يك روش احتمالي به‌منظور تنظيم بهينه رله‌هاي اضافه جريان تركيبي با در نظر گرفتن عدم‌قطعيت‌ها

A Probabilistic Method to Determine the Optimal Setting of Combined Overcurrent Relays considering Uncertainties

در اين مقاله يك روش جديد به‌منظور تعيين تنظيم بهينه واحد آني و واحد تأخيري رله اضافه جريان تركيبي با مدل‌سازي احتمالي عدم‌قطعيت‌ها ارائه گرديده است. عدم‌قطعيت‌هاي خطاي اندازه‌گيري، شرايط بهره‌برداري سيستم و شرايط وقوع خطا به‌صورت احتمالي مدل گرديده و از روش مونت‌كارلو براي محاسبه بازه جريان خطاي عبوري از رله‌ها استفاده شده است. براي واحد آني رله دو شاخص احتمالي حساسيت و انتخاب‌گري تعريف گرديده و مسئله تعيين تنظيم بهينه واحد آني رله به‌صورت يك مسئله بهينه‌سازي تعريف گرديده است. تابع هدف اين مسئله حداكثر كردن شاخص احتمال حساسيت و قيد آن برقراري انتخاب‌گري كامل است. سپس از يك روش بازه‌اي براي حل اين مسئله بهينه‌سازي و تعيين تنظيمات بهينه بخش تأخيري رله‌ها استفاده شده است. همچنين مسئله تعيين تنظيم بهينه واحد تأخيري رله نيز با مدل‌سازي احتمالي عدم‌قطعيت‌ها به‌صورت يك مسئله بهينه‌سازي فرمول‌بندي گرديده و از يك روش تركيبي ژنتيك - مونت‌كارلو براي حل آن استفاده شده است. نتايج عددي در دو شبكه نمونه 8 شينه و 14 شينه IEEE نشان داد در صورت استفاده از روش پيشنهادي ناحيه بيشتري از طول خط به‌صورت آني حفاظت گرديده و باقي‌مانده خط توسط واحد تأخيري در حداقل زمان ممكن و با انتخاب‌گري كامل حفاظت خواهد گرديد.

In this paper, a new method is presented to determine the optimal settings of instantaneous unit and delay unit of combined overcurrent relay using probabilistic modeling of uncertainties. The uncertainties such as measurement error, operating conditions of system and fault conditions, are modelled probabilistically and use the Monte-Carlo method to determine the interval fault current passing through the relays. Two probabilistic sensitivity and selectivity indexes are defined for instantaneous unit of relay and the problem of determine the optimal setting of instantaneous unit is formulated as an optimization problem. The objective function of this problem is maximize the probabilistic sensitivity index and the complete selectivity is as constraint. Then, an interval method is used to solve this optimization problem and determine the optimal settings of instantaneous unit of relays. Also, using probabilistic modeling of uncertainties, the problem of determine the optimal settings of delay unit is formulated as an optimization problem and a hybrid Genetic Algorithm-Monte Carlo method has been used to solve it. The numerical results in two 8-bus and 14-bus IEEE test system showed that if using the proposed method, the more area of line is protected instantaneously and the remaining line has been protected by delay unit in minimum possible time and with complete selectivity.