Επίδραση Υψηλής Διείσδυσης Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας στην Οικονομική Λειτουργία του Συστήματος Ηλεκτρικής Ενέργειας

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της επίδρασης που έχει η υψηλή διείσδυση μονάδων Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας στην οικονομική λειτουργία ενός συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Το σύστημα που χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη αυτή είναι ένα δοκιμαστικό σύστημα της IEEE. Στην πορεία αυτής της εργασίας αναλύθηκαν οι στόχοι της Οδηγίας 20-20-20 της Ευρωπαϊκής Επιτροπής που αφορούν την Ελλάδα, έγινε μια αποτίμηση της παραγωγής ΑΠΕ το τρέχον διάστημα στην Ελλάδα και σύγκριση με τους στόχους για το 2020, αναλύθηκαν τα συστήματα στήριξης των μονάδων ΑΠΕ που εφαρμόζονται αυτή τη στιγμή στις χώρες της Ευρώπης, και έγινε μια ανάλυση του συστήματος στήριξης ΑΠΕ για το Ελληνικό Σύστημα Ηλεκτρικής Ενέργειας (Διασυνδεδεμένο και Μη). Με βάση αυτό έγινε ένας υπολογισμός του ετήσιου κόστους αποπληρωμής των μονάδων ΑΠΕ που λειτουργούν ή προβλέπονται να λειτουργήσουν τα επόμενα χρόνια. Στη συνέχεια, αναλύεται το Πρόβλημα Ένταξης Μονάδων σε ένα σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας, ο προγραμματισμός που γίνεται για την επίλυση του προβλήματος και γίνεται η ανάλυση δύο βασικών μεθόδων για την εύρεση της πιο οικονομικής λύσης του προβλήματος, της μεθόδου με λίστα προτεραιότητας και της μεθόδου βελτιστοποίησης με χρήση γραμμικού προγραμματισμού. Στα επόμενα κεφάλαια γίνεται εφαρμογή των δύο μεθόδων στο δοκιμαστικό σύστημα της IEEE και για σενάρια διείσδυσης 10%, 20% και 25% και γίνεται σύγκριση και επεξήγηση των αποτελεσμάτων για το κόστος παραγωγής ενέργειας. Τέλος, για τη μέθοδο βελτιστοποίησης γίνεται μια επιπλέον μελέτη σεναρίων συμφόρησης του συστήματος για να μελετήσουμε τις επιπτώσεις επιφέρουν τέτοια φαινόμενα στην οικονομική λειτουργία του συστήματος.

The present diploma thesis aims at the research of high penetration of Renewable Energy Sources units in the economic dispatch of an electrical energy grid. A trial electrical system of IEEE was used for this purpose. The targets of the Directive 20-20-20 of the European Commission concerned about Greece, the current production of Renewable Energy Sources units in Greece in comparison to the future targets in the operation of the Greek support system (Inter- and Not Interconnected) are extensively presented at the beginning of the thesis. Moreover, there is a thorough analysis of the Unit Commitment Problem, the programming progress and the methods to find financially the most effective solution. Two major methods are referred and analyzed, the Priority List Method and the Optimization Method with Linear Programming use. In the following chapters, the previous methods are applied on the IEEE trial electrical system for different renewable energy sources’ penetration (10%, 20% and 25%) and then we compare and explain the results for the energy production cost. Finally, in the second method it is studied the case of system congestion in order to obtain the effects of such a situation in the economic dispatch of an electricity system.