Protección de microredes a través de la coordinación adaptativa de relés de sobrecorriente
Autores: Bawayan, Haneen; Younis, Mohamed
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Protección de microredes a través de la coordinación adaptativa de relés de sobrecorriente
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Recursos energéticos distribuidos
Microrredes
Generadores distribuidos sincrónicos
Relés de sobrecorriente
Sistema de protección adaptativa
Variaciones de corriente de falla
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
La inclusión de recursos energéticos distribuidos (DER) en microredes (MG) conlleva un aumento en los cambios de dirección y magnitud de la corriente. En el modo autónomo de operación de la MG, la penetración de generadores distribuidos sincrónicos (DG) induce una corriente de cortocircuito más baja que cuando la MG opera en modo conectado a la red. Este comportamiento impacta en los relés de sobrecorriente y dificulta la coordinación de protección. Este artículo presenta un novedoso sistema de protección adaptativa que incluye dos fases para manejar la influencia de las variaciones de corriente de falla y permitir que la MG mantenga su operación. La primera fase optimiza el flujo de potencia minimizando la pérdida de potencia activa de los generadores, considerando las perturbaciones tolerables. Para los casos intolerables, la segunda fase opta por contener el efecto de la perturbación dentro de un área específica, cuyo límite se determina a través de la correlación entre pares de relés primarios/respaldo. Se formula una optimización de coordinación de relés de sobrecorriente direccional (DOCR) como un programa no lineal para minimizar el tiempo de operación de los relés dentro del área contenida. La validación se lleva a cabo mediante la simulación de los sistemas de buses IEEE 9, IEEE 14 e IEEE 15 como una MG autónoma. Los resultados de la simulación demuestran la efectividad de nuestro sistema de protección propuesto y su superioridad frente a un enfoque competidor en la literatura.
Descripción
La inclusión de recursos energéticos distribuidos (DER) en microredes (MG) conlleva un aumento en los cambios de dirección y magnitud de la corriente. En el modo autónomo de operación de la MG, la penetración de generadores distribuidos sincrónicos (DG) induce una corriente de cortocircuito más baja que cuando la MG opera en modo conectado a la red. Este comportamiento impacta en los relés de sobrecorriente y dificulta la coordinación de protección. Este artículo presenta un novedoso sistema de protección adaptativa que incluye dos fases para manejar la influencia de las variaciones de corriente de falla y permitir que la MG mantenga su operación. La primera fase optimiza el flujo de potencia minimizando la pérdida de potencia activa de los generadores, considerando las perturbaciones tolerables. Para los casos intolerables, la segunda fase opta por contener el efecto de la perturbación dentro de un área específica, cuyo límite se determina a través de la correlación entre pares de relés primarios/respaldo. Se formula una optimización de coordinación de relés de sobrecorriente direccional (DOCR) como un programa no lineal para minimizar el tiempo de operación de los relés dentro del área contenida. La validación se lleva a cabo mediante la simulación de los sistemas de buses IEEE 9, IEEE 14 e IEEE 15 como una MG autónoma. Los resultados de la simulación demuestran la efectividad de nuestro sistema de protección propuesto y su superioridad frente a un enfoque competidor en la literatura.