ارايه شاخصي جديد به منظور كاهش قيود در مساله هماهنگي بهينه رله هاي اضافه جريان با در نظر گرفتن عدم قطعيتها

A New Index for Constraint Reduction in Relay Coordination Problem Considering Uncertainty

مساله هماهنگي رله هاي اضافه جريان در شبكه هاي واقعي و بزرگ با درنظر گرفتن عدم قطعيتهاي ناشي از تغيير ساختار شبكه و تغيير مكان وقوع خطا به يك مساله بهينه سازي بزرگ با تعداد بسيار زيادي قيد تبديل مي گردد. در اين مقاله فرمولبندي جديدي از مساله هماهنگي رله هاي اضافه جريان با در نظر گرفتن عدم قطعيت در ساختار شبكه و مكان وقوع خطا ارايه گرديده است. به منظور حل اين مساله بهينه سازي شاخص جديدي جهت شناسايي قيود نامساوي غير فعال در مساله هماهنگي رله هاي اضافه جريان ارايه گرديده است. شاخص پيشنهادي براي هر زوج رله به صورت نسبت تغييرات جريانهاي اتصال كوتاه عبوري از رله اصلي به تغييرات جريانهاي اتصال كوتاه عبوري از رله پشتيبان تعريف مي گردد. از مهمترين ويژگيهاي شاخص پيشنهادي، مستقل بودن آن از نوع مشخصه رله اضافه جريان و تنظيمات زمان و جريان آن مي باشد. براساس اين تعريف براي رله هاي اضافه جريان با مشخصه استاندارد IEC ثابت مي شود كه شاخص پيشنهادي قادر است فعال يا غير فعال بودن قيود مساله هماهنگي را بدون حل مساله هماهنگي تعيين كند. نتايج عددي روي دو شبكه 14 شينه و 30 شينه IEEE نشان داده تعداد قيود مساله هماهنگي با در نظر گرفتن عدم قطعيت در ساختار شبكه و مكان خطا به شدت افزايش مي يابد اما بخش عمده اي از اين قيود به كمك شاخص پيشنهادي قابل حذف يا جايگزيني با ديگر قيود مساله هماهنگي مي باشند. نتايج ارايه شده نشان مي دهد كه تعداد قيود هماهنگي در اين دو شبكه با اعمال روش پيشنهادي بيشتر از 90 درصد كاهش يافته است.

In a realistic and large power system, the overcurrent relay coordination problem considering different network topologies and different location of faults is stated as an optimization problem with a large number of constraints. In this paper, a new index is proposed to detect and remove the inactive inequality constraints in relay coordination problem. This index is defined for each relay pairs, as the ratio of the variation of fault current passing through the primary relay to the variation of fault current passing through the backup relay. The proposed index is independent of the overcurrent relay characteristics and current and time multiplier settings of the relay, which is the most significant feature of this index. For IEC relay characteristic, it is shown that without the solving the coordination problem, the proposed index can distinguish the active and inactive inequality constraints. The 14-bus and 30-bus IEEE test systems are used to verify the performance of the proposed index. The presented results show that greater than 90 percent of the inactive constraints can be detected and removed from the set of constrains by using the proposed index.