مکان ‌یابی ناحیه گسترده خطا در خطوط چند پایانه فشار قوی جریان مستقیم (hvdc) مبتنی بر معادلات حاکم بر خط

توسعه روز افزون خطوط چند پایانه 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.

wide area fault location for multi-terminal hvdc using the distributed parameter line equations

the increasing development of multi-terminal high-voltage direct current (mtdc) lines due to the advantages of this type of network over the ac network, especially in long distances, has drawn more attention to providing a solution to protect and estimate the fault location in this type of network. in this paper, a method based on distributed parameters line equations is presented for fault location in an mtdc network. in the proposed method, it is assumed that the measuring instruments are installed only on the terminals connected to the converter. the proposed algorithm includes three parts: identifying the faulty pole, detecting the faulty line and estimating the fault location. to identify the faulty pole, the voltage change index is proposed. identifying the faulty pole leads to reducing the number of times the algorithm is executed and speeding up the entire process of estimating the fault location. faulty line detection algorithm is also divided into offline and online subsections. in the offline section, a concept called hypothetical lines is introduced according to the network structure. in the online section, using hypothetical lines and applying line equations, a method is proposed to identify faulty lines. then using a two-ended method, the location of fault is estimated in this line. if the data is not available on at least one side of the line, it is estimated using the distributed parameter line equations. the studied network includes overhead and cable lines and radial and ring structures so that the accuracy of the proposed method can be checked in all cases. the results of the simulations show the proper performance of the proposed method for various faults, including faults near the end of long lines and faults with high resistance.