رله های حفاظتی سیستمهای قدرت، به عنوان مهمترین قسمت سیستم قدرت که امنیت سیستم را بر عهده دارد، در سالهای اخیر دارای پیشرفت چشم گیری در زمینه سرعت تصمیم گیری و دقت بوده اند. دو مسیله نمونه برداری و هماهنگی رله ها در شبکه های بهم پیوسته، مسایلی مهم در هماهنگی رله ها است.در مبحث نمونه برداری، روشهای مختلفی از جمله فوریه تمام سیکل، فوریه نیم سیکل، حداقل مربعات، حداقل مربعات با حذف ، پرودار 70 و مان موریسون وجود دارد. هر کدام از این روشها در موقعیتی و شبکه ای مورد استفاده قرار می گیرند. در مورد هماهنگی رله ها روشهای مختلفی وجود دارد. این روشها به دو دسته عادی و بهینه تقسیم می شوند. روشهای هوشمند مانند الگوریتم ژنتیک، تعدادی از مشکلاتی که در هماهنگی بهینه رله ها وجود داشت، از میان برداشته شد. در واقع، در روشهای قدیمی مانند سیمپلکس دوگان، خطی بودن و مناسب بودن نامعادلات از جهت نداشتن تناقض بین آنها، شرایطی بود که کوچکترین انعطافی برای نامعادلات نمی داد.از جهتی چند دهه ای است که بنا به نیازهایی که در شبکه قدرت وجود دارد المانهایی غیرخطی به نام نصب شده اند. این عناصر با تغییر پارامترهای شبکه، مسیر را برای انتقال توان از یک نقطه به نقطه دیگر فراهم می کنند. چند نوع معروف از عناصر عبارتند از: svc و statcom2 و tcsc3 و pst و upfc و sssc5 . یکی از مهمترین عناصرupfc ،facts upfc می باشد تأثیر جدیدی که اخیرا مورد بررسی افراد مختلف قرار گرفته است، این است که با حضور این ادوات سیستم حفاظتی چگونه باید هماهنگ باشد و چه تغییراتی را نیاز دارد.در این پروژه عنصر upfc برای مطالعه این تأثیرات بر روی رله های حفاظتی و هماهنگی این رله ها انتخاب شده است. در این راستا، ابتدا مدل سازی upfc با روشهای مختلف کنترل pwm و هیسترزیس و روشهای محاسبه امپدانس (پنجره ثابت و متغییر) در نرم افزارpscad پیاده سازی شده است. پس از آن با قرار دادن خطا بر روی خط شامل upfc، در ناحیه 1 و 2 برای رله های دیستانس و اضافه جریان نمودارهای جریان و امپدانس دیده شده بدست می آید. این تأثیرات به عنوان منحنی های امپدانسی و خروجی های رله دیستانس مورد بررسی قرار گرفتند.با بدست آمدن این منحنی ها و این نکته که جریان از یک مقدار زیاد به یک مقدار کم می رسد، روشی برای هماهنگی رله های جریان زیاد در شبکه های بهم پیوسته به گونه ای پیشنهاد شد که کلیه شروط غیرخطی را نیز در بر می گیرد. این روش بر مبنای الگوریتم ژنتیک بوده و علاوه بر حل مشکل قیود غیرخطی، مشکلات دیگری را که در روشهای هماهنگی معمول وجود داشته است را حل کرده است. از طرف دیگر با توجه به منحنی های بدست آمده برای امپدانس، این نکته که امپدانس از یک مقدار کم زیاد می شود نیز بدست آمد. از اینرو روشی برای هماهنگی رله های دیستانس بر این مبنا پیشنهاد شد. سپس با توجه به نکات بدست آمده در این دو هماهنگی، روشی برای هماهنگی ترکیب رله های دیستانس و اضافه جریان پیشنهاد شد. این روش نیز بر مبنای الگوریتم ژنتیک بوده و مشکلات هماهنگی های قدیم را نیز حذف کرده است. این روشها بر روی شبکه های بدون upfc و با حضور upfcاعمال شده و نتایج بدست آمده مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است.

طرح های حفاظتی خاص (sps)، طرح هایی هستند که با تشخیص شرایط خاص و غیرمعمول در شبکه که باعث ایجاد فشارهایی بر شبکه قدرت می شوند، وارد عمل شده و بر اساس یک سری عملکردهای از پیش تعیین شده این شرایط خاص را کنترل می کنند. در نتیجه sps ها می توانند موجب بهبود عملکرد، افزایش ظرفیت انتقال و افزایش امنیت شبکه در مقابل اغتشاشات شدید شوند. با این حال اعتماد بیش از حد به sps ممکن است بسیار خطرناک باشد. زیرا sps ها در مواقعی عمل می کنند که شبکه در اثر یک اغتشاش شدید، تحت فشار زیادی قرار دارد و لذا خطای عملکرد sps می تواند عواقب وخیمی به دنبال داشته باشد. در نتیجه ارزیابی قابلیت اطمینان sps و اطمینان پیدا کردن از اینکه sps می تواند با احتمال قابل قبولی عملکرد صحیحی داشته باشد، امری ضروری می باشد. یکی از اهداف این پروژه ارزیابی قابلیت اطمینان sps می باشد. برای این منظور، ابتدا پروسه ای کلی ارایه شده و سپس این پروسه بر روی دو نمونه sps خاص از نوع طرح خروج دهنده ژنراتور (grs)، پیاده سازی شده و نتایج بررسی می شوند. ارزیابی قابلیت اطمینان sps دید خوبی در مورد عملکرد sps در آینده به دست می دهد. با این حال برای اینکه مطالعه کاملی داشته باشیم، لازم است تاثیر sps بر روی شبکه نیز مورد ارزیابی قرار گیرد. برای این منظور، در این پروژه از پارامتر ریسک استفاده می شود. لذا پروسه ای کلی نیز برای تحلیل ریسک sps ارایه شده و این پروسه بر روی دو نمونه sps مورد نظر پیاده سازی می شود. نتایج تحلیل ریسک، تاثیر sps بر شبکه را در شرایط مختلف عملکرد شبکه تعیین کرده و می تواند معیار مناسبی برای اتخاذ تصمیم گیری های لازم در sps باشد. یکی دیگر از اهداف این پروژه ارایه راهکاری برای کاهش ریسک sps می باشد. برای این منظور پیشنهاد می شود که به جای تصمیم گیریهای از پیش تعیین شده بر اساس شبیه سازی ها، با استفاده از روش های مناسب، sps براساس شریط زمان واقعی شبکه و به صورت خودکار عمل کند. در این پروژه روشی برای پیش بینی ناپایداری گذرا جهت استفاده در grs پیشنهاد شده و سپس با استفاده از این روش، یک grs که فقط بر اساس شرایط زمان واقعی عمل می کند، طراحی می شود. grs طراحی شده بر روی دو شبکه تست پیاده سازی شده و عملکرد آن ارزیابی می شود. در انتها، با استفاده از تحلیل ریسک، تاثیر grs پیشنهادی در ریسک شبکه مورد ارزیابی قرار می گیرد.