Design and Implementation of a Centralized Disturbance Detection System for Smart Microgrids

L'excursion de fréquence et de tension sont parmi les défis nombreux qui se posent aux microréseaux. La détection des perturbations peut être effectuée par le système de surveillance centralisé de micro-réseaux qui utilise des données de synchrophasor rapportées à partir de différents noeuds. Les réseaux de communication de synchrophasor présentent des retards et des Pertes de paquets qui peuvent détériorer l'intégrité des données et donc compromettre la fiabilité des systèmes de surveillance et de contrôle des micro-réseaux intelligents. Ce mémoire présente un nouveau concentrateur de données de vecteurs de phase avancé (APDC) capable de contrer les manques de la communication et d'améliorer la qualité des ressources de la production décentralisée (DER) dans les micro-réseaux. L'APDC proposé utilise un système de compensation adaptatif pour obtenir une estimation efficace des éléments de données manquants. L'estimateur adaptatif utilise le taux de changement d'éléments de données pour choisir entre l'estimateur LMMSE et un estimateur basé sur les dérivés pour prédire les valeurs futures des éléments de données. Si, à un instant donné, les éléments de données synchrophasors de certaines unités de mesure de phasor (PMU) manquent, les valeurs estimées sont utilisées pour compenser les données manquantes. En outre, une unité de surveillance est proposée pour détecter de manière fiable les excursions en fréquence et identifier les DERs affectés par les îlotages. L'unité de surveillance utilise un algorithme de détection centralisé élaboré qui traite les données de fréquence pour distinguer entre l'îlotage possible des DERs et les perturbations du réseau de distribution. L'APDC proposé est développé sur la plate-forme OpenPDC en temps réel et sa performance est évaluée à l'aide d'une configuration expérimentale comprenant trois PMUs, un réseau de télécommunications, des interrupteurs, et un concentrateur de données de vecteurs de phase classique (PDC). Les résultats expérimentaux confirment une intégrité des données de haut niveau dans les conditions normales et perturbées des micro- réseaux. Des études sur l'effet du bruit de mesure montrent que l'APDC proposé est même efficace en présence de bruits sévères. De plus, une détection rapide et fiable des événements d'îlotage est obtenue en raison de l'amélioration considérable du temps de détection même en cas de pertes de données sévères et de bruit de mesure. Enfin, la performance de l'APDC proposé est comparée à une méthode d'estimation existante. Les résultats montrent l'avantage important de l'APDC, en particulier dans des conditions perturbées.