Int ern at i onal  Journ al of  P ower E le ctr on i cs a n d  Drive  S ystem   (I J PE D S )   Vo l.   11 ,  No.   4 ,  Decem be r   2020 , p p.   20 4 6 ~ 205 4   IS S N:  20 88 - 8694 ,  DOI: 10 .11 591/ ij peds . v 1 1 .i 4 . pp 20 4 6 - 205 4       2046       Journ al h om e page :  http: // ij pe ds .i aescore.c om   Islandin g detecti on of  distribut ed gen eration s yste ms usin g  hybrid t echniqu e for m ulti - machi ne syst em       Sindhur a S.  S ir ige, Sall ena  Choud hu r ,  Ja yalaksh mi  N.  S.   Depa rtment  o f  E le c tri c al a nd  Ele ct roni cs  Engi n eering,   Man ipal  In stit ute of Te chno logy,   Man ipa l   A ca de my  of   High er  Educ a ti on,   Mani pal - 576104,   Indi a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Ja n   9 , 20 20   Re vised  A pr   2 6 , 2 0 20   Accepte d  M a y   3 0 , 20 20       Due  to  d epl e ti on   of  conv ent ion al  fue ls  and  in crea se  in  power   demand,   ma ny   ren ewa bl e   ene rg y  source s   ar e   being  integra te d   in t o  th e  elec tr ical   g rid.  One   of   the   m aj or  conce rns  with  thi s  in te gra ti on  of  thes e  ren ewa b le   so urc es  with   uti lity  grid  is  un int entional  isla n ding.   Many  t ec h nique s  have   b een  proposed   to  detec t  unin te n ti onal  isl andi ng,   al l  o f  th em   tryi n g  to  com ply   wit h  the  IEEE   standa rd  1547 .   Thi s  pape r   pre s ent s  an  ana lysis   of  the   hybr id  t ec hniqu e  to   det e ct   th e  isl an ding  condition  of  the   power  s ystem   with  mu lti - m ac h ine   sys te ms.  Thi s  w ork  aims  at  anal ysing  the  t ec hn i que  aga inst   in creasing  siz e   of  the  sys te m   with   in cre asing   num ber   of   distr ibut e d  gen era tors   by   in cl uding   pra ctical  vol ta g e   unbalanc e   form ula .   The  va li di ty   of  th is  detec ti o n  technique  is  ver ified  usi ng   IEEE  stand ard   te st  power   sys tems  in  MA TL A B  pla tfor m.  Thi s  m et hod  ca n   be  used   to   id entify  mu lt ip le   islanding  cond it ions   eff e ctivel y .   The   simu lation  result s  show   th e  eff ective n ess  of  the  techniqu e  to   detec t   isla nding   conditi on  for  mu lt i - mac hine   sys tems.     Ke yw or d s :   Distrib uted ge ner at or s   Pr act ic al  volt age  unbalanc e  Fr e qu e nc y pert urbati on   Islan ding  detec ti on   IEEE  te st s ys te m   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  BY - SA   l ic ense .     Corres pond in g  Aut h or :   Jayalaks hm i  N . S .   Dep a rtme nt of  Ele ct rical  an d  Ele ct ro nics  E nginee rin g   M a nip al  Insti tu te  o f  Tech nolo gy,    M A HE , Mani pa l - 5761 04, In di a.   Emai l:   ja yalak sh mi. ns@ma nip al .edu       1.   INTROD U CTION   The   hu ge  pe ne trat ion  of  distri bu te d  ge ner at i on  (DG),  re ne wab le   ene r gy  app li cat io ns   a nd  t he  us e   of   the  micr ogrid   con ce pt  hav e   change d  the   s hap e   of  c onve ntion al   el ect ric   powe r  s ys te   s tructu re.  Most   of  the  new   powe r  s yst em  netw orks   are  trans f or m ing   int o  the  D G  model  int egr at e d  with  r enew a ble  an d  non - ren e wa ble  ene rgy  re source s  by   f or mi ng   a  micro gr i d.   A  micro gr i d  op e r at es  in  the  gri d - c onnecte d  or   sta nd - al on e   m ode.   It   is  e xpect ed   th at   there   will   be   a   great   c ha nge  i n  the   po w er  s ys te m   c onf igurat ion  du e   t o  t he   inter co nnect io n  of  D Gs  at   t he   distrib utio n  l evel.  T he  i nteg rati on  of  t hese  DRs  ca n  im pro ve  the   power  qual it y,  reduce  pe ak  lo ads  an d  mi nim iz e  the  necessit y  of  rese rve  m arg i n.   A s  de fin ed  in  I EEE  sta nd a r d  1547 - 20 03   [1]   isl and in g  is  the   conditi on  w he n  a  par t  of   a n  a rea  el ect ric  po wer   s uppl y  ( E PS)   is  e nergize d  pu rely  by  the   local   su ppl y  unit s  i n  it s  area ,  wh i le   it   is  disco nnect ed  from   the  r est   of  th e  area  EP S.  The   sta ndar d  sta te s  that  un i ntentio nal  i sla nd i ng  is  nothing  bu t  a n  unpla nn e d  isl an ding  c onditi on .  Ac co rd i ng  t o  t his  sta nda r d,   t he  isl and in g  i n  w hich  a  distrib ut ed  re source   ( DR)  is   a  l ocal  sup ply   sho uld   be  detect ed   and  the   DR   s hould  disco nnect   f r om  the   area   E P S  within  t w o  s econds   of  it s   oc currence .  The   isl and i ng  detect ion   i n  D G  s yst ems  is   a chall en ging  pro blem t h at  ca us es se ve ral pr otect ion   an d  se cur it y p roblem s.   On e  of  the  m os t  chall en ging  issue s  in  to da y’ s  w or l d  is  br i dg i ng   t he  ga p  bet ween   ge ner at io n  a nd   consu mp ti on  r at es  of  el ect rici ty.  I nteg rati ng   distrib uted   ge ner at or s   ( DGs)   with  t he  el ect rical   gr i d  is  a   majo r  ste p  bei ng   ta ke n  to  re ct ify  thi s  sit uation.   Th e  DG s  im pro ve   power   qual it y,   re duce  the  pe ak  loa ds   a nd   so   the   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N:  20 88 - 8 694       Islandi ng d et ec ti on   of d ist rib ut ed  ge ner atio n syst ems usin g hybri d  te c hn i que   …   (S i ndhur a S. Siri ge )   2047   need  f or  a  res erv e   ma rg i n  is   exter minate d  [2 ,  3] .   But,   un intenti onal   isl and i ng  of  t he  DG  syst em  from  t he   util it y  gr id   is  a   serio us   obsta cl e  in  it s   us a ge.  So ,   ma ny   te c hn i qu e s  are  c onti nuously  bei ng   i ntr oduce d  for  the   detect ion  an d  disco nnect ion  of  D G  [ 4 - 9],  th at   ai m  to   meet   the  1547  sta ndard.  Ou t  of  the se,  hybr i d  te c hniq ue s   are  t he  most   popula r   on es   [10 ,  11 ]  as   t hey  are  a   c ombinat ion  of   act ive   a nd  pa ssive   te c hn i qu e s,   w here  one   te chn iq ue   ov e r comes   the   dis adv a ntage s  of   the   oth e r,  th us  stre ngthe ning  t he   ove rall   t echn i qu e .   O ne   s uch   te chn iq ue   of   isl and in g  detect i on  is,   a   hy br id   detect io n  te ch nique  us i ng  volt age  un balanc e  an d  f reque nc y  s et   po i nt [1 1]  t hat  i nclud e s the  tw o  te ch niques  m entione d  i n  a s equ e ntial  ma nner, first the  p as sive tec hniq ue, t hen   the  act ive  te ch nique.  T hus,  it   reduces  t he  ins ta nces  of  a pp l yi ng   a  pe rturbat ion .   The   hy br i d  isl an ding  detect ion  te chn iq ues  [ 12 - 16]  a re  e mp l oyed  t o  ov e rc ome   the  s hort  c om in gs   of  bot h  act ive  a nd  pa ssive  te ch niques,  t o  detect  the isla ndin g of a  distribu ti on  sy ste m   with  ren e wa ble en e rgy  s ource s.   The  a ppli cat ion   of  this  te c hniqu e  has   bee n  done  on  a  sy st em  with   tw o  DG s .  In  this  w ork,  we   ha ve   app li ed   the   te c hn i qu e   to   di f fe ren t  sy ste m s  w it h  dif fer e nt  nu mb e r  of  buses   and  D Gs   to   an al ys e  it s  validit y  for  bigger   s ys te ms   with   inc reased   num ber  of   ma chines .  T he  va li dity  of  t his  de te ct ion   te ch ni qu e   is  ver i fied  us in g  IEEE   sta ndar d  te st  po wer  s yst ems  in   M A T LAB  platf or m .   We   ca n  s ee  h ow  eac h  of  t he   pa rameter s  (volta ge  unbalance   a nd   f reque nc y)  va ries  as   the   s ys t em  c ha ng es ,  i f   the re  is   a   patt ern  of  c hange,   th us  pr ov i ng  i f  t he  change  in  para mete r  is  relat ed  to  the  siz e  of  the  sy ste m .  W e  al so   chec k  if  the  te chn i qu e  i s  valid  or  s ucc essfu l   t o  al l  t he  s ys te ms   in   c on si der at io n.  This  meth od   can   be   use d  t o  ide ntify  m ulti ple  isl and i ng     conditi ons s uc cessf ully.    In  the  fo ll ow i ng  sect io ns ,   w e  ha ve  pr e sent ed  the   im plem entat ion  an d  r esults  of  t he  work  under  sect ion s  II   an d  III.  T he  si mul at ion   was   do ne   by  M AT LA B  script  c od i ng.  T he  res ults  sh ow  t hat  the r e  is  a  relat ion   betwe en  th e  numb e r  of  D Gs  a nd  vo lt age  un balanc e  pa rameter .  It  is  al so   see n  tha t  the  te ch nique   is  not   valid  f or   al l  th e  sy ste ms  a nd  fail s  to  detect   the  isl an ding  f r om   a  par ti cula r  siz e  ( of   the  s ys te m)  onwa r ds.  The  ob s er vations  from   the   r esults   obta ine d  are   discusse d  unde r  sect i on  I V   of  this   pa pe r,  f ol lowe d  by   sect ion  V   wh ic h gives  th e co nclusi on of  the  wor k.       2.   METHO DOL OGY     This  pa pe r  use s  IEEE  sta nd ard   powe r  s yst ems  to  de monstrate   the  e ffec ti ven ess  of   the  hybri d   isl and in g  te c hniq ue  c onsider ed.   These   res ul ts  ulti mate ly  s how  t he  validi ty  of  t he  te ch ni qu e  f or   ea ch   of  the  sta nd a rd  te st   s ys te ms.   T he   c hose n  hybri d  te chn i qu e   i nvolv es  ob s er vation  of  vo lt age   unba la nce  at   eac h  of  the   DG  te rmi nals  as  the  passi ve   te chn i que  a nd  fr e quenc y  pe r tur bation  as  t he   act ive  te ch ni qu e .  T he  sche mati c   blo c k diag ram of  the  hybri d  te chn i qu e   is   dep i ct ed  in  Fig ur e   1.   In  this  pa per ,   instea d  of  the   sta nd a rd   f orm ula  f or  fi nd i ng   ideal   vo lt age   unbalance   as   giv e n  i n  the  existi ng   li te rat ur e ,  this  met hod  util iz es  the  r el at ion   f or   dete rmin i ng   t he  vo lt age  unbala nc e  for  pract ic al   us e  as   giv e n  in  t he  sta nd a r dizat ion   docu ment   IEC  6100 0 - 2 - 12  [ 17] .  The  pract ic al   values  o f  the  volt age  unbalan ce  of  DG syst em is c al culat ed usin g t he  e xpressi on,      = √ 6 × (  2 +  2 +  2  +  +  ) − 2   (1)           Figure  1 .   Sc he mati c b loc k di agr a m  of  t he h ybrid  tech niqu e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  Dr i   S ys t ,   V ol .  1 1 , N o.   4 ,  D ecembe r   2020   :   20 4 6   –   2 05 4   2048   2.1.   Monit oring th e pa r ame ters   The  hybr i d  te chn i qu e  c hose n  is  cl assifi ed   unde r  the  cat egor y  of  local   detect ion   te c hn i qu e s.  T his  means  t hat  the  ob s er vation  an d  anal ys is  of   t he   par a mete rs  is   done  at   the   te r minals  o f  the  DG s   it sel f.   He r e,  we   mu st  monit or t he vo lt age  un ba la nce a nd freq uen c y  at  t he  te r minals  of  all  t he  DGs in  the  s ys te m.       2.2.   Islandin g ope rat i on   Islan ding  is   in du ce d  by   disc onnecti ng  t he   util it y  at   a   sp e ci fied  i ns ta nt   of  ti me  (sa y,  t= 10 s ).  T his   means   that,  a fter  oc cu rr e nce  of   isl a nd i ng  [ 22,  24]  t he  a dmi tt ance  matri x  represe nting  th e  sy ste m   co ns i der e d  will   be  differe nt.  S o,  we   m ust   const ru ct   the  new  ad mit ta nc e  matri x  an d  t he n  m onit or  the  par a mete rs  us i ng  the   fo ll owin g  e qua ti on s  [18 ,  20 ].       =       ( 2)   = ∗       ( 3)   = −       ( 4)   2 ( Δ )  = −       ( 5)   = Δ     (6)     Wh e re,   I G   is   the  c urre nt  thr ough  the   gen e rator,  Y  is  t he   re du ce d  a dmi tt ance  matri x,   E G  is  th e   gen e rato r   volt age,   P G  is   the   ge ner at e d  act i ve   po wer,  V t   is  t he  te rmin al   volt age  of  gen e ra tor,  X  is   the   i nt ern al   reacta nce   of   th e  ge ne rato r ,   H   is  t he  i ner ti a  of  the   gen e rat or,  ω   is   the   r ot or  s peed  of  th e  ge ne rato r,  P M   is  the   mecha nical  po wer o f  the  g e ne rator,  wh ic h  i s initi al iz ed  as  equ al  t o  act ive   powe r  a nd δ   is   the loa d  a ng le   [19].      2.3.   Ap pli ca tio n  of hybri d  techni que   This  hy br i d  te chn i qu e  is   a  s equ e ntial   gro upin g  of  tw o  te chn i qu e s.  Fir st,  the  pa ssive  t echn i qu e  is   app li ed   by   me asur i ng   the  vo lt age  unba la nc e  [ 21,  23]  a nd  if  the   V U  e xc eeds  t he  th res ho l d,   t hen  the   act ive  te chn iq ue   that  is  fr e que ncy  pe rturbati on  is   app li ed .  The n,  if  t he  fr e que nc y  value   go e s  belo w  t he  fr e quenc y  thres ho l d  the n, it  is p re dicte d  to b e  an i sla nding co ndit ion   [ 25 , 2 6].     The  V U,   at   the   te rmin al s  of  al l  the  DG s  is  m on it ore d  co ntin uous l y  us i ng   e qu at io n  ( 1).  W hen e ve r  the   thres ho l d  c ondi ti on   [ 11]  as   e xpresse d  in   eq uation  ( 2)  is  met,  the n  the   fr e qu e nc y  set   po i nt  of  the   D Gs  is   per t urbed.  T he   thres hold   val ue  ( k )   f or  the   f re quen cy   of  the  D Gs   co ns i der e d  is   to  be   49. 2  Hz.  He r e,  the   fr e qu e nc y  set   point  is   lo we red  f rom  50   Hz   ( f s )  t o  49  Hz   ( f min )  a nd  t he  D G  f reque ncy  is   m onit or e d  f or  the   nex t   1.5  sec onds.  I f   the  f reque nc y  of  the  DG  go es  lowe r  tha n  the  f reque ncy  thres ho l d,   it   m ea ns   that  t her e   is  no  util it y  to   re gu l at e  the  sy ste m  and  this   sta te   i s  c on si der e d  as   an   isl an ding   c onditi on.  I n  a ny  ca se,   the   f requen c y  set  point is c ha ng e d bac k  to  50 Hz.   The v oltage  unbalance t hr e shold  value  is  give n by the e quat ion  a s     = ×      ( 7 )     Wh e re    is  the   thres hold  f or  instanta neous   volt age  unbal ance,  =3 5  a nd  V U avg   is  the  aver a ge  volt ag e   unbalance  for t he past  on e  sec ond d ur at io n.   The  se quence   of the  hybri d  te chn i qu e  is s hown in Fi gure  2.       3.   SIMULATI O N RESULTS   The  isl a nd i ng  detect ion  te ch ni qu e   was   te ste d  for  dif fer e nt  sta nd a rd  I EEE   bus   sy ste ms.   The  IEE E  3,  5  a nd 14 b us  s ys te ms c onta in  2   D Gs  a nd IE EE 6 b us sy ste m h a s  3 DG s . T he IEEE   30  bus a nd  118 b us system   con ta in   6  a nd  19  D Gs   res pec ti vely.   T he   sim ulati on  res ults  for  t he  a bove   s ys te ms   are   re porte d  in   this   se ct ion .  In it ia ll y,   the   s yst ems  are   un de r  normal  opera ti on   with  t he  m achines   co nnec te d  to  t he  util ity .  All  the   mac hin es   op e rate a t  50H z when  the  sy st em is c onnecte d  to  the  util it y gr i d.       3.1.   Systems  with  2  m achines   The  sy ste m s  w it h  2  mac hin es   will   ha ve   a  2× 2  a dm it ta nce   matri x  be fore  t he  c onditi on  of  isl an ding.   But,  at   the   inst ant  of  se par at i on  from   the   util it y  the  a dm it ta nce  matri x  of  the   s ys te m   re du ce s  t o  1× 1  matri x  du e t o  the lo ss  of   util it y  sy ste m.  Fig ure 3   (a), shows t he  s witc hin g  act i on  i n  the  3 - bus test  sy ste m at t=  10 s ecs   with  V U  s pik e   of   value  2.4% .  The  fr e qu e nc y  pl ot  de picte d  in  Fig ur e  3   ( b)  sho ws  a  di p  in  the  f reque nc y  to  47.2  Hz   wh ic h  is  bel ow  the   thres hold   val ue .  W e  ca n  obser ve  from   Fig ure   3(c)   that  t he  i sla nd i ng  is  detect ed  from  t he dete ct ion   plo t.   T his c onfirm s that t hi s sw it chin g  i nst ant is due t o an isla ndin g  c onditi on.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N:  20 88 - 8 694       Islandi ng d et ec ti on   of d ist rib ut ed  ge ner atio n syst ems usin g hybri d  te c hn i que   …   (S i ndhur a S. Siri ge )   2049   ( ) ( ) − + + + + 2 6 2 2 2 ca bc ab ca bc ab V V V V V V     Figure  2. Flo w char t  for  t he hybri d  isl an ding  te chn iq ue     (a)       (b)       (c)     Figure  3. (a ).   Vo lt age  un bala nce at  DG term inal,    (b).   Fr e quenc y of t he D G,   (c).  Detect ion   pl ot       The   switc hi ng  act ion   f or  the   5 - bus  te st  sy st em  at   t=   10   se cs  an d  the   c orr esp onding   f requen c y  pl ot  in   Figure  4(a)   shows  that   the  frequ e nc y  dro ps  to  30  Hz  w hich  c rosses  t he  t hr es hold   val ue .  We  ca n  s ee  t hat  the   isl and in g  is  detect ed  from   the   detect ion  pl ot  as   in   Fig ure  4(b).  Si nce  t he  c onditi ons  a re  met  f or  detect ion,  t he   isl and in g  c ondi ti on  is c onfir m ed.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  Dr i   S ys t ,   V ol .  1 1 , N o.   4 ,  D ecembe r   2020   :   20 4 6   –   2 05 4   2050         (a)     (b)     Figure  4. (a )  F r equ e nc y of t he DG , (b ) Det ect ion   plo t       Figures   5(a ),  5(b )  an d  5(c)   s how   th e  V U,  f re qu e nc y  an d  det ect ion  pl ots  for   the   IEEE   14  bus   syst em.   In  Fig ure  5( a ),  the  volt age  un balance   sho ots   up  t o  11%  whic h  is  l ow e r  t ha n  t he  5 - bus  s ys te m  a nd  t hen  dro ps  to  8%.  T he   f r equ e nc y  dro ps  to   34   Hz   as   seen   in   Fig ur e   5( b)  an d  isl and i ng  c onditi on  is   detect ed  as  in     Figure  5( c ).         (a)     (b)       (c)       Figure  5. (a )  V oltage  unbala nc e at D G  te r minal,  (b)  F re qu e ncy of t he DG   (c ).   Detect io n plot       3.2.   System  with 3   mac hines   These  s ys te ms   init ia ll y  hav e  a  3×3   a dm it ta nce  matri x  an d  after  isl and i ng ,  it   red uce s  to  2×2   matri x.  In   t his  case,  IE EE   6 - bus  s ys te m  is  co ns ide re d.   Fi gure  6( a )  sh ows  t he  V U  plo t  an d  6(b )  s hows  t he  f requ ency   var ia ti on  of  t he  sy ste m . As se en fr om   Fig ur e  6(c),   the c ondi ti on   of isl and i ng is  detect ed.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N:  20 88 - 8 694       Islandi ng d et ec ti on   of d ist rib ut ed  ge ner atio n syst ems usin g hybri d  te c hn i que   …   (S i ndhur a S. Siri ge )   2051       (a)   (b)       (c)     Figure  6. (a )  V oltage  unbala nc e at D G  te r minal,   (b)  F re qu e ncy of t he  DG ,   (c )   Detect io n plot       3.3.   System  with 6   mac hines   Fo r  t his  sy ste m ,  IEE E  30  bus  syst em  is  con si der e d  f or  the  anal ys is.  Fi gure  7(a)  s ho ws  the  plo t  f or   VU  of  the   D G  te rmin al .  In  Fi gure  7(b ),   t he  f reque ncy  incre ases  to  53  Hz  wh ic h  do e s  no t   meet   the  c rite ria  o f   fr e qu e nc y  a nd  the isl an ding is  not d et ect e d  a s d e picte d  i n  Fi gure  7( c ).         (a)     (b)       (c)       Figure  7 (a) .  V oltage  unbala nc e at D G  te r minal  Fig ure  7  ( b).  F re qu e nc y of t he DG   Fig ure   7(c) .   Detect io n plot   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  Dr i   S ys t ,   V ol .  1 1 , N o.   4 ,  D ecembe r   2020   :   20 4 6   –   2 05 4   2052   3.4.   System  with 1 9  m achines   In   t his  case,  th e  te chn iq ue  is  evaluate d  f or   I EEE  11 8  bus  t est   sy ste m.  Fig ur e  8( a )  s hows   the  plo t  for   VU  of  the   DG  te rmi nal.   I n  F igure  8(b ),  the   fr e qu e nc y  incr eases  t o  50. 17  Hz  a nd   the   isl and i ng  detect io n  plo t   as  de picte d  in  Figure  7( c ).   W e  can  ob se r ve  fro m  the se  pl ot   that  there  is  a  sp ike  i n  volt age  un balance  at   the  instant  of  isl and i ng,  s hoots   up  to   a  high  value,  ma king   it   an   in valid   case.   The   r es ult  of  t he  fr e quenc y  per t urbati on  is   a  rise  i n  t he  f reque ncy  of  t he   D G  at   th e  in sta nt  of  isl an di ng.  As  per  the   al gorithm ,  detect ion  fail s as the  freq uen c y d oes n ot d ip  lo wer t ha n t he  th res ho l d f reque ncy.     3.5.   System  with  multipl e isl andi ng  c ondi tio n s   In   t his  pap e r,   mu lt iple  isl an di ng   c onditi ons   are  al s o  sim ul at ed  to  valida te   the  ef fecti ve ness  of  the   te chn iq ue.   I niti al ly,  the  gri d  is  disco nn ect e d  f rom  the  s yst em  at   t  =  10   seco nd s  a nd  it   is  reconn ect e d  to  the   sy ste m  at   t  =  20   seco nds.  T he  isl an ding  is   again  a ppli ed   at   t  =  30   sec onds   for  I EEE   3  bus  s ys te m   with  2  machine s.  T he  plo t  in  the  Fi gure  9( a )  de picts  2  sp i kes,   one   at   t= 10   seco nd s  and   at   t= 20  s econds .  The  re su lt   of   the  f reque ncy  per t urbati on  is   a  di p  in  t he  frequ e nc y  of   t he   D G  at   both   th e  instants  of  is la nd in g  a s  s hown  in  Figure  9(b ).   T he  values   of  vo lt age  un balanc e  an d  fr e quenc y  dip  are   simi la r  to   that  of  th e  3 - bus   sy ste m   duri ng  sing le  isl an di ng c onditi on. B oth  t he  isl an di ng con diti on s  a re  detect ed  s uc cessf ully as  i ndic at ed  i n  Fi gure  9( c ).         (a)     (b)       (c)     Figure  8. (a )  V oltage  unbala nc e at D G  te r minal,  (b)  F re qu e ncy of t he DG ,  ( c)  D et ect io n plot         (a)     (b)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N:  20 88 - 8 694       Islandi ng d et ec ti on   of d ist rib ut ed  ge ner atio n syst ems usin g hybri d  te c hn i que   …   (S i ndhur a S. Siri ge )   2053     (c)     Figure  9. (a )  V oltage  unbala nc e at D G  te r minal   ( b)  F reque ncy of t he DG   (c )   Detect io n p lot       4.   DISCU SSI ONS   Fr om   simulat i on  resu lt s   we   can  obser ve   th at   this  hybri d  isl and in g  dete ct ion   te c hniq ue   f or  DG s   is  eff ic ie ntly  a pp li cable  for  m ul ti - machine   sys te m.  Th e  ef fec ti ven ess  of  the   te chn i qu e   is  va li dated  f or  dif fer e nt  sta nd a rd I E EE  te st systems.  T his met hod  ca n be  u se d  t o  ide ntify m ulti ple isl and i ng con diti on s  su cce ssf ul ly.    On ce   the  isl a ndin g  occurs,   the  f re qu e nc y  changes   de pe nd  on  fact or s  li ke  ine rtia   of  t he  mac hin e ,  mecha nical   an d  el ect rical   po wer.  T his  ca n  be  obser ve d  i n  the   swi ng  e quat ion   a nd  t he  change   in   f requ enc y  may  be  ne gative  or   posit ive .  S o,   t he  te ch nique  f ai ls,  as   it   on l y  util izes  the  lo we r  t hr es hold  value   for   fr e qu e nc y.  I f  t he  fr e quenc y  c hange  is   posit ive,  it   does  not  hav e   a  t hr es hold  value   f or  co mp a rison.  This   can   be   ob s er ved in  IE EE 30 - bus a nd  118 - bus  s ys te m, whe re t he  is la nd in g detec ti on f ai ls.       5.   CONCL US I O N   This  pap e r  det ai ls  an  a nalysis   of  the   hy br i d  i sla nd i ng  detect ion   te c hn i que  of  D G  s ys te m   for  diff e re nt   mu lt i - mac hin e   sy ste m s .  Dif f eren t  sta ndar d  IEEE   te st  s yst ems  are   us e d  to  vali date  the   eff ect i ven e s s  of  the  te chn iq ue  in  MATL AB  en vir onment.  This  hybri d  te c hn i que  is  su pe rio r  to   the  volt age  un balance  or   fr e quenc y  per t urbati on  te chn i qu e when  ap plied   in div id ually.  T he  fr e quenc y  per t urba ti on   te ch nique is  app li ed  only   wh e n  the  volt age   un balance   thre shold  i s   met,  t hus  preve ntin g  c on ti nu ous  per t urbati ons.  Als o,   we  obser ve   that  the   te chn iq ue   util iz es  the   lo wer  th reshold   value  f or  f reque nc y  a nd  i f  t he   f reque ncy  c ha ng e   is   posit ive  t his   te chn iq ue  fail s to  detect   the   isl and i ng  co ndit ion.  T he  m ulti pl e  isl and in g  c on diti ons  ca n  be   detect ed  e ff ect ively  us in g  t his hy bri d  te ch nique.       REFERE NCE S   [1]   IEE E  1547  St a ndar d  for  Int er conne c ti ng  Dist ribut ed  R esourc es  with  Elec t ri c  Pow er  Sys te ms,  Std.  1547 ,   2003. Elec tr ic Pow er  Sys te ms,   Std.  1547 ,   2003 .   [2]   P.  P.   Bark er   an d  R.   W.  de   Me l lo,  “De te rm ini n g  th e  im p ac t   of   distri bute d   g enerat ion   on   power   sys te ms:   pa rt - 1  rad ial  distr ibut io n  sys te ms,”  Proc . ,   IEEE Power Eng.  Soc .   Tr ansm ission Distribut io n  conf . ,   Vol.   3,   2 000.     [3]   T.   A cke rm ann,  G.  Anderss on,   and  L .   Sold er,   “E l ec tr ic i ty  ma r ket   r egulati ons  and  th ei r   im p act  ondistr ibut ed   gene ra ti on, ” in  P roc.   Int .   Con f. DRP T ,   2000 .   [4]   H.  L aa ksonen ,   “ Advanc ed   Island ing  De tecti on   Fu nct ion al it y   fo r  F uture  Elec tri c it y   Distribut ion   Net works , ”  I EE E   Tr ans.  Powe r Del . ,   Vol .   28 ,   No.   4,   20 13 .   [5]   Basant a   kum ar  P ani gra h i,  Ria  Na ndi,   B ibhusmi t a  Maha nta  and   Ku ma resh  Pa l,  “Isl andi ng  De tecti o n  in   Distributed   Gene ration, ”  Int ernati onal   Confer enc e  on   Circu it ,   Powe r and   Com puti ng  Te chnol o gie s [ICCPCT] ,   pp,   1 - 5,   2016 .   [6]   Soumya  R.   Moh ant y,   Nand   Kishor,  Pra kash  K.  Ray  and  João   P.   S.  Cat a lã o ,   “ Co mpa ra ti ve  Study   of  Advanc ed   Signal  Proce ss in g  T ec hn ique s   fo r  Island ing   Det e ct ion   in   a   Hybri d  Distribu te d   Ge ner ation   Sys te m,”  I EEE   Tr ans.   on  Sustainable   E nergy ,   Vol .   6,   No.  1 ,   2015 .   [7]   Ku  Nurul  Edhura   Ku  Ahmadn,  Jeyra j  Se lva r aj   an d  N .   Abd  Rahi m ,   “A  rev ie w  of  t he  isla nd ing  de t ec t ion  methods  in  grid - connect e d  PV   inve rt ers, ”   Re newab le   and   Sustainabl e   Ener gy  Revi ews ,   Vo l.   21 ,   pp .   756 – 76 6,   2013 .   [8]   Azia h   Khami s ,   Hus sain   Share ef ,   Erd al   Biz k evelc i  and  Ta m er   Kha ti b,   “A   rev ie w   o f  isl a nding   detec ti on  technique s   for  ren ewa ble di stribut ed   generation system s, ”  Renewable and  Sus tai nable E n ergy   Re v ie ws   28 ,   483 – 493,   2013 .   [9]   Canbi ng  Li,  Chi   Cao,   Yij ia   Cao ,   Yonghong   Kuang,   Long   Z eng  an d  Bal ing   Fang ,   “ A  rev ie w  of  isl a nding  detec t ion   me thods f or   mic rogrid, ”   R ene wa ble   and   Sustaina ble   Ene rgy   Revi ews ,  Vol .   35 ,   pp .   211 – 220,   2014.   [10]   Pukar  Maha t,  Z he  Ch en  and  B ir git te  B ak - Jensen ,   “A  Hybrid   Isla nding  De te c ti on   Te chn ique  Us ing  Avera g e   Rate   of  Volta g e  Ch an ge   and   Re al   Pow er  Shift , ”   IEEE T rans .   Powe r Del . ,   vo l. 24, no. 2 ,   2009 .   [11]   Vivek  Menon   a nd  M  Hashem   Nehri r.  “A  hyb r id  isl andi ng   detec t ion  t ec hn ique  using  vo lt ag e  unbal an ce  and   fre quenc y   set   po int , ”  I EE E   Tr an. s on  Powe r   System s ,  Vol.   22 ,   No .   1 ,   pp.   442 - 448,   2007 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  Dr i   S ys t ,   V ol .  1 1 , N o.   4 ,  D ecembe r   2020   :   20 4 6   –   2 05 4   2054   [12]   Arguenc e ,   O.;   R ai son,  B. ;  Cado ux,   F. ,   “Com m e nts  on  “i mp ac t  of  loa d  fre qu ency  depe nden ce   o n  the   ND Z  and   per forma n ce  of   the  SF S  isla ndi ng  de te c ti on   m e thod” , "   IE EE  Tr ansacti ons  on   Industrial  E lectr onic s .   Vol.   64 ,     No.  9,   pp.   7277 – 7279 ,   2017 .   [13]   Murugesan,   S. ;   Murali ,   V.;   Dan ie l ,   S.A .   “ Hybri d  an al yz ing  tech nique   for  ac t ive  isla nding   de te c tion  base d   on   d - axi s c urr ent i nj e ct ion ,”   IEEE  S yste ms   Journal,   vo l.   12 ,   no .   4 ,   pp .   3 608 - 3617,   2017 .   [14]   Khodapa rasta n ,   M.;   Vah edi ,   H. ;  Khaz aeli ,   F. ;  Or ae e ,   H .   “A  nove l   hybrid   isla nd in g  detec ti on   meth od  for  inve r te r - base d  DG s using  SF S a nd  ROCO F , ”  IE EE Tr ans. Power  Del iv .   Vo l.   32 ,   pp .   2162 – 2 170 ,   2017 .   [15]   Dhar,   S . ;   Dash,   P.K.  “H arm oni c   profil e   in jecti on - base d  hybr id  act ive  isla nd ing  d etec t ion  te c hnique  for   PV - VSC - base d  m ic rogr id s ys tem , ”  IE EE   T rans .   Sustain. Energy ,   vo l .  7,   pp.   1473 – 1481 ,   201 6 .   [16]   N.  Kothar i  and  B.   G.  Ferna n des ,   “ A  hybrid   acti ve  isla nd ing  de t ec t ion  techniqu e   for  single - ph ase   inve r te r - b ase d  distri bute d   gen er at ion   sys te m ,”   2 015  IEEE  In te rn ati onal  Con fe re nce   on   Industria l  Techno logy   (I CIT) ,   pp.   2828 - 2834 ,   2015 .   [17]   Angelo  Bagg ini .   Handbook  of   po wer  quality .   Joh n  Wiley   &  Sons ,   2008.   [18]   K Uma   Rao .   Comput er   Techni q ues  and  Mod el s i n  Pow er  Sys te m s.  IK Internation al   Pvt   Lt d ,   2010 .   [19]   AY   Hata t a,  E l - H  and   Abd - Rab oh  and   Bishoy   E  Sedho m.  “A   re vie w   of   anti - i slandi ng   protect ion  m et hods   for  ren ewa bl e  d istributed  g ene r at ion   sys te ms , ”  Journ al  of   Elec tric al   Engi ne ering ,   Vol.   16 ,   No .   1 ,   pp   1 - 12,   2016 .   [20]   Olle   El ger d   and   Patri ck   van   der   Puije ,   “ E lectr i c power  engi n ee r i ng ,”   Spring er  Sc ie nc e  &   Busines s Medi a, 2012.   [21]   S. - I.   Jang   and  K . - H.  Kim,  “An  isl andi ng  d et e ct ion   me thod   for  d istr ibut ed  g ene r at io ns  using  volt ag e  unbal an ce   and   tot al ha r moni c   d istort ion  o f  cu rre nt, ”   IE EE   Tr ans.   Powe r De livery . ,   vol .   19 ,   no .   2 ,   p p.   745 – 752 ,   200 4.   [22]   F.  Kati r ae i ,   M.   R.   Ira v ani,  and   P.  W.  Le hn ,   “Mi cro grid  aut onom ous  oper ation  du ring  and  subs eq uent   to   isla nd ing  proc ess,”  IEEE T rans . Powe r Del ivey . ,   vo l. 20, n o.   1 ,   pp .   248 – 25 7,   2005 .   [23]   Aref  Pouryekta   and  Vigna  K.  Ram a cha ndar amurthy.   “ A  Hybri d  Islandi ng  Det ec t ion  Method  f or  Distribut ion   Sy stem s , ”  Distri bute d  Gen erati o n  & Al t ernative   Ene rgy  Journal ,  Vol.   33 ,   Iss ue  4 ,   pp  44 - 67,   2018.   [24]   Mishra,   M. ,   Ro ut,   P.K . ,   “ Fast  discre t e  s - tr ansform  and   ext r eme  l ea rning   m ac h ine - base d   appr o ac h  to  isl andi ng   det e ct ion   in   grid - conne c te d   distributed  g ene r at ion ,”   Ene rgy   Syst ,  v ol.   10 ,   pp .   757 – 7 89,   2019 .   [25]   Mishra,   M., Sah ani ,   M.,   Rou t,   P . K. ,   “ An  isla ndin g  det e ction  a lgor it hm  for   distri bu te d  gen erati on  b ase d  on  Hilb ert - Huang  tra nsform   and  ext r em e   l earning  m ac hin e ,”   Sustain.   Ene rgy ,   Gr ids Ne tw.   Vo l.   9 ,  pp .   13 – 26 ,   2 017.   [26]   Fate m eh  Ghalavand,   Beh za d  As le   Mohamm a di  Alizade ,   Hos sam  Gabe r  and   Hadis  Kari mi p our ,   “Microgrid   Islandi ng  De tect ion  Based   on  Ma the m at i ca l   Morp hology ,”   En ergi es ,   Vol .   11 ,  pp .   2 – 18,   2018 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.