حفاظت گسترده شبکه انتقال نیرو بدون نیاز به مدل شبکه خارجی و همزمانی اندازه‌گیری‌های فازوری

نوع مقاله : مقاله برق

نویسنده

گروه مهندسی برق، دانشکده فنی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

چکیده

حفاظت گسترده شبکه انتقال نیروی برق در مقابل خطاها از آغاز اختراع اندازه‌گیری‌های همزمان فازوری مطرح بوده است. با این حال، گم شدن سیگنال GPS و خطاهای همزمان کردن اندازه‌گیری‌ها از یک سو و متغیر بودن مدل شبکه خارجی از سوی دیگر مانع تحقق حفاظت گسترده شبکه انتقال شده است. در این مقاله یک روش جدید برای حفاظت پشتیبان خطوط انتقال نیرو معرفی می شود تا از دو نقطه ضعف یاد شده اجتناب شود. با استفاده از اندازه‌گیری‌های واحدهای اندازه‌گیری فازوری (PMU) در پست‌های انتقال واقع در مرزهای ناحیه‌ی تحت حفاظت داخلی، مدل پیشنهادی مستقل از مقادیر پارامترهای مدل شبکه خارجی خواهد شد. همچنین صورت‌بندی پیشنهادی در این مقاله به گونه‌ای خواهد بود که از زاویه فاز اندازه‌گیری‌های PMUها استفاده نخواهد کرد، بر خلاف سایر روش‌های مشابه که با اشتباه یا در غیاب حتی یکی از زاویه‌فازهای ولتاژ/جریان فاوزری دچار مشکل می‌شوند. از مزایای دیگر صورت‌بندی پیشنهادی عدم نیاز به پارامترهای غیر دقیق مولفه صفر شبکه، ملاحظه مدل گسترده خط انتقال برای خطوط بلند و تعیین مکان خطا فارغ از نوع خطا و مقاومت خطا است. شبیه‌سازی‌های مختلف در حوزه زمان برای شبکه 9 شینه WSCC حاکی از دقت بالای روش پیشنهادی در شناسایی خط انتقال دچار خطا است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Wide-Area Protection of Power Transmission Network without Utilizing External Network Model and Synchronized Phasor Measurement

نویسنده [English]

  • Ahmad Salehi Dobakhshari
Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, University of Guilan, Rasht, Iran.,
چکیده [English]

Wide-area protection of electric power transmission networks against faults was the main motivation behind the invention of synchronized phasor measurements. However, global positioning system (GPS) signal loss and synchronization errors on the one hand and variability of external network parameters on the other hand have prohibited utilization of wide-area protection of transmission network. This paper introduces a novel approach for wide-area protection in order to address the above-mentioned problems. By utilizing the measurements provided by phasor measurement units (PMU) located at border substations of the internal protected network, the proposed approach will be independent of external network parameters. Moreover the proposed formulation avoids using phase angle of PMU measurements, as opposed to existing methods that are vulnerable to loss or incorrect value of even one of phase angles of voltage/current synchrophasors. Another advantage of the proposed approach is avoidance of zero-sequence network parameters as well as identifying the faulted line regardless of fault type and its resistance. Simulation studies for the 9-bus Western Systems Coordination Council (WSCC) confirm high accuracy of the proposed approach in identifying the faulted transmission line.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Least-squares estimation
  • Wide-area protection
  • fault
  • Transmission line
  • Phasor measurement units (PMU)