Μελέτη μικροδικτύου με τη βοήθεια του εξομοιωτικού προγράμματος HOMER

Abstract

Στα πλαίσια αυτής της εργασίας παρουσιάστηκαν διεξοδικά τα σημαντικότερα στοιχεία που αφορούν τη διεσπαρμένη παραγωγή ενέργειας και τα μικροδίκτυα, με σαφή προσανατολισμό τα αυτόνομα συστήματα και πραγματοποιήθηκε μια λεπτομερής διερεύνηση ενός μη-διασυνδεδεμένου νησιωτικού δικτύου με χρήση εξομοιώσεων. Αναλυτικότερα, στο πρώτο κεφάλαιο παρατίθενται περιεκτικές πληροφορίες για το παγκόσμιο και το εγχώριο ενεργειακό τοπίο με έμφαση στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται ιδιαίτερη αναφορά στις τεχνολογίες διεσπαρμένης παραγωγής, συμβατικές και μη, ενώ σχολιάζονται τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα αυτών. Το τρίτο κεφάλαιο πραγματεύεται τα μικροδίκτυα, με αναφορές σε λειτουργικά χαρακτηριστικά τους όπως η νησιδοποίηση, η εκκίνηση μετά από κατάρρευση, η αποθήκευση ενέργειας, η ποιότητα ισχύος και η αξιοπιστία. Περιλαμβάνεται επίσης μια σύντομη αναφορά σε εφαρμογές μικροδικτύων, κυρίως σε ερευνητικό επίπεδο. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται στοιχεία για το δίκτυο του νησιού Αγ. Ευστράτιος, για τους διαθέσιμους προς εκμετάλλευση πόρους από ηλιακή και αιολική ενέργεια, καθώς και για το ερευνητικό-επιδεικτικό έργο «Αγ. Ευστράτιος - Πράσινο Νησί». Στο πέμπτο κεφάλαιο περιγράφονται αναλυτικά τα βασικότερα χαρακτηριστικά του λογισμικού προσομοίωσης και βελτιστοποίησης υβριδικών συστημάτων ‘Homer Energy’. Στο τελευταίο κεφάλαιο περιλαμβάνονται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων που εκτελέστηκαν υπό μορφή διακριτών σεναρίων. Τέλος εξάγονται σημαντικά συμπεράσματα σχετικά με παραμέτρους, όπως το επίπεδο διείσδυσης των ΑΠΕ, και το πως αυτές επηρεάζουν τα οικονομικά μεγέθη του συστήματος.

In the first part of this study the most important issues regarding dispersed generation and microgrids are thoroughly discussed with particular reference to isolated power systems, while in the second part a detailed investigation of a specific island grid by means of simulations is presented. The first chapter contains information on the global and domestic energy status with regard also to the renewable energy sources. A special reference to conventional and emerging dispersed generation technologies, including pros and cons, is made in the second chapter. Third chapter deals with microgrids and islanded and blackstart operation, as well as energy storage, power quality and reliability, followed by short review of real applications mainly for research purposes. In the fourth chapter there is a detailed description of Ag. Efstratios island electrical utility system and available wind and solar potential, along with a reference to the research and demonstration project ‘Ag. Efstratios – The Green Island’. A comprehensive description of the most significant attributes of ‘Homer Energy’ hybrid systems simulation and optimization software appears in the fifth chapter. Simulation results for a number of scenarios are presented in the last chapter, which also includes important conclusions regarding the influence of parameters, such as the penetration of renewables, to the system economics.