Published July 3, 2023 | Version v1
Publication Open

Optimizers for optimal coordination of distance relays and non-standard characteristics of directional overcurrent relays

Creators

  • 1. Universidad de Jaén
  • 2. Aswan University

Description

Abstract In this paper, different methods are utilized to solve the coordination issue involving directional overcurrent relays (DOCRs) and distance relays. The proper coordination of DOCRs and distance relays is a critical issue for system security in electrical networks. Finding the DOCRs setting, pickup current(Ip) and timed dial setting (TDS), and operating time for zone-2 of distance relays is the primary objective of solving the coordination problem. The constant parameters A & B of the directional overcurrent relay that are responsible to control the form of the relay´s characteristics as well as the Ip and TDS have been regarded as variables in this problem. The optimal value for these four DOCR settings has been determined using different optimization techniques. The primary and backup relays must operate sequentially and without any violations, and this must be guaranteed by optimization techniques. In order to determine the operation time for zone-2 and DOCRs setting, optimization methods are examined utilizing the 8-bus and IEEE 30-bus networks. Different optimization algorithms, including recent and traditional techniques, are compared. The obtained results show the superiority of the genetic algorithm (GA) in solving the coordination problem of distance relays and DOCRs. Also, the obtained results prove the ability of the GA method compared to the particle swarm algorithm (PSO), grey wolf optimization (GWO), water cycle technique (WCA), equilibrium optimizer (EO), African vultures optimization algorithm (AVOA), flow direction algorithm (FDA), and gorilla troops optimizer (GTO) techniques.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الملخص في هذه الورقة، يتم استخدام طرق مختلفة لحل مشكلة التنسيق التي تتضمن مرحلات التيار الزائد الاتجاهية (DOCRs) ومرحلات المسافة. يعد التنسيق السليم لـ DOCRs ومرحلات المسافة مشكلة حاسمة لأمن النظام في الشبكات الكهربائية. إن العثور على إعداد DOCRs، وتيار الالتقاط (Ip) وإعداد الاتصال الموقوت (TDS)، ووقت التشغيل للمنطقة 2 من مرحلات المسافة هو الهدف الأساسي لحل مشكلة التنسيق. تم اعتبار المعلمات الثابتة A و B لمرحل التيار الزائد الاتجاهي المسؤولة عن التحكم في شكل خصائص المرحل بالإضافة إلى IP و TDS كمتغيرات في هذه المشكلة. تم تحديد القيمة المثلى لإعدادات DOCR الأربعة هذه باستخدام تقنيات تحسين مختلفة. يجب أن تعمل المرحلات الأولية والنسخ الاحتياطي بالتتابع ودون أي انتهاكات، ويجب ضمان ذلك من خلال تقنيات التحسين. من أجل تحديد وقت التشغيل لإعداد المنطقة 2 و DOCRs، يتم فحص طرق التحسين باستخدام شبكات 8 - bus و IEEE 30 - bus. تتم مقارنة خوارزميات التحسين المختلفة، بما في ذلك التقنيات الحديثة والتقليدية. تظهر النتائج التي تم الحصول عليها تفوق الخوارزمية الوراثية (GA) في حل مشكلة تنسيق مرحلات المسافة و DOCRs. كما تثبت النتائج التي تم الحصول عليها قدرة طريقة GA مقارنة بخوارزمية سرب الجسيمات (PSO)، وتحسين الذئب الرمادي (GWO)، وتقنية دورة المياه (WCA)، ومحسن التوازن (EO)، وخوارزمية تحسين النسور الأفريقية (AVOA)، وخوارزمية اتجاه التدفق (FDA)، وتقنيات محسن قوات الغوريلا (GTO).

Translated Description (French)

Résumé Dans cet article, différentes méthodes sont utilisées pour résoudre le problème de coordination impliquant des relais de surintensité directionnels (DOCR) et des relais de distance. La bonne coordination des DOCR et des relais de distance est un problème critique pour la sécurité du système dans les réseaux électriques. La recherche du réglage des DOCR, du courant de captage (Ip) et du réglage de la minuterie (TDS), et du temps de fonctionnement pour la zone 2 des relais de distance est l'objectif principal de la résolution du problème de coordination. Les paramètres constants A et B du relais de surintensité directionnelle qui sont responsables du contrôle de la forme des caractéristiques du relais ainsi que l'Ip et le TDS ont été considérés comme des variables dans ce problème. La valeur optimale pour ces quatre paramètres DOCR a été déterminée à l'aide de différentes techniques d'optimisation. Les relais primaire et de secours doivent fonctionner séquentiellement et sans aucune violation, et cela doit être garanti par des techniques d'optimisation. Afin de déterminer le temps de fonctionnement pour le réglage de la zone 2 et des DOCR, les méthodes d'optimisation sont examinées à l'aide des réseaux 8 bus et IEEE 30 bus. Différents algorithmes d'optimisation, y compris des techniques récentes et traditionnelles, sont comparés. Les résultats obtenus montrent la supériorité de l'algorithme génétique (AG) dans la résolution du problème de coordination des relais à distance et des DOCR. En outre, les résultats obtenus prouvent la capacité de la méthode GA par rapport à l'algorithme d'essaim de particules (PSO), à l'optimisation du loup gris (GWO), à la technique du cycle de l'eau (WCA), à l'optimiseur d'équilibre (EO), à l'algorithme d'optimisation des vautours africains (AVOA), à l'algorithme de direction du flux (FDA) et aux techniques d'optimisation des troupes de gorilles (GTO).

Translated Description (Spanish)

Resumen En este documento, se utilizan diferentes métodos para resolver el problema de coordinación que involucra relés de sobrecorriente direccional (DOCR) y relés de distancia. La coordinación adecuada de los DOCR y los relés a distancia es un tema crítico para la seguridad del sistema en las redes eléctricas. Encontrar la configuración de DOCR, la corriente de captación (Ip) y la configuración de marcación temporizada (TDS), y el tiempo de funcionamiento para la zona 2 de los relés de distancia es el objetivo principal de resolver el problema de coordinación. Los parámetros constantes A y B del relé de sobrecorriente direccional que se encargan de controlar la forma de las características del relé, así como el Ip y el TDS se han considerado variables en este problema. El valor óptimo para estos cuatro ajustes de DOCR se ha determinado utilizando diferentes técnicas de optimización. Los relés primario y de respaldo deben operar secuencialmente y sin infracciones, y esto debe garantizarse mediante técnicas de optimización. Con el fin de determinar el tiempo de operación para la configuración de la zona 2 y los DOCR, se examinan los métodos de optimización utilizando las redes de 8 buses y de 30 buses IEEE. Se comparan diferentes algoritmos de optimización, incluyendo técnicas recientes y tradicionales. Los resultados obtenidos muestran la superioridad del algoritmo genético (GA) en la resolución del problema de coordinación de relés a distancia y DOCRs. Además, los resultados obtenidos demuestran la capacidad del método GA en comparación con el algoritmo de enjambre de partículas (PSO), la optimización de lobo gris (GWO), la técnica del ciclo del agua (WCA), el optimizador de equilibrio (EO), el algoritmo de optimización de buitres africanos (AVOA), el algoritmo de dirección de flujo (FDA) y las técnicas de optimización de tropas de gorilas (GTO).

Files

s00202-023-01889-1.pdf.pdf

Files (635.5 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:03498a30657e2324ac7a85373b8ebfd3
635.5 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
محسنات للتنسيق الأمثل لمرحلات المسافة والخصائص غير القياسية لمرحلات التيار الزائد الاتجاهية
Translated title (French)
Optimiseurs pour une coordination optimale des relais de distance et des caractéristiques non standard des relais de surintensité directionnelle
Translated title (Spanish)
Optimizadores para una coordinación óptima de los relés de distancia y características no estándar de los relés de sobrecorriente direccional

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4382932230
DOI
10.1007/s00202-023-01889-1

Is supplement to
https://openalex.org/W4205372965 (Other)
https://openalex.org/W3147010029 (Other)
https://openalex.org/W3146134411 (Other)
https://openalex.org/W2673189356 (Other)
https://openalex.org/W2572248349 (Other)
https://openalex.org/W2548362380 (Other)
https://openalex.org/W2163322926 (Other)
https://openalex.org/W2155226366 (Other)
https://openalex.org/W2075328848 (Other)
https://openalex.org/W1973873454 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1500257269
  • https://openalex.org/W1995614102
  • https://openalex.org/W2041274729
  • https://openalex.org/W2096673585
  • https://openalex.org/W2141355695
  • https://openalex.org/W2167580870
  • https://openalex.org/W2543580944
  • https://openalex.org/W2579979794
  • https://openalex.org/W2609424575
  • https://openalex.org/W2725692393
  • https://openalex.org/W2802907988
  • https://openalex.org/W2897999822
  • https://openalex.org/W2900348285
  • https://openalex.org/W2911226408
  • https://openalex.org/W2911494893
  • https://openalex.org/W2914955788
  • https://openalex.org/W2921506258
  • https://openalex.org/W2941717894
  • https://openalex.org/W2964731935
  • https://openalex.org/W2985845430
  • https://openalex.org/W3021710296
  • https://openalex.org/W3135148245
  • https://openalex.org/W3163903840
  • https://openalex.org/W3185076117
  • https://openalex.org/W3192582371
  • https://openalex.org/W4220908165
  • https://openalex.org/W4224074965
  • https://openalex.org/W4225070360
  • https://openalex.org/W4229565825
  • https://openalex.org/W4313492166
  • https://openalex.org/W4361026589
  • https://openalex.org/W4361271115
  • https://openalex.org/W4361286868
  • https://openalex.org/W4361828798
  • https://openalex.org/W4362496927
  • https://openalex.org/W4366818348
  • https://openalex.org/W4376273056
  • https://openalex.org/W4376607251