دوره 21، شماره 2 - ( مجله مهندسی برق و الکترونیک ایران - جلد 21 شماره 2 1403 )                   جلد 21 شماره 2 صفحات 183-167 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Izadiefar A, sadeh J. Wide area fault location for Multi-terminal HVDC using the distributed parameter line equations. Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers 2024; 21 (2) :167-183
URL: http://jiaeee.com/article-1-1488-fa.html
ایزدی فر اسرا، ساده جواد. مکان‌یابی ناحیه گسترده خطا در خطوط چند پایانه فشار قوی جریان مستقیم (HVDC) مبتنی برمعادلات حاکم بر خط. نشریه مهندسی برق و الکترونیک ایران. 1403; 21 (2) :167-183

URL: http://jiaeee.com/article-1-1488-fa.html


گروه برق- دانشکده مهندسی- دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده:   (664 مشاهده)
توسعه روز افزون خطوط چندپایانه فشار قوی جریان مستقیم(MTDC)  به دلیل مزایای این نوع از شبکه نسبت به شبکه AC خصوصا در فواصل طولانی، توجه را بیش از پیش به ارائه راهکاری به منظور حفاظت و تخمین مکان خطا در این نوع شبکه جلب کرده است. در این مقاله روشی مبتنی بر معادلات حاکم بر خط برای مکان‌یابی خطا در یک شبکه MTDC ارائه شده است. در روش پیشنهادی فرض شده است ابزار اندازه‌گیری تنها بر روی پایانه‌های متصل به کانورتر نصب شده‌اند. الگوریتم پیشنهادی شامل سه بخش شناسایی قطب خطادار، تشخیص خط خطادار و تخمین مکان خطا است. برای شناسایی قطب خطادار، شاخص تغییرات ولتاژ پیشنهاد شده است. شناسایی قطب خطادار منجر به کاهش تعداد دفعات اجرای الگوریتم و سرعت بخشیدن به کل فرآیند تخمین مکان خطا می‌گردد. الگوریتم شناسایی خط خطادار نیز به دو زیر بخش برون‌خط و برخط تقسیم شده است. در بخش برون‌خط مفهومی تحت عنوان خطوط فرضی با توجه به ساختار شبکه معرفی می‌گردد که در یافتن مکان خطا تاثیر مثبتی دارد. در بخش برخط با استفاده از خطوط فرضی و تحلیل نتایج معادلات، روشی به منظور شناسایی خطوط سالم و در نتیجه تفکیک خط خطادار معرفی می‌شود. پس از شناسایی خط خطادار اگر اطلاعات حداقل یک سمت خط در دسترس نباشد، با استفاده از معادلات حاکم بر خط اطلاعات مورد نیاز تخمین زده می‌شود. به عنوان آخرین مرحله، مکان خطا نیز از میانگین نتایج حاصل از حل معادلات با استفاده از اطلاعات خط خطادار محاسبه می‌گردد. شبکه مورد مطالعه شامل خطوط هوایی و کابلی و ساختار شعاعی و حلقوی است تا صحت روش در تمامی حالات بررسی گردد. نتایج شبیه سازی های انجام شده، بیانگر عملکرد مناسب روش پیشنهادی به ازای خطاهای مختلف از جمله خطا در نزدیکی پایانه خطوط بلند و خطا با مقاومت بالا است.
متن کامل [PDF 1609 kb]   (52 دریافت)    
نوع مقاله: پژوهشي | موضوع مقاله: قدرت
دریافت: 1401/4/25 | پذیرش: 1402/3/16 | انتشار: 1403/4/4

فهرست منابع
1. [1] C. Rytoft, M. Callavik, H. Johansson, P. Lundberg, E. Jansson, H. Bawa, S. Funke, S. Stoeter and A. Moglestue, "ABB review special report 60 years of HVDC," ABB , Zurich, Switzerland, 2014.
2. [2] C. M. Franck, "HVDC circuit breakers: a review identifying future research needs," IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 26, no. 2, pp. 998-1007, 2011. [DOI:10.1109/TPWRD.2010.2095889]
3. [3] X. Jiao, Fault location in transmission systems using synchronised measurments, Ph.D. dissertation: Electrical and Computer Engineering University of Kentacky, 2017.
4. [4] D. Tzelepis, A. Dyśko, G. Fusiea, P. Niewczas, S. Mirsaeidi, C. Booth and X. Dong, "Advanced fault location in MTDC networks utilising optically-multiplexed current measurements and machine learning approach," International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 97, pp. 319-333, 2018. [DOI:10.1016/j.ijepes.2017.10.040]
5. [5] Y. Yang and C. Huang, "A single ended fault location method for DC lines in bipolar MMC HVDC system," Electrical Engineering, vol. 102, pp. 899-908, 2020. [DOI:10.1007/s00202-020-00922-x]
6. [6] Q. Huai, K. Liu , A. Hooshyar, H. Ding, L. Qin and K. Chen, "Line fault location for multi-terminal MMC HVDC system based on SWT and SVD," IET Renewable Power Generation, vol. 14, no. 19, pp. 4053-4043, 2020. [DOI:10.1049/iet-rpg.2020.0702]
7. [7] A. E.B. Abu-Elanien, A. A. Elserougi, A. S. Abdel-Khalik, A. M. Massoud and S. Ahmed, "A differential protection technique for multi-terminal HVDC," Electric Power Systems Research, vol. 130, pp. 78-88, 2016. [DOI:10.1016/j.epsr.2015.08.021]
8. [8] D. Wang and M. Hou, "Travelling wave fault location algorithm for LCC-MMC-MTDC hybrid transmission system based on Hilbert-Huang transform," International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 121, no. 106125, 2020. [DOI:10.1016/j.ijepes.2020.106125]
9. [9] D. Wang and M. Hou, "Travelling wave fault location principle for hybrid multi-terminal LCC-VSCHVDC transmission line based on R-ECT," International Journal of Electrical Power and Energy Systems, vol. 117, no. 105627, 2020. [DOI:10.1016/j.ijepes.2019.105627]
10. [10] D. Wang, H. Yanga, M. Hou and Y. Guob, "Travelling wave fault location principle for hybrid multi-terminal LCCMMC-HVDC transmission lines based on C-EVT," Electric Power Systems Research, vol. 185, no. 106402, 2020. [DOI:10.1016/j.epsr.2020.106402]
11. [11] R. Muzzammel, A. Raza, M. R. Hussain, G. Abbas, I. Ahmed, M. Qayyum, M. A. Rasool and M.A. Khaleel, "MT-HVdc systems fault classification and location methods based on traveling and non-traveling waves-A comprehensive review," Applied Sciences, vol. 9, no. 4760, 2019. [DOI:10.3390/app9224760]
12. [12] D. Tzelepis, S. Mirsaeidi, A. Dyśko, Q. Hong, J. He and C. Booth, "Intelligent fault location in MTDC networks by recognising patterns in hybrid circuit breaker currents during fault clearance process," IEEE Transactions on Industrial Informatics, vol. 17, no. 5, pp. 3056 - 3068, 2021. [DOI:10.1109/TII.2020.3003476]
13. [13] A. T. Johns and S. K. Salman, "Differential equation based techniques," in Digital protection for power systems, London, P. Peregrinus on behalf of the Institution of Electrical Engineers IEE Power Series 15, 1995, Chapter7, pp. 107-114.
14. [۱۴] م.م. کمالی فاز, "مکان‌یابی خطا در خطوط HVDC با استفاده از روش معادلات دیفرانسیل", پایان نامه کارشناسی ارشد: دانشگاه فردوسی مشهد, 1392.
15. [۱۵] ر. دشتی و م. قاسمی، "مکان یابی خطا در شبکه توزیع با حضور منابع تولید پراکنده به روش امپدانسی با استفاده از مدل خط متوسط،" مجله انجمن مهندسی برق و الکترونیک ایران, جلد ۴، شماره ۳، ش.ص. ۹۰-۷۹، ۱۳۹۶.
16. [۱۶] ع.کامیاب، م. ح. جاویدی و ج. ساده، "فاصله يابي خطا در خطوط انتقال نيرو با سه پايانه در حوزه زمان با استفاده از اندازه‌گيريهاي همزمان و مدل گسترده خط انتقال،" مجله انجمن مهندسين برق و الكترونيك ايران، جلد ۵، شماره ۱، ش.ص. ۶۷-۵۹، ۱۳۸۷.
17. [17] J. Xu, Y. Lu, C. Zhao and J. Liang, "A model-based DC fault location scheme for multi-terminal MMC-HVDC systems using a simplified line representation," IEEE Transaction on Power Delivery, vol. 35, no. 1, pp. 386-395, 2020. [DOI:10.1109/TPWRD.2019.2932989]
18. [18] Y. Xiang, K. L. Chen, Q. Xu, Z. Jiang, and Z. Hong, "A novel contactless current sensor for HVDC overhead transmission lnes," IEEE Sensors Journal, vol. 18, no. 11, pp. 4725-4732, 2018. [DOI:10.1109/JSEN.2018.2828807]
19. [19] S. Azizi, M. Sanaye-Pasand, M. Abedini and A. Hasani, "A traveling-wave-based methodology for wide-area fault location in multiterminal DC systems," IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 29, no. 6, pp. 2552 - 2560, 2014. [DOI:10.1109/TPWRD.2014.2323356]
20. [20] S. Azizi, S. Afsharnia and M. Sanaye-Pasand, "Fault location on multi-terminal DC systems using synchronized current measurements," International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 63, pp. 779-786, 2014. [DOI:10.1016/j.ijepes.2014.06.040]
21. [21] Q. Lin, G. Luo and J. He, "Travelling-wave-based method for fault location in multi-terminal DC networks," The Journal of Engineering, vol. 2017, no. 13, pp. 2314-2318, 2017. [DOI:10.1049/joe.2017.0744]
22. [22] G. Luo, Y. Liu, D. Zhang, J. He, B. Xu, J. Ding and C. Luo, "Maximum traveling-wave-based fault location for meshed MTDC networks," in Energy Internet and Energy sestem Integration, Changsha. China, 2019. [DOI:10.1109/EI247390.2019.9062165] []
23. [23] H. W. Dommel, "Digital computer solution of electromagnetic transients in single and multiphase networks," IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, vol. 88, no. 4, pp. 389-3, 1969. [DOI:10.1109/TPAS.1969.292459]
24. [24] J. Sadeh, N. Hadjsaid, A. M. Ranjbar, and R. Feuillet, "Accurate fault location algorithm for series compensated transmission lines," IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 15, no. 3, pp. 1027 - 1033, 2000. [DOI:10.1109/61.871370]
25. [25] A. Geoffrey, Writer, Full selective protection strategy for multi-terminal cable HVDC grids based on HB-MMC converters. [Performance]. Universite Grenoble Alpes, 2017.
26. [26] "Guide for the development of models for HVDC converters in a HVDC grid," Cigre, 2014.
27. [27] K. Nanayakkara, A.D. Rajapakse and R. Wachal, "Fault location in extra long HVdc transmission lines using continuous wavelet transform," in International Conference on Power Systems, Netherlands, 2011.

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY NC 4.0) قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به نشریه مهندسی برق و الکترونیک ایران می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2024 CC BY-NC 4.0 | Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers

Designed & Developed by : Yektaweb