Distributed generation (DG) using renewable energy resources, is intended to reduce the impact of power generation from fossil fuels on climate change. Microgrids (MGs) represent a method of interconnecting several low voltage (LV) renewable energy sources and loads to the distribution system. Multi-microgrids (MMGs) integrate distributed generators (DGs) and MGs with medium voltage (MV) distribution systems. Protection system design for MGs pose significant challenges due to bi-directional flow from DGs as well as lower fault current levels due to the inverter connected DG sources in islanded MGs. This paper reviews the coordination strategies and protection schemes that have been proposed for MGs to address these challenges. The protection coordination strategies based on communication and time grading including their relative performance are described. The advantages and limitations of existing MG protection schemes are discussed. As most of these protection schemes apply to relatively small MGs, they may need to be extended for larger MG configurations in practical power systems. Some future directions for research in the protection system design for both MGs and MMGs are also outlined in this paper.
چکیده:
تولید پراکنده (DG) از منابع انرژی تجدیدپذیر استفاده میکند و هدف آن کاستن اثرات تولید توان از سوختهای فسیلی بر تغییر اقلیمهاست. ریز شبکهها (MG ها) روشی برای اتصال داخلی چندین منبع انرژی تجدیدپذیر ولتاژ ضعیف (LV) و بار جهت سیستم توزیع فراهم میآورند. ریزشبکههای چندگانه (MMG ها) سیستمهای توزیع تولیدات پراکنده (DG ها) و MG های دارای ولتاژ متوسط (MV) را یکپارچه ساختهاند. طراحی سیستم حفاظتی برای MG ها چالشهای بسیاری در برخواهد داشت که ناشی از پخش دو طرفه از DG ها و همچنین سطوح پایینتر جریان خطا به دلیل منابع تولید پراکندهی متصل به اینورتر در ریزشبکههای ایزوله است. این مقاله راهکارهای هماهنگسازی و طرحهای حفاظتی را که برای ریزشبکهها جهت پرداختن به این چالشها پیشنهاد شدهاند، مرور میکند. راهکارهای هماهنگسازی حفاظتی مبتنی بر ارتباطات و درجهبندی زمانی دربردارندهی عملکرد نسبی آنها نیز تعریف شدهاند. مزایا و محدودیتهای طرحهای حفاظتی موجود برای ریزشبکه مورد بحث و بررسی قرار گرفتهاند. از آنجاکه اکثر این طرحهای حفاظتی به ریزشبکههای نسبتاً کوچک اعمال میشوند، ممکن است نیاز باشد برای پیکربندیهای ریزشبکههای بزرگتر در سیستمهای قدرت عملی بسط داده شوند. برخی از اهداف آتی برای پژوهش در طراحی سیستم حفاظتی هم برای ریزشبکهها و هم ریزشبکههای چندگانه نیز در این مقاله ذکر شدهاست.
