Innovative Schutzschemata durch Hardware-in-the-Loop dynamisches Testen.

In Mikrogrids variiert das Verhalten der dezentralen Energieerzeugung (DG) unter Fehlerszenarien signifikant, basierend auf den DG-Typen und Durchdringungsgraden. Konventionelle Überstromrelais (OCRs) mit standardmäßigen Zeit-Strom-Kennlinien können während übermäßiger Fehler Szenarien Einschränkungen aufweisen, was zu Verzögerungen bei der OCR-Betriebsweise und Fehlkoordination innerhalb des Mikrogrids führt. Diese Studie schlägt eine neuartige Einschränkung des maximalen Current Multiplier Setting (CMS) vor und nutzt Techniken aus dem Water Cycle Algorithm (WCA) und der Particle Swarm Optimization (PSO), um das Time Multiplier Setting (TMS) zu optimieren. Vergleichende dynamische Analysen durch Echtzeitvalidierung zeigen, dass der nicht-standardmäßige OCR-Ansatz das Standard-IEC-Schema in allen Betriebsmodi des Netzes mit unterschiedlichen Typen, Größen und Standorten von DGs übertrifft. So wurde beispielsweise unter den F1-Bedingungen die Auslösezeit von OCR1 von 0,0226 Sekunden (IEC) auf 0,000981 Sekunden (nicht-standardmäßig) reduziert. Die HIL-Ergebnisse bestätigen weiter die Wirksamkeit des vorgeschlagenen Schemas. Der Optimierungsprozess, der in MATLAB implementiert und durch ATP/EMTP-Simulationen sowie SIPROTEC 7SJ62 Relais validiert wurde, zeigt eine verbesserte Mikrogridschutzkoordination und verbessert die Systemzuverlässigkeit und -leistung.