Optimal Protection Coordination for Grid-Connected and Islanded Microgrids Assisted by the Crow Search Algorithm: Application of Dual-Setting Overcurrent Relays and Fault Current Limiters
Notice bibliographique
Résumé
This paper introduces a two-stage protection coordination framework designed for grid-connected and islanded microgrids (MGs) that integrate distributed generations (DGs) and energy storage systems (ESSs). The first stage focuses on determining the optimal location and sizing of DGs and ESSs within the islanded MG to ensure a stable and reliable operation. The objective is to minimize the combined annual investment and expected operational costs while adhering to the optimal power flow equations governing the MG, which incorporates both DGs and ESSs. To account for the inherent uncertainties in load and DG power generation, scenario-based stochastic programming (SBSP) is used to model these variations effectively. The second stage develops the optimal protection coordination strategy for both grid-connected and islanded MGs, aiming to achieve a rapid and efficient protective response. This is achieved by optimizing the settings of dual-setting overcurrent relays (DSORs) and determining the appropriate sizing of fault current limiters (FCLs), using operational data from the MG’s daily performance. The goal is to minimize the total operating time of the DSORs in both primary and backup protection modes while respecting critical constraints such as the coordination time interval (CTI) and the operational limits of DSORs and FCLs. To solve this complex optimization problem, the Crow Search Algorithm (CSA) is employed, ensuring the derivation of reliable and effective solutions. The framework is implemented on both 9-bus and 32-bus MGs, demonstrating its practical applicability and evaluating its effectiveness in real-world scenarios. The proposed method achieves an expected total daily relay operation time of 1041.36 s for the 9-bus MG and 1282 s for the 32-bus MG. Additionally, the optimization results indicate a reduction in maximum voltage deviation from 0.0073 p.u. (grid-connected mode) to 0.0038 p.u. (islanded mode) and a decrease in daily energy loss from 1.0114 MWh to 0.9435 MWh. The CSA solver outperforms conventional methods, achieving a standard deviation of 1.13% and 1.21% for two optimization stages, ensuring high reliability and computational efficiency. This work not only provides valuable insights into the optimization of MG protection coordination but also contributes to the broader effort of enhancing the reliability and economic viability of microgrid systems, which are becoming increasingly vital for sustainable energy solutions in modern power grids.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».