مکان‌یابی خطا در شبکه هوشمند با در نظر گرفتن تخمین بار دینامیکی فیدر در مواجهه با خاموشی‌های انسان‌ساخت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مرکز آزمایشگاهی کلینیکی سیستم قدرت و حفاظت، دانشکده مهندسی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران

2 گروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران

چکیده

یکی از دلایلی که باعث ایجاد خطا در شبکه توزیع و در نتیجه آن قطعی برق می‌شود، عوامل انسان‌ساخت است، که شناسایی سریع مکان خطا و عوامل خرابکارانه در آن از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله روش امپدانسی بهینه جهت مکان‌یابی خطا در شبکه‌های هوشمند ارائه شده است. ثبات‌ها، اطلاعات اندازه‌گیری شده بار خود را با یک دوره زمانی مشخص ذخیره می‌کنند. با استفاده از اطلاعات موجود از بار، تخمین دقیقی از آن در لحظه خطا زده می‌شود. امپدانس معادل دیده‌شده در انتهای هر باس با استفاده از پارامترهای خط و بار تخمینی فیدرها محاسبه می‌شود. با استفاده از مدل گسترده خطوط و حل رابطه مرتبه پنج به‌دست‌آمده نسبت به فاصله خطا، مکان‌یابی صورت می‌گیرد. جهت ارزیابی دقت روش ارائه‌شده شبکه 11 باسه در نرم‌افزار متلب شبیه‌سازی  شده است. نتایج در شرایط متفاوتی از قبیل فاصله، مقاومت، انواع و زوایای مختلف خطا ارائه شده‌ است. نتایج حاکی از دقت بالای روش پیشنهادی است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Fault Location in Smart Distribution Network Considering Dynamic Load Estimation of Feeder against Human Made Outages

نویسندگان [English]

  • R. Dashti 1
  • H. Mirshekali 1
  • A. Keshavarz 2
1 clinical -laboratory center of power system & protection, engineering faculty, Persian gulf univercity, Bushehr, Iran
2 Department of Electrical Engineering, Engineering Faculty, Persian Gulf University, Bushehr, Iran
چکیده [English]

Human manipulation is one of the reasons which causes a fault in distribution networks and power outage is occurred. For such matter, a prompt procedure of locating the fault and identifying subversive factors is consequential. In this paper, an improved impedance-based fault location method is proposed in smart distribution networks. Data loggers record load data with a specified time constant. Therefore, the load of each node is estimated by utilizing the pre-recorded load data. Furthermore, by employing line parameters and estimated loads, the equivalent impedance at the end of each section is calculated. Fault location is conducted through solving a fifth order algebraic equation with regard to fault distance using distributed parameters line model.  To evaluate the accuracy of the proposed method, a modified 11 node test Feeder is simulated in MATLAB software (R2018b). The results are presented in different fault conditions such as fault distances, fault types, fault resistances and fault inception angles. The results indicate the high accuracy of this method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fault Location
  • Smart Distribution Network
  • Load Estimation
  • Human Made Faults

مراجع

[1]      Meier, V.; Alexandra; Culler, D.; McEachern, A.;  Arghandeh, R. “Micro-Synchrophasors for Distribution Systems”; 5th IEEE Innovative Smart Grid Technologies Conf. Washington. 2014.##
[2]      Majidi, M.; EtezadiAmoli, M. “A New Fault Location Technique in Smart Distribution Networks Using Synchronized/Nonsynchronized Measurements”; IEEE Trans. Power Del. 2018, 33, 1358-1368.##

[3]      Jamali, S.; Bahmanyar, A.; Bompard, E. “Fault Location Method for Distribution Networks Using Smart Meters”; Measurement 2017, 102, 150-157.##

[4]      Dashti, R.; Sadeh, J. “Applying Dynamic Load Estimation and Distributed-Parameter Line Model to Enhance the Accuracy of Impedance-Based Fault-Location Methods for Power Distribution Networks”; Electr. Power Compo. Sys. 2013, 41, 1334-1362.##

[5]      Baldwin, T. L.; Mili, L.; Boisen, M. B.; Adapa, R. “Power System Observability with Minimal Phasor Measurement Placement”; IEEE Trans. Power Del. 1993, 8, 707-715.

[6]      Carvalho, M.; Klimentova, X.; Viana, A. “Observability of Power Systems with Optimal PMU Placement”; Comput. Oper. Res. 2018, 96, 330-349.##

[7]      Dashti, R.; Sadeh, J. “Fault Section Estimation in Power Distribution Network Using Impedance-Based Fault Distance Calculation and Frequency Spectrum Analysis”; IET Gener. Transim. Dis. 2014, 8, 1406-1417.##
[8]      Khaleghi, A.; Sadegh, M. O.; Ahsaee, M. G. “Permanent Fault Location in Distribution System Using Phasor Measurement Units (PMU) in Phase Domain”; Int. J. Electrical Comput. Eng. 2018, 8, 2709.##
[9]      Davoudi, M.; Sadeh, J.; Kamyab, E. “Transient-Based Fault Location on Three-Terminal and Tapped Transmission Lines not Requiring Line Parameters”; IEEE Trans. Power Del. 2018, 33, 179-188.##
[10]   Zhang, W.; Jing, Y.; Xiao, X. “Model-Based General Arcing Fault Detection in Medium-Voltage Distribution Lines”; IEEE Trans. Power Del. 2016, 31, 2231-2241.##
[11]   Farias, P. E.; Morais, A. P.; Junior, G. C.; Rossini, J. P. “Fault Location in Distribution Systems: A Method Considering the Parameter Estimation Using a RNA Online”; IEEE Lat. Am. Trans. 2016, 14, 4741-4749.##
[12]   Dashti, R.; Salehizadeh, S.; Shaker, H. R.; Tahavori M. “Fault Location in Double Circuit Medium Power Distribution Networks Using an Impedance-Based Method”; Appl. Sci. 2018, 8, 1034.##
[13]   Daisy, M.; Dashti, R.; Shaker, H. R. “A New Fault-Location Method for HVDC Transmission-Line Based on DC Components of Voltage and Current under Line Parameter Uncertainty”; J. Electr. Eng. 2017, 99, 573-582.##
[14]   Liao, Y. “Fault Location Observability Analysis and Optimal Meter Placement Based on Voltage Measurements”; Electr. Power Syst. Res. 2009, 79, 1062-1068.##
[15]   Daisy, M.; Dashti, R. “Single Phase Fault Location in Electrical Distribution Feeder Using Hybrid Method”; Energy 2016, 15, 356-368.##
[16]   Dashti, R.; Daisy, M.; Shaker, H. R.; Tahavori, M. “Impedance-Based Fault Location Method for Four-Wire Power Distribution Networks”; IEEE Access. 2018, 6, 1342–1349.##
[17]   Dashti, R.; Ghasemi, M.; Daisy, M. “Fault Location in Power Distribution Network with Presence of Distributed Generation Resources Using Impedance Based Method and Applying π Line Model”; Energy 2018, 159, 344-360.##
[18]   Javadi, S.; Daisy, M.; Dashti, R. “A New Simple Matching Algorithm Presentation for Fault Section Estimation in Power Distribution Networ”; Iranian Electric Industry, Journal of Quality and Productivity 2019, 7, 11-19.##
[19]   Aalami, H. A. “Quick and Accurate Fault Location in Power Distribution Systems in the Presence of DG Units in Military Areas”; Adv. Defence Sci. Technol. 2015, 1, 9-18               (In Persian).##
[20]   Carvalho, M.; Klimentova, X.; Viana, A. “Observability of Power Systems with Optimal PMU Placement”; Comput. Oper. Res. 2018, 96, 330-349.##

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 28 خرداد 1398
  • تاریخ بازنگری: 04 آذر 1398
  • تاریخ پذیرش: 25 خرداد 1399
  • تاریخ انتشار: 01 تیر 1399

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار