Τοπικός έλεγχος διεσπαρμένης παραγωγής σε απομονωμένα μικροδίκτυα

Παπαλέξης, Δημήτριος; Papalexis, Dimitrios

dc.contributor.author	Παπαλέξης, Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Papalexis, Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2014-10-21T08:48:45Z
dc.date.available	2014-10-21T08:48:45Z
dc.date.issued	2014-10-21
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/39271
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.9271
dc.rights	Default License
dc.subject	Ελεγχος στατισμού	el
dc.subject	Αντιστροφέας συσσωρευτών	el
dc.subject	Αντιστροφέας φωτοβολταϊκών	el
dc.subject	Ελεγχος ενεργού ισχύος	el
dc.subject	Ελεγχος αέργου ισχύος	el
dc.subject	Ελεγχος συχνότητας	el
dc.subject	Ελεγχος τάσης	el
dc.subject	Μικροδίκτυο	el
dc.subject	Απομονωμένη λειτουργία	el
dc.subject	Droop control	en
dc.subject	Battery inverter	en
dc.subject	PV inverter	en
dc.subject	Active power control	en
dc.subject	Reactive power control	en
dc.subject	Frequency control	en
dc.subject	Voltage control	en
dc.subject	Microgrid	en
dc.subject	Islanded operation	en
dc.title	Τοπικός έλεγχος διεσπαρμένης παραγωγής σε απομονωμένα μικροδίκτυα	el
dc.title	Local control of distributed energy resources in isolated micro-grids	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ηλεκτρολογία, ενεργειακή τεχνολογία και Μηχανική	el
heal.classification	Μικροδίκτυα	el
heal.classification	Microgrids	en
heal.classification	Electricity grid	en
heal.classification	Electrical engineering	en
heal.classificationURI	http://localhost:8080/healp/data/11/6
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh85041666
heal.classificationURI	http://zbw.eu/stw/descriptor/29697-4
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2014-07-23
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκαν διάφορα είδη ελέγχου στατισμού σε απομονωμένα μικροδίκτυα Χαμηλής Τάσης, για αντιστροφείς συνδεδεμένους παράλληλα, οι οποίοι καλύπτουν κοινό φορτίο. Κύριο χαρακτηριστικό της μελέτης ήταν ο ελεγχόμενος διαμοιρασμός της ισχύος (ενεργού και αέργου) μεταξύ των αντιστροφέων, όπως και η διατήρηση των επιθυμητών ορίων της συχνότητας του μικροδικτύου, αλλά και της τάσης στην έξοδο των αντιστροφέων, χωρίς να χρειάζεται κανενός είδους πρόσθετη επικοινωνία μεταξύ τους, πέραν της βασικής τους ηλεκτρικής διασύνδεσης. Η μελέτη που έγινε είχε απώτερο σκοπό την εύρεση ενός αποδοτικού τρόπου ελέγχου δύο ειδών αντιστροφέων (συσσωρευτών και φωτοβολταϊκών), ώστε τελικά το αποτέλεσμα της παράλληλης χρήσης τους σε ένα μικροδίκτυο να είναι εξαρτώμενο από τις επιλογές του χρήστη, τόσο όσον αφορά τα όρια συχνότητας και τάσης, όσο και του διαμοιρασμού της ισχύος μεταξύ τους. Κύριο μέλημα κατά τον προγραμματισμό του ελέγχου ήταν αυτός να είναι πλήρως προβλέψιμος για κάθε μεταβολή που μπορεί να συμβεί τόσο στο φορτίο όσο και στην παραγωγή των φωτοβολταϊκών. Στο πρώτο μέρος της εργασίας περιγράφονται τα βασικά στοιχεία του ελέγχου στατισμού, ενώ επίσης αναπτύσσεται ο έλεγχος του πρώτου είδους αντιστροφέα, ο οποίος υλοποιεί έλεγχο της συχνότητας και της τάσης του μέσω της μετρούμενης ενεργού και αέργου ισχύος στην έξοδό του, αντίστοιχα, (P-f, Q-V έλεγχος στατισμού) και ο οποίος χρησιμοποιείται για τον έλεγχο των αντιστροφέων των συσσωρευτών. Στη συνέχεια αναλύεται ο τρόπος ελέγχου του δεύτερου είδους αντιστροφέων, δηλαδή των φωτοβολταϊκών, στον οποίο εφαρμόζεται έλεγχος της ενεργού και αέργου ισχύος στην έξοδό του βάσει της μετρούμενης συχνότητας του μικροδικτύου και της τάσης στην έξοδό του, αντίστοιχα (f-P, V-Q έλεγχος στατισμού). Στο δεύτερο σκέλος της διπλωματικής εργασίας γίνονται προσομοιώσεις σε έναν αντιστροφέα συσσωρευτών ώστε να ελεγχθεί η απόκριση του ελέγχου με διαφορετικές παραμέτρους, ενώ στη συνέχεια μελετάται ο διαμοιρασμός της ενεργού ισχύος μεταξύ δύο τέτοιων αντιστροφέων συνδεδεμένων παράλληλα. Επίσης, εξετάστηκε η επιβολή περιορισμού της μέγιστης ενεργού ισχύος των αντιστροφέων, ώστε όταν κάποιος αντιστροφέας φτάσει στο όριο, ο άλλος να καλύψει την υπόλοιπη ζήτηση του φορτίου. Οι προσομοιώσεις συνεχίζονται για παράλληλη σύνδεση ενός αντιστροφέα συσσωρευτών και ενός φωτοβολταϊκών, ο συνδυασμός των παραμέτρων των οποίων έγινε με σκοπό την αποδοτική χρήση της παραγόμενης ισχύος των φωτοβολταϊκών. Πραγματοποιήθηκαν πειραματικές μετρήσεις στο εργαστήριο, ώστε να διαπιστωθεί αν τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων συμπίπτουν με αυτά σε ένα πραγματικό μικροδίκτυο. Στο τρίτο κομμάτι της εργασίας έγιναν προσομοιώσεις για μικροδίκτυο, το οποίο λειτουργεί σε ημερήσια βάση αυτόνομα, ενώ ενσωματώθηκε και έλεγχος μέσω της στάθμης φόρτισης (SoC) των συσσωρευτών. Όλες οι προσομοιώσεις έγιναν μέσω του γραφικού προγραμματιστικού εργαλείου Simulink του περιβάλλοντος Matlab, ενώ οι πειραματικές μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν στο Εργαστήριο Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας της Σχολής Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του ΕΜΠ.	el
heal.abstract	This thesis presents various types of droop control methods in, isolated, low-voltage microgrids, for inverters connected in parallel that support a common load. The main feature of the project was the controlled sharing of power (active and reactive) between the inverters, but also maintaining the desired limits for the microgrid frequency and the inverter’s output voltage, without having any kind of additional communication between them, beyond their basic electrical interconnection. The study was conducted aiming to find an efficient control method between two types of inverters (battery and PV), so that ultimately the result of their parallel use in a microgrid is dependent on the user’s selections, both in terms of the frequency and voltage limits, and the sharing of power between them. The main concern when programming the control method was for it to be predictable for any changes that may occur in both the load and the PV power generation. In the first part of the thesis the key elements of droop control are described, while also the control for the first type of inverter is developed, which involves controlling the frequency and voltage through the measured active and reactive output power, respectively, (P-f, Q-V droop control) and is used for controlling the battery inverters. Then the control mode of the second kind inverters (PV) is analyzed, where active and reactive output power control is applied, based on the measured microgrid frequency and its output voltage, respectively (f-P, V-Q droop control). In the second part of the thesis, simulations are conducted on a battery inverter to test the response of the control to different parameters, and then the sharing of active power between such two inverters connected in parallel is studied. Next, simulations for parallel connection of a battery and a PV inverter take place, while their control parameters were combined in such a way in order to use the output power from the PVs in an efficient way. At this point, laboratory experiments were held in order to determine whether the simulation results match those of an actual microgrid. In the third part of the thesis, simulations were conducted for a microgrid which operates autonomously on a daily basis, while a control method via the the battery state of charge (SoC) was incorporated. All simulations were conducted in Simulink of the Matlab environment, while the laboratory experiments took place at the SmartRue Lab of the Electrical and Computer Engineering department at NTUA.	en
heal.advisorName	Χατζηαργυρίου, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Σταύρος	el
heal.committeeMemberName	Γεωργιλάκης, Παύλος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	161 σ.
heal.fullTextAvailability	true