Συμμετοχή φωτοβολταϊκού πάρκου στη ρύθμιση φορτίου-συχνότητας μέσω αποφόρτισης των αντιστροφέων

Abstract

Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της δυνατότητας συμμετοχής φωτοβολταϊκού πάρκου στη ρύθμιση φορτίου – συχνότητας σε ένα Σύστημα Ηλεκτρικής Ενέργειας. Για το σκοπό αυτό εξετάζεται φωτοβολταϊκό πάρκο αποτελούμενο από 6 αντιστροφείς, σε κάθε έναν από τους οποίους συνδέονται παράλληλα 4 φωτοβολταϊκές συστοιχίες. Μία από τις 4 φωτοβολταϊκές συστοιχίες κάθε αντιστροφέα διαθέτει διακόπτη, ο οποίος την συνδέει και την αποσυνδέει από τον αντιστροφέα, δίνοντας την δυνατότητα αποφόρτισης των αντιστροφέων του πάρκου. Με τον τρόπο αυτό, η απορριπτόμενη ισχύς μπορεί να αποδίδεται στο ηλεκτρικό σύστημα σε περιπτώσεις αύξησης του φορτίου, ή αντίστοιχα να περιορίζεται η αποδιδόμενη στο ηλεκτρικό σύστημα ισχύς αποσυνδέοντας φωτοβολταϊκές συστοιχίες από το φωτοβολταϊκό πάρκο. Αρχικά, γίνεται ανάλυση του υποτιθέμενου συστήματος και των συντελεστών του, το οποίο αποτελείται από ένα φωτοβολταϊκό πάρκο και μία σύγχρονη ντηζελογεννήτρια. Στη συνέχεια, πραγματοποιείται μοντελοποίηση του συστήματος στο λογισμικό Simulink του περιβάλλοντος Matlab. Τέλος, προσομοιώνεται η λειτουργία του συστήματος με τη συμμετοχή του πάρκου στη ρύθμιση φορτίου – συχνότητας και συγκρίνεται με την περίπτωση όπου η ρύθμιση αναλαμβάνεται εξ ολοκλήρου από τη συμβατική μονάδα παραγωγής. Το σύνολο των αποτελεσμάτων σχολιάζονται και εξάγονται τα αντίστοιχα συμπεράσματα, ενώ προτείνονται και αντιστροφείς του εμπορίου οι οποίοι θα μπορούσαν να υποστηρίξουν την εν λόγω εφαρμογή.

The subject of this Diploma Thesis is the study of the possibility of the participation of a photovoltaic park in the primary and secondary load – frequency control of an Electric Power System. For this purpose, a photovoltaic park is considered, which consists of 6 inverters on each one of which there are four photovoltaic strings connected in parallel. One out of the four strings of its inverter is connected to the inverter via a switch, which connects and disconnects the string, enabling the discharge of the inverter. This way, the reserve of the power can be attributed to the electrical system to meet load increases, or respectively the output to the electrical system can be limited by disconnecting PV strings from the photovoltaic park. Initially, the supposed system, which consists of a photovoltaic park and a synchronous diesel generator, is analyzed along with its other factors. Subsequently, the system is modeled in the Simulink software of the Matlab environment. Finally, the operation of the system with the participation of the photovoltaic park in the load – frequency control is simulated and compared with the case where the load – frequency control is entirely undertaken by the conventional power unit. The overall results are discussed and the corresponding conclusions are extracted, as well as models of inverters of the trade are proposed, which are able to support such implementation.