Islanding Detection Approach for Grid-Connected PV Inverter Using ANN Based DWT Technique

Abstract

Islanding in electric power distribution system is a phenomena caused to the distribution generation when the main grid shuts down, or unintentionally because of grid blackouts, resulting in separated distribution generation working alone besides its local load. Due to safety and stability reasons, islanding should be early detected in order to disconnect the distribution generation. Various types of islanding detection techniques have been applied and tested by researchers, like passive, active, and remote communication methods, all aimed mainly to minimize the nondetection zone at low power flow mismatch at the point of the common coupling. This study introduces islanding detection model for PV distribution generation inverter connected at the point of common coupling to real utility grid. The proposed islanding detection approach combines between the discrete wavelet transform technique, and the artificial neural networks (ANN). A section of Hebron electric distribution grid that supplies the PPU campus has been tested at the point of common coupling with a standard model of PV inverter. The proposed islanding detection method can continuously test the variations of grid parameters, mainly the voltage signals at the PCC was recorded during islanding and non-islanding events, then produced the discrete wavelet transform (DWT) in the form of energy content for each sample. The features function of detail coefficients was fed to ANN network in order to train it as pattern classifier to discriminate between islanding and non-islanding states. IV Tested cases in this real grid-inverter connected power system showed high relative accuracy with average exceeded 94%, especially when events occur during low power flow between the main grid and the local load at the point of common coupling. The results achieved IEEE requirements for islanding regarding detection time period, and didn’t affect the power quality of the system. االتسجزاا Islanding هي ظاهرة تحدث عند انقطاع الجيا عن نقاط الربط المجصلة بالعاكس في محطات الجوليد والجوزيع اإلضافية المجصلة بالشبكة الكهربائية، بحيث تبقى المحطة الفرعية في حالة عمل مسجقلة وحدها تغذي الحمل المحلي. تؤدي هذه الظاهرة إلى الكثير من المحاذير واألخطا عند بقاء نظام الطاقة اإلضافي في حالة عمل، حيث تؤثر على اتسجقرا النظام، وأمان الشبكة والعاملين، لذلك يلام إطفاء ذلك العاكس ُمبكرا عند انقطاع شبكة الكهرباء الرئيسية. ُطبّقت نُظم كشف مجعددة لقد عن حالة االتسجزاا ، منها الطرق الخاملة والطرق الفعالة، وتقنيات االتصاالت للكشف عن بعد. كانت تهدف جميعا إلى تقليل منطقة عدم الكشف في حالة الشبكة NDZ، والجي يجسبب فيها صغر قيمة تدفق الطاقة بين الشبكة الرئيسية والحمل المحلي. وأظهرت تلك الطرق نجائج مجفاوتة في دقة الكشف والمدة الامنية. النظام المعجمد للد اتسة والمحاكاة هو الخط المغذي لمبنى جامعة بوليجكنك فلسطين من شركة كهرباء الخليل، حيث يُقدم هذا البحث طريقة كشف عن االنقطاع يمكن اعجمادها في العاكس المحلي الموصول بمحطة طاقة فوتوفولجية. تجمثل الطريقة المقجرحة ب ُمحاكاة حاالت انقطاع الشبكة )االتسجزاا ( وحاالت تغيرات طبيعية وتشويشات مؤقجة مثل أخطاء القصر الكهربائي بين الخطوط بأنواعها، وعمليات فصل ووصل األحمال والمكثفات. تقوم هذه الطريقة على تسزيل إشا ات الزهد، ثم إنجاج ُمعامالت هذه اإلشا ت عن طريق محولة المويزات المجقطعة DWT، واخجبا ها داخل شبكة عصبونية صناعية ANN بقصد تد يبها للجمييا بين حاالت االنقطاع والحاالت األخرى. نج َج عن المحاكاة في هذا النظام العملي دقة عالية نسبيا في مخجلف األحداث الجي تم تد يب الشبكة العصبونية عليها، خصوصا في حاالت تدفق الطاقة المنخفض بين الشبكة والحمل. وقد تزاوز معدل دقة الجمييا في السينا يوهات المد وتسة نسبة 49%. باإلضافة إلى أن هذه الطريقة في الكشف لم تؤثر على جودة القد ة، كما أنها حققت مجطلبات مؤتسسة IEEE بحيث كانت فجرة الكشف أقل بكثير من الفجرة الامنية المسموحة في األنظمة المعمول بها في هذا المزال.