین‌های 830 و 854 الف) تفاضلانرژیدرفازaب) تفاضلانرژیدرفازbج) تفاضلانرژیدرفاز  111

شکل (4-14) خطایدوفازبههموبهزمینبینشین‌های 830 و 854 الف)تفاضلانرژیدرفازaب)تفاضلانرژیدرفازbج) تفاضلانرژیدرفاز. 112

شکل (4-15) خطایسهفازبههمبینشین‌های 830 و 854 الف) تفاضلانرژیدرفازaب) تفاضلانرژیدرفازbج) تفاضلانرژیدرفازc  113

شکل (4-16) خطایسهفازبههموبهزمینبینشین‌های 830 و 854 الف) تفاضلانرژیدرفازaب) تفاضلانرژیدرفازbج) تفاضلانرژیدرفازc. 114

 

فهرست جداول

فصل1

جدول (1-1) مقایسهروش‌هایارائه‌شدهدرمراجع.. 29

فصل 2

جدول (2-1) دسته‌بندیمنابعتولیدپراکنده. 36

جدول (2-2) مقایسهفناوریDGها [41] 38

جدول (2-3) ملاحظاتوتنظیماترله‌ها 61

جدول (2-4) نتایجنهاییتنظیمرلهبرایسیستمشکل (2-16). 64

جدول (2-5) پاسخرلهاضافهجریانبرایایجادنواحیحفاظتیمطلوب… 65

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo