Design of a fuzzy distance relay taking into consideration the impact of using a unified power flow controller

The compact design of a fuzzy distance relay, which includes its impact on using a unified power flow controller in a power system, has been adopted as the object of the study. Traditional power system grids have increasingly widely used flexible alternating current transmission system devices in recent years to increase power system stability when faults, unbalance, and sudden changes in load occur. This plays a role in improving power quality, power factor corrections, and power flow control. A unified power flow controller is one of these devices that is most used, popular and meets these benefits, but it simultaneously gives a different change in the apparent impedance of the protection system due to its design. To overcome these issues, the proposed novel design of a fuzzy distance relay is made with the assistance of MATLAB® Simulink and Neuro-Fuzzy Designer. The proposed design work was divided into three parts, the first without fault and the second one including four scenarios without using and using a unified power flow controller in different transmission line locations. The design was carried out in the third part after collecting all input-output data sets. This paper offers an efficient design method, which depends on the input value of the observed apparent impedance, also known as resistance (R), and reactance (X). The output is a trip signal to the circuit breaker when a fault occurs. The advantages of the proposed design are a fast-clearing time of 1.42 ms, and working when utilizing a unified power flow controller in different locations; the results show a fast clearing although the long impedance trajectory for some cases. The fast fault clearing will make the system more stable and overcome the maloperation of the distance rela

Direct Detection of Voltage Collapse

<p>Voltage stability is indeed a dynamic problem. Dynamic analysis is important for  better understanding of voltage instability process. In this work an analysis for voltage stability from bifurcation and voltage collapse point of view based on a center manifold voltage collapse model. A static and dynamic load models were used to explain voltage collapse. The basic equations of  simple power system and load are used to demonstrate voltage collapse dynamics and bifurcation theory. These equations are also developed in a manner, which is suitable for the <em>Matlab-Simulink</em> application. Detection of voltage collapse before it reaches the critical collapse point was obtained in simulation results.   </p

Моделювання та імітаційне моделювання самозбуджуваного асинхронного генератора з вітряною турбіною

The excellent specifications of the isolated squirrel cage self-excited induction generator (SEIG) make it the first choice for use with renewable energy sources. However, poor voltage and frequency regulation (under load and speed perturbations) are the main problems with isolated SEIGs. Wide dependence on the SEIG requires prior knowledge of its behaviour with regard to variations in the input of mechanical power and output of electrical power to develop a control system that is capable of maintaining the voltage and frequency at rated values, as far as possible, with any change in the input or output power of the SEIG. In this paper, a mathematical model of a wind energy conversion system (WECS) based on a squirrel cage SEIG with a generalized impedance control (GIC) was built using the Matlab/Simulink environment in a d-q stationary reference frame. A fuzzy logic controller (FLC) was used to control the parameters of the GIC. The training of the FLC was conducted by a neural network through Matlab's Neuro-Fuzzy designer. The results of this paper showed that the trained FLC succeeded in controlling the real and reactive power flow between the SEIG and the GIC system, in which the maximum variation for both magnitude and frequency of the generated voltage with any load or wind speed perturbation will not exceed (0.2 %) for the frequency and (3 %) for the voltage magnitude in both directions. The SEIG model was validated by comparing the results obtained with those of well-known studies with the same rating and operating conditionsБлагодаря превосходным характеристикам, автономный короткозамкнутый асинхронный самовозбуждающийся генератор (АСГ) широко используется с возобновляемыми источниками энергии. Однако основной проблемой автономных АСГ является плохое регулирование напряжения и частоты (при возмущениях нагрузки и скорости). Широкая зависимость от АСГ требует предварительных знаний о его поведении в отношении изменений входной механической мощности и выходной электрической мощности для разработки системы управления, способной поддерживать напряжение и частоту на номинальных значениях, насколько это возможно, при любом изменении входной или выходной мощности АСГ. В данной статье с использованием среды Matlab/Simulink в стационарной системе отсчета d-q была построена математическая модель системы преобразования энергии ветра (СПЭВ) на основе короткозамкнутого АСГ с управлением обобщенным сопротивлением (УОС). Для управления параметрами УОС использовался нечеткий логический регулятор (НЛР). Обучение НЛР проводилось на нейронной сети с помощью Matlab's Neuro-Fuzzy designer. Результаты данной работы показали, что обученный НЛР успешно управляет потоком реальной и реактивной мощности между АСГ и системой УОС, в которой максимальное изменение как величины, так и частоты генерируемого напряжения при любом возмущении нагрузки или скорости ветра не будет превышать (0,2 %) для частоты и (3 %) для величины напряжения в обоих направлениях. Апробация модели АСГ была проведена путем сравнения полученных результатов с результатами известных исследований с аналогичными характеристиками и условиями эксплуатацииЗавдяки чудовим характеристикам, автономний короткозамкнений асинхронний самозбуджуваний генератор (АСГ) широко використовується з поновлюваними джерелами енергії. Однак основною проблемою автономних АСГ є погане регулювання напруги і частоти (при збуреннях навантаження і швидкості). Широка залежність від АСГ вимагає попередніх знань про його поведінку по відношенню до змін вхідної механічної потужності і вихідної електричної потужності для розробки системи управління, здатної підтримувати напругу і частоту на номінальних значеннях, наскільки це можливо, при будь-якій зміні вхідної або вихідної потужності АСГ. У даній статті з використанням середовища Matlab/Simulink в стаціонарній системі відліку d-q була побудована математична модель системи перетворення енергії вітру (СПЕВ) на основі короткозамкнутого АСГ з управлінням узагальненим опором (УУО). Для управління параметрами УУО використовувався нечіткий логічний регулятор (НЛР). Навчання НЛР проводилося на нейронній мережі за допомогою Matlab's Neuro-fuzzy designer. Результати даної роботи показали, що навчений НЛР успішно управляє потоком реальної і реактивної потужності між АСГ і системою УУО, в якій максимальна зміна як величини, так і частоти напруги при будь-якому збуренні навантаження або швидкості вітру не перевищуватиме (0,2 %) для частоти і (3 %) для величини напруги в обох напрямках. Апробація моделі АСГ була проведена шляхом порівняння отриманих результатів з результатами відомих досліджень з аналогічними характеристиками і умовами експлуатаці