تنظیم بهینه نواحی رله دیستانس با الگوسازی احتمالی عدم‌قطعیت‌ها

در این مقاله، روش جدیدی به منظور تعیین تنظیم بهینۀ رله‌های دیستانس با الگوسازی احتمالی عدم‌قطعیت‌های موثر ارائه شده است. برای الگوسازی عدم‌قطعیت‌ها، برای هر یک از عدم‌قطعیت‌ها، توابع چگالی متناظر با آن‌ها ارائه شده است و بر اساس این، توزیع احتمالی امپدانس دیده‌شده از رلۀ دیستانس به کمک فرآیند مونت‌کارلو به دست آمده است. نواحی سه‌گانه رلۀ دیستانس باید به نحوی تنظیم شود که به ازای خطاهای داخلی، عملکرد داشته باشد (حساسیت) و به ازای خطاهای خارجی، عملکردی نداشته باشد (هماهنگی). بر اساس این، برای هر یک از نواحی سه‌گانه رلۀ دیستانس، شاخص احتمالی حساسیت و هماهنگی به‌صورت مستقل تعریف شده‌اند. در ادامه، سناریوهای مختلف برای حداکثرکردن شاخص حساسیت یا هماهنگی ارائه شده‌اند. درنهایت، با توجه به اهمیت بیشتر هماهنگی نسبت به حساسیت، سناریوی حداکثرکردن حساسیت به همراه هماهنگی کامل پیشنهاد شده است. براساس این سناریو، مسئلۀ تعیین تنظیم بهینۀ هر یک از نواحی رلۀ دیستانس به‌صورت یک مسئلۀ بهینه‌سازی با هدف حداکثرکردن شاخص حساسیت و برقراری قید هماهنگی تعریف شده است. با توجه به غیرخطی‌بودن فرمول‌بندی‌های ارائه‌شده، از الگوریتم ژنتیک برای حل این مسئله‌ها استفاده شده است. روش پیشنهادی به شبکۀ 39 شینه ieee، اعمال شده و مزیت فرمول‌بندی ارائه‌شده برای هر یک از نواحی سه‌گانه رلۀ دیستانس ارائه شده است.

Optimum setting of distance relay zones by probabilistic modeling of uncertainties

In this paper, a new method is presented to determine the optimal setting of distance relays using probabilistic modeling of the affected uncertainties. Due to model of uncertainties, the corresponding density functions of each uncertainty are presented. Then, using Monte Carlo simulation, the probability distribution of the impedance seen by the distance relay is obtained. The three zones of distance relay need to be set in a way that the relay operates correctly for an internal fault of the protection zone (sensitivity), and it does not operate for an external fault of the protection zone (selectivity). According to this, the probabilistic indices of sensitivity and selectivity are defined independently for each zone of the distance relay. In the following, different scenarios are proposed to maximize the selectivity or sensitivity indices. Finally, due to importance of selectivity in compare to sensitivity, the scenario of maximized sensitivity with perfect selectivity is proposed.   According to this scenario, the problem of determining optimum setting of distance relay for each zone is defined as an optimization problem with the objective of maximizing the probability of sensitivity and with the constraint of perfect selectivity. Since the proposed formulation is nonlinear, Genetic algorithm is used to solve this problem. The proposed method is applied to the IEEE 39 bus test system and the advantages of the proposed formulation for each zone of the distance relay are presented.