La realització d’un procés d’electrificació sostenible, requereix d'un disseny i implementació d’esquemes de protecció robustos.
Una forma de classificació, es basa en les estratègies de protecció de tota la xarxa de distribució o la micro-grid habilitades per dispositius electrònics intel·ligents (IED) (també coneguts com a relés intel·ligents o unitats de mesura micro-fasor (Micro PMU)), es troben sota una estructura centralitzada al voltant del concentrador de dades de fasor (PDC). Tanmateix, l’esquema de protecció desenvolupat recentment basat en la comunicació entre relés, mostra una oportunitat a causa de la seva naturalesa distribuïda (figura 1). conjuntament amb el PDC.
Les dades es depuren i es lliuren a la xarxa de distribució per les accions de supervisió, protecció des del centre de control (MPAC) per prendre una decisió final. És evident que, en cas de fallades en les infraestructures de tipus centralitzat, la funcionalitat del sistema de protecció es feble, cosa que podria provocar una interrupció generalitzada. En una comunicació entre relés intel·ligents, aquests comparteixen dades essencials entre si en una zona de protecció (PZ) determinada, és a dir, zones properes que permeten identificar segments de xarxa defectuosos. Basant-se en lògiques predefinides, aes pot obtenir un consens sobre la decisió de la protecció d'un segment defectuós i els relés principals.
El mecanisme d’intercanvi de dades d’aquesta estratègia, garanteix la robustesa del sistema de proteccions i millora l’adequació del procés d’electrificació a les xarxes intel·ligents que allotgen recursos energètics distribuïts (DER), ja que la funcionalitat del sistema de protecció estaria en perill, cosa que provoca un tall generalitzat.
Fig. 1. (a) Protecció centralitzada versus (b) esquema de protecció basat en la comunicació relé a relé
En certes ocasions, les DER poden contribuir amb corrents altes de defecte que podrien provocar un coll d'ampolla tècnic de proteccions. Per exemple, la magnitud del corrent de falta augmenta amb la contribució de les DER basades en generadors síncrons. O bé, els elements direccionals dels relés de protecció es veuen afectats negativament a causa del comportament de fallades de les DER basats en inversors (IBDER). Atès que els elements direccionals són fonamentals per a la protecció primària o de seguretat en sistemes de distribució amb corrents de defecte bidireccionals, incloses les micro-xarxes, abordar aquest problema és una prioritat. Una eficaç solució és el mecanisme de protecció relé a relé basat en la comunicació que proporciona oportunitats per compartir dades per als relés protectors. Com a exemple, si es suposa que es produeix una falla a la PZ1 de la figura 1, en aquest cas, els relés immediats de cada branca identifiquen cooperativament que la falla es troba a la branca respectiva o a l'exterior. Aquesta tasca es pot realitzar mitjançant diferents mètodes, tal com es mostra a la figura 2. Durant una falta i fora del PZ i de la línia B, els interruptors intel·ligents A i B detecten la falla al seu costat esquerre. En conseqüència, l’interruptor A detecta l’error fora de la seva PZ i comparteix aquestes dades amb l’interruptor B a través de l’enllaç de comunicacions. Un error a l'interior de PZ també es discrimina de manera similar a través de l'enllaç de comunicació i l'intercanvi de dades associats. A més, els relés R1, R3 i R5 de la figura-1 (b) parlen entre si en bucle per especificar la prioritat d’operació dels relés, és a dir, el relé principal, el relé reserva i el de seguretat. De la mateixa manera, R2, R4 i R6 es comuniquen d’igual a igual.
Fig. 2. Una il·lustració de l'esquema de protecció basat en la comunicació de relé a relé.
Com anteriorment s'ha assenyalat, els elements direccionals convencionals no detecten la direcció de les falles en presència d'IBDER. Per tant, per a la protecció basada en la comunicació relé a relé, han d’emprar lògiques noves, eficients i consistents en lloc de les convencionals. Recentment, es va deduir que utilitzar components de fallades pot permetre la detecció i direcció de la falta eliminant els colls d'ampolla tècnics d'aquest tipus de protecció. Basant-se en el principi de superposició, qualsevol sistema de potència en estat de falta es pot modelar i analitzar com la suma de dos sistemes. El sistema previ a la falla s’obté eliminant tots els canvis de tensió i corrent deguts a la falla i el sistema superposat es basa en els canvis causats per la falla en els paràmetres bàsics. Basant-se en els components superposats del segon sistema, les falles es discriminen dels altres fenòmens com la sobrecàrrega a les xarxes de distribució, etc. Aquests components també faciliten la determinació de la direcció de la fallada en el context de l’esquema de protecció relé a relé. Basant-se en els resultats obtinguts, aquest estudi promociona el desplegament dels components superposats dels fasors de tensió i del corrent calculats per relés numèrics.
A més, la protecció basada en la comunicació relé a relé, requereix una investigació més detallada sobre la seva implementació a tots els nivells del sistema de potència, des de sistemes de transport fins a microxarxes amb topologies radials i de bucle. Basada en l’intercanvi de dades entre relés, aquesta estratègia de protecció proporciona una adequada resposta contra les faltes sòlides / d’alta impedància i les faltes de menor magnitud.
Font: IEEE Smart Grid
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada