دانلود شبیه سازی مقاله حفاظت از ریزشبکه ها با استفاده از رله های دیفرانسیل

پروژه متلب حفاظت ریزشبکه

یک ریزشبکه، از منابع انرژی پراکنده برای فراهم کردن برق قابل اطمینان، سازگار با محیط زیست و اقتصادی برای جوامع شهری کوچک/متوسط یا برای مناطق روستایی بزرگ، استفاده می کند. ریزشبکه برای کار به صورت متصل به شبکه یا جزیره ای طراحی شده است. عملکرد جزیره ای هنگامی رخ می دهد که برق شبکه هنگام رخداد آشفتگی بزرگ، قطع شود و مولدهای پراکنده (DG ها) در بخش قطع شده، تامین بارهای محلی را ادامه دهند. بنابراین، عملکرد جزیره ای، مزایایی برای مشتریان بخاطر کاهش خاموشی ها، فراهم می کند. با این حال، پس از رخداد حالت جزیره ای، سطوح اتصال کوتاه ممکن است بخاطر عدم وجود برق شبکه قوی، افت قابل توجهی پیدا کنند. بنابراین، سیستم حفاظت که در اصل برای سطوح جریان اتصال زیاد طراحی شده اند، به خطاهای حالت جزیره ای پاسخ نمی دهند. این، یکی از دلایل عمده ای است که استراتژی های حفاظت جدید برای اطمینان حاصل کردن از عملکرد جزیره ای ایمن در یک ریزشبکه، لازم می شوند.

پخش توان در یک ریزشبکه ممکن است بخاطر اتصالات DG در مکان های مختلف و پیکربندی مش آن، دو طرفه باشد. این امر، چالش های جدیدی برای حفاظت بوجود می آورد. در یک ریزشبکه، اکثر منابع از طریق مبدل های الکترونیک قدرت متصل می شوند. برای مثال، توان dc با استفاده از منابعی مانند پیل های سوختی، میکروتوربین ها یا پیل های فتوولتائیک تولید می شود، و مدل هایی برای تغییر توان dc به توان ac بکار گرفته می شوند. این مبدل ها، جریان های کافی برای بهره برداری از دستگاه های حفاظتی مبتنی بر جریان در حالت جزیره ای، تامین نمی کنند، زیرا برای محدود کردن جریان خطا طراحی شده اند. بنابراین، حفاظت از یک ریزشبکه پر از مبدل، یک مسئله فنی چالش برانگیز تحت محیط محدود به جریان است. تعدادی از DG های متصل شده به یک ریزشبکه ماهیت گهگاهی دارند (برای مثال، DG های مبتنی بر فتوولتائیک خورشیدی را می توان نام برد). بنابراین، سطوح جریان خطای مختلف را می توان در یک ریزشبکه براساس اتصالات DG اکتیو، تجربه کرد. در نتیجه، پیاده سازی طرح های حفاظتی براساس سطح جریان خطا، دشوارتر خواهد شد. قابلیت اطمینان یک ریزشبکه را می توان با تشکیل یک پیکربندی مش دار، بیشتر افزایش داد. با این حال، طرح های حفاظتی پیشنهاد شده برای ریزشبکه های شعاعی را نمی توان به نحو موثر در ریزشبکه های مش دار، پیاده سازی کرد. جریان خطای مشاهده شده توسط هر رله درون آرایش مش، بخاطر مقاطع اتصال کوتاه در ریزشبکه، تفاضل قابل توجهی نخواهند داشت. در این شرایط، حفاظت خطا و ایزولاسیون بدون بکارگیری کانال های ارتباطاتی مطمئن، دشوار خواهد بود.

در این پروژه، استراتژی های حفاظت لازم برای یک ریزشبکه با استفاده از رله های تفاضلی جریان، ارائه می شوند. چالش های حفاظتی مرتبط با پخش توان دو طرفه، آرایش مش دار، تغییر سطح جریان خطا بخاطر ماهیت گهگاهی DG ها و کاهش سطح جریان خطا به صورت جزیره ای در یک ریزشبکه با استفاده از طرح های حفاظت پیشنهادی، جلوگیری می شوند. تنظیمات رله، الزامات ارتباطاتی و انتخاب یک ترانسفورماتور جریان (CT) برای یک رله نیز به بحث گذاشته می شوند. نشان داده شده که  عملکرد ایمن و مطمئن یک ریزشبکه با استفاده از استراتژی های حفاظت پیشنهادی، قابل حصول است.

این شبیه سازی در محیط نرم افزار متلب (MATLAB) انجام شده است. شبیه سازی بر اساس شکل شماره 1 و 2 فرمول های 1، 2، 3 و 4 و جدول 1 و 2 انجام گردیده است. در زیر، تصویر مربوط به محیط شبیه سازی، قرار داده شده است:

پالس کنترلی رله در اتصال کوتاه بین باس 2 و 5:

در این پروژه، یک طرح حفاظت اولیه برای ریزشبکه با استفاده از رله های تفاضلی با کمک یک کانال ارتباطاتی، ارائه می شود. مسائل حفاظت مرتبط با ساختار مش دار، عملکرد جزیره ای ریزشبکه، آشکارسازی خطا تحت سطوح جریان خطای پایین، با استفاده از رله های تفاضلی مدرن، جلوگیری می شوند. تنظیمات رله و الزامات انتخاب CT نیز به بحث گذاشته می شوند. نتایج نشان می دهند که استراتژی های حفاظت پیشنهادی می توانند گزینندگی یا قدرت تفکیک و سطح بالایی از حساسیت برای خطاهای داخلی در هر دو حالت متصل به شبکه و جزیره ای فراهم کنند و در نتیجه، عملکرد ایمن و مطمئن برای یک ریزشبکه را ممکن سازند.