In real power systems, the network topology is subjected to uncertainty due to single-line outage contingencies, maintenance activities, and network reconfigurations. These changes in the network topology may lead to miscoordination of directional overcurrent relays (DOCRs). To overcome this drawback, corresponding to each primary/backup relay pair, a set of inequality coordination constraints which is related to different network topologies should be satisfied. In this paper, a new approach based on the interval analysis is introduced to solve the DOCRs coordination problem considering uncertainty in the network topology. The basic idea is to convert the set of inequality constraints corresponding to each relay pair to an interval constraint. In this situation, the DOCR coordination problem is formulated as an interval linear programming (ILP) problem. Using well-known mathematical theorems, the obtained ILP problem, which has no equality constraints, can be converted to standard linear programming (LP). As a result, the number of coordination constraints is significantly reduced in the proposed methods. The application of the proposed method to the IEEE 14- and 30-bus test systems proves the ability of the interval method in modeling topology uncertainty in the large-scale coordination problem

چکیده

در سیستم های قدرت واقعی، توپولوژی شبکه با توجه به احتمالات قطعی برق در دیاگرام تک خطی، فعالیت های تعمیر و نگهداری و تجدید ساختار شبکه در معرض عدم قطعیت قرار دارد. این تغییرات در توپولوژی شبکه ممکن است منجر به ناهماهنگی رله­های دایرکشنال اضافه جریان (DOCRs) شود. برای غلبه بر این اشکالات مربوط به هر جفت رله اولیه/پشتیبان، مجموعه ای از قیود نابرابری هماهنگی که مربوط به توپولوژی های شبکه­های مختلف می­باشد باید برآورده شوند. در این مقاله، یک روش جدید مبتنی بر تجزیه و تحلیل وقفه برای حل مساله هماهنگی DOCRs مشروط به حضور عدم قطعیت در توپولوژی شبکه ارائه شده است. ایده اصلی تبدیل مجموعه ای از قیود نابرابری مربوط به هر جفت رله به یک قید وقفه است. در این وضعیت، مساله هماهنگی DOCR به صورت یک مساله برنامه ریزی خطی وقفه (ILP) فرمول بندی شده است. با استفاده از قضایای شناخته شده ریاضی، مساله ILP به دست آمده، که دارای هیچ قید برابری نیست، می تواند به یک مساله استاندارد برنامه ریزی خطی (LP) تبدیل شود. در نتیجه، تعداد قیود هماهنگی به طور قابل توجهی در روش پیشنهادی کاهش یافته است. روش ارائه شده در شبکه IEEE 14- و 30 باسه تست شده است و نتایج بیانگر توانایی روش پیشنهادی در مدل سازی عدم قطعیت توپولوژی در مسائل هماهنگی ابعاد وسیع است.

1-مقدمه

رله اضافه جریان دایرکشنال (DOCRs) معمولا به عنوان یک جایگزین اقتصادی برای حفاظت اولیه از سیستم های توزیع و فوق توزیع و به عنوان حفاظت ثانویه سیستم های انتقال مورد استفاده قرار گرفته است [1]-[3]. مساله هماهنگی رله شامل تعیین تنظیمات جریان pickup (Ip) و تنظیم زمان آغازکار (TDS) رله اضافه جریان به منظور اینکه سیستم حفاظتی به واکنشی سریع و انتخابی و قابل اعتمادی را به شرایط خطاهای مختلف نشان دهد...