تشخيص خطا در ريز شبكه هاي DC با استفاده از روش تجزيه حالت پويا

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق

كارشناسي ارشد

چكيده امروزه افزايش نياز به استفاده از انرژي‌هاي تجديدپذير مانند انرژي خورشيدي و انرژي بادي با هدف توليد انرژي پاك‌تر، زمينهساز انجام مطالعاتي در زمينه استفاده از منابع توليد انرژي پاك و متصل كردن اين منابع به سيستم انرژي برق سنتي شده است. مفهوم ريزشبكهها در راستاي نيل به اين هدف مطرح شده است. ريزشبكه‌ها بسته به نوع ولتاژ آنها بر سه نوع (AC) Alternating current ،(DC) Direct current و تركيبي از هر دو نوع مذكور بنام ريزشبكه‌هاي هيبريدي، تقسيم مي‌شوند. افزايش روزافزون بارهاي DC مانند كامپيوترها، تلفن‌هاي همراه، سيستم‌هاي مخابراتي و ... و همچنين DC بودن ماهيت توليد منابع انرژي‌هاي تجديدپذير، موجب افزايش توسعه‌ي ريزشبكه‌هاي DC شده است. يكي ديگر از دلايل استفاده بيشتر از اين شبكه‌ها راندمان بيشتر آنها نسبت به ريزشبكه‌هاي AC مي‌باشد. دليل اين موضوع استفاده از كابل‌هاي با سطح‌مقطع كمتر در اين شبكه‌ها و نبود اثر پوستي در كابل‌هاي DC، مي‌باشد. يكي از چالشهاي جدي پيش روي يك ريزشبكه DC، طراحي يك طرح حفاظتي مناسب است. دليل اين موضوع، بالا بودن نرخ تغييرات جريان در اين شبكه‌ها است. همانند ساير شبكه‌هاي قدرت، ريزشبكه‌هاي DC نيز ممكن است با خطاهايي روبرو شوند. تشخيص به‌موقع اين خطاها از اهميت بالايي برخوردار است تا عملكرد شبكه حفظ شود و خسارات احتمالي به حداقل برسد. از ديگر عوامل مشكلزا در تشخيص خطا در ريزشبكههاي DC ميتوان به كم بودن سطح اتصالكوتاه در اين شبكه‌ها اشاره كرد. همچنين نبود نقطه طبيعي عبور از صفر تشخيص خطا در اين شبكه‌ها را دشوار كرده است. در اين پايان نامه ابتدا به بررسي حفاظت ريزشبكه‌هاي DC و چالش‌هاي آن پرداخته ميشود. در ادامه طرحي جديد به منظور تشخيص خطا در اين شبكه‌ها با بكارگيري از ادوات الكترونيكي هوشمند پيشنهاد شده است. عملكرد روش پيشنهادي در مرحله اول بر اساس پردازش سيگنال و با بكارگيري روش تجزيه حالت پويا كه با نمونهگيري از مؤلفه‌هاي ولتاژ و جريان اجرايي ميشود، ميباشد. در مرحله دوم سيگنال‌هاي به‌دست‌آمده در مرحله اول، به‌منظور تشخيص خطا وارد الگوريتم‌هاي تبديل هيلبرت و فركانس لحظه‌اي شده‌اند. به‌منظور ارزيابي توانمندي طرح پيشنهادي، نتايج اين طرح توسط مطالعات مختلف و از طريق شبيهسازي در نرم‌افزار Matlab/Simulink ارائه شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه طرح پيشنهادي قادر به تشخيص انواع خطاها در حضور حالت‌هاي گذراي موجود و عدم قطعيت توليد توسط منابع توليد پراكنده در مكان‌هاي مختلف در ريزشبكه DC مي‌باشد. شايسته توضيح است، طرح پيشنهادي در حالتي كه نويز سفيد گاوسي بر روي سيگنال‌هاي نمونهبرداري شده تاثير گذاشته باشد، قادر به عملكرد صحيح مي‌باشد. همچنين طرح پيشنهادي قادر به تشخيص انواع خطاهاي پل به زمين و پل به پل با امپدانس‌هاي مختلف در خطوط ريزشبكه DC است.

222905

سيستم هاي قدرت

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان