Detecting development scenarios of dynamic events in electric power network smart-grids. Part two “Selective Protection”

Abstract

При реалізації концепцій розвитку електроенергетики Smart-Grid, Цифрова підстанція, Аутсорсинг послугактуальним є завдання забезпечення стійкості роботи пристроїв релейного захисту та автоматики. Завдання вирішується відповідно до структурного-інформаційного SI-методу, що розробляється. Пропонується спосіб селективного пошуку (SP)оптимального обсягу структурованої інформації для автоматичного прийняття рішень. У статті розглядається алгоритм розпізнавання сценаріїв розвитку значеннєвих подій, який включений до SP-способу. Алгоритм застосовується однаково до всіхієрархічних рівнів розпізнавання, виходячи із цілей прийняття рішення на старшому рівні. Контроль послідовності інформаційних подій виконується в динаміці проходження подій по одному шляху зі всіх взаємозв'язків відповідно доSI-моделі. В Частині1 показанаспільнаSI-модель, що складається із дерева формування в динамічному об'єкті та дерева розпізнавання в пристроях. Дано теоретичний опис алгоритму за допомогою амплітудного та тимчасового (Ξ,Η) вікон селективності у загальній структурній схемі S-детектування. Показано застосування способу різних ієрархічних рівнів розпізнавання. Результат прийняття рішення видається у двох формах подання. А саме. Задопомогою єдиного смислового сигналу для вказівки на групу результатів. Через заповнення таблиці послідовності появи розпізнаних елементарних інформаційних складових. У Частині 2 показано застосування SP-способу на різних ієрархічних рівнях розпізнавання для синтезу селективного реле, в якому реалізується алгоритм пошуку пошкодженої ділянки мережі при однофазних замиканнях на землю у розподільних мережах 6-35 кВ із котушкою Петерсена. Вказано причини нестійкої роботи алгоритмів відомих селективних реле, виходячи із понять розпізнавання сценаріїв. Розглянуто вдосконалення структури селективного реле, що працює на основі критерію контролю збігу перших напівхвиль середньочастотних складовихсигналів перехідних процесів. Наведено приклади синтезу елементарних детекторів абсолютної, відносної та накопичувальної дії стосовно селективного реле, що дозволяють наповнити обсяг інформації для загального S-детектування.Виконано моделювання роботи синтезованого S-детектора на сигналах реальних аварійних файлів природного розвитку ушкоджень ізоляції фази мережі та моделювання штучних сценаріїв подій у математичній SI-моделі.

When implementingdevelopmentconcepts inthe electric power industry(such as“Smart Grid”, “Digital substation”and“Outsourcing of services”), the task of ensuring stablerelay protection operationsand automation devices is urgent. The problem is solved according to the developed structural-information (SI) method. A method for selective search of theoptimal amount of structured information for automatic decision-making is proposed. The article discusses an algorithm for recognising scenarios for the development of semantic events, which is included in the SP-method. The algorithm is applied uniformly for all hierarchical levels of recognition, based on the goals of decision making at the senior level. Control of the sequence of information events is performed in the dynamics of the passage of events along one path from all relationships according to the structural-informationmodel.Part 1 shows a collaborative structural-information model consisting of a shaping tree in a dynamic object and a recognition tree in devices. A theoretical description of the algorithm is given using the amplitude and time (Ξ,Η) selectivity windows in the general structural scheme of S-detection. The application of the method for different hierarchical levels of recognition is shown.The decision-making results are presentedin two forms, by means of a single semantic signal to indicate a group of resultsandfilling in the table of the sequence of occurrence of the recognised elementary information components. Part 2 shows the application of the SP-method at different hierarchical levels of recognition for the synthesis of a selective relay, which implements an algorithm for finding a damaged network section with single-phase ground faults in 6-35 kV distribution networks with a Petersen’scoil. The reasons for the unstable operation of algorithms of known selective relays are indicated, based on the concepts of scenario recognition. The improvement of the structure of a selective relay operating on the basis of the criterion for monitoring the coincidence of the firsthalf-waves of the mid-frequency components in the signals of transient processes is considered. Examples of the synthesis of elementary detectors of absolute,relative and cumulative actions in relation to a selective relay are given, which make it possible to fill the amount of information for general S-detection.The simulation of the operation of the synthesisedS-detector on the signals of real emergency files of the natural development of damage to the isolation of the network phase and simulation of artificial scenarios of events in the mathematical SI-modelare carried out.