Βέλτιστη επαναδιαμόρφωση ενεργών ακτινικών δικτύων διανομής ηλεκτρικής ενέργειας με διεσπαρμένη παραγωγή

Σιάγκας, Δημήτριος; Siagkas, Dimitrios

dc.contributor.author	Σιάγκας, Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Siagkas, Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2016-06-15T11:01:21Z
dc.date.available	2016-06-15T11:01:21Z
dc.date.issued	2016-06-15
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42729
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.11787
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Βέλτιστη επαναδιαμόρφωση	el
dc.subject	Δίκτυα διανομής	el
dc.subject	Διεσπαρμένη παραγωγή	el
dc.subject	Περικοπή ενεργού ισχύος	el
dc.subject	Τηλεχειριζόμενοι διακόπτες	el
dc.subject	Network reconfiguration	en
dc.subject	Distribution systems	en
dc.subject	Distributed generation	en
dc.subject	Active power curtailment	en
dc.subject	Remotely controlled switches	en
dc.title	Βέλτιστη επαναδιαμόρφωση ενεργών ακτινικών δικτύων διανομής ηλεκτρικής ενέργειας με διεσπαρμένη παραγωγή	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Συστήματα παραγωγής, μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/2062ae491f9df7b94c3af024eb007856ce9fc128
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-03-22
heal.abstract	Η πρόσφατη απελευθέρωση της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας, η συμφόρηση των γραμμών μεταφοράς και η ανάπτυξη των τεχνολογιών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας έχουν συμβάλλει σημαντικά στην αυξανόμενη διείσδυση μονάδων διεσπαρμένης παραγωγής (ΜΔΠ) στα δίκτυα διανομής τα τελευταία χρόνια. Ωστόσο ο σχεδιασμός και η κατασκευή των περισσότερων σημερινών δικτύων διανομής δεν έχει γίνει με την προοπτική εγκατάστασης ΔΠ σε αυτά. Το αποτέλεσμα είναι η ενσωμάτωση μονάδων ΔΠ στα δίκτυα να ακολουθείται από την επιβολή κατάλληλων τεχνικών ελέγχου της λειτουργίας τους με σκοπό την αποφυγή ανεπιθύμητων διαταραχών.Μια από τις επικρατέστερες μεθόδους ελέγχου των μονάδων ΔΠ είναι η περικοπή της παραγόμενης ενεργού ισχύος τους ώστε το δίκτυο να μην υπερβεί τα επιτρεπόμενα όρια λειτουργίας. Αυτή η πρακτική, αν και αποτελεσματική, έχει δυσμενείς οικονομικές συνέπειες για τους διαχειριστές των δικτύων διανομής (ΔΔΔ) των οποίων το συμφέρον είναι η μεγιστοποίηση της εισερχόμενης ενεργού ισχύος από ΔΠ στα δίκτυα. Για την αντιμετώπιση του προβλήματος, μια από τις προτεινόμενες τεχνικές ελέγχου των δικτύων που φιλοξενούν μονάδες ΔΠ είναι η χρήση τηλεχειριζόμενων διακοπτών με σκοπό την επαναδιαμόρφωση του δικτύου, δηλαδή τη μεταβολή της τοπολογίας του. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διατύπωση και επίλυση του προβλήματος της βέλτιστης επαναδιαμόρφωσης για ενεργά ακτινικά δίκτυα διανομής θέτοντας ως αντικειμενικό στόχο την ελαχιστοποίηση της περικοπής ενεργού ισχύος των εγκατεστημένων μονάδων ΔΠ στο δίκτυο. Αρχικά χρησιμοποιείται το μοντέλο του προβλήματος της βέλτιστης ροής ισχύος το οποίο τροποποιείται κατάλληλα ώστε να αποτελέσει τη βάση για τη διατύπωση του προβλήματος της βέλτιστης επαναδιαμόρφωσης. Με τη μετατροπή των εξισώσεών του από μη-γραμμικές σε τετραγωνικές και την εισαγωγή στοιχείων ελέγχου με διακριτή συμπεριφορά (όπως για παράδειγμα οι διακόπτες αλλαγής τοπολογίας) προέκυψε το προτεινόμενο μοντέλο, το οποίο αποτελεί ένα πρόβλημα μικτών ακεραίων με τετραγωνικούς περιορισμούς (Mixed Integer Quadratically Constrained Problem). Το εν λόγω μοντέλο υποστηρίζει, σε συνδυασμό με τον έλεγχο της ενεργού και της αέργου ισχύος των μονάδων ΔΠ, τη χρήση διακοπτών του δικτύου για επαναδιαμόρφωσή του αλλά και το χειρισμό εγκάρσιων αντισταθμίσεων και μετασχηματιστών με ΣΑΤΥΦ για την αντιμετώπιση των περιορισμών τάσης και ρεύματος. Σκοπός είναι να βρεθεί εκείνη η κατάσταση λειτουργίας των ελεγχόμενων στοιχείων που να ελαχιστοποιεί την περικοπή ενεργού ισχύος των μονάδων ΔΠ. Στην παρούσα εργασία το προτεινόμενο μοντέλο υλοποιήθηκε στο λογισμικό GAMS και εφαρμόστηκε σε τρία δίκτυα διανομής, με 34, 69 και 136 ζυγούς. Χρησιμοποιούνται διάφορες στρατηγικές ελέγχου για κάθε δίκτυο και τα αποτελέσματά τους συγκρίνονται με σκοπό τον προσδιορισμό της καταλληλότερης ενώ παράλληλα προτείνονται και ορισμένες πρακτικές μέθοδοι για ελαχιστοποίηση του χρόνου εκτέλεσης του μοντέλου με χρήση παρελθοντικών αποτελεσμάτων.	el
heal.abstract	The recent liberalization of the electricity market, the shortage of transmission capacity and the development of renewable energy technologies have all contributed greatly to the increasing penetration of distributed generation units (DG-units) in distribution networks during the last few years. However, the planning and construction of most of today’s distribution networks have not taken into account the possibility of installation of DG-units in them. As a result, any incorporation of DG-units in said networks is ensued by the implementation of suitable control schemes in order to prevent unwanted disruptions.One of the most widely adopted control methods for DG-units is the curtailment of their generated active power to ensure the satisfaction of the network’s operating constraints. This approach, effective as it may be, entails adverse financial consequences for the distribution system operators (DSOs) whose interest lies in maximizing the amount of active power generation from DG-units in their network. In order to deal with this problem one of the proposed control methods for DG-hosting networks is installing and using remotely controlled switches so as to perform network reconfiguration, to wit altering its topology. The scope of this Diplomatic Thesis is the formulation and solution of the Optimal Network Reconfiguration Problem for radial active distribution networks considering the minimization of the network’s total DG-unit curtailment as an objective. Initially, the model of the Optimal Power Flow (OPF) problem is used as a basis for the formulation of the optimal network reconfiguration problem. The proposed model has replaced all nonlinear constraints by quadratic ones and introduces control apparatus with discrete behavior, thus being considered a Mixed Integer Quadratically Constrained Problem (MIQCP). Said model supports the operation of network switches in combination with active and reactive power control of DG-units as well as the operation of shunt capacitor banks and On-Load Tap Changing (OLTC) transformers in order to deal with voltage and thermal constraints. Its goal lies in finding the operation state of the network’s controllable apparatus that minimizes the DG-units’ active power curtailment. The proposed model has been developed using the GAMS software and was applied to a 34 bus, a 69 bus and a 136 bus distribution system. For each network several different control strategies are employed and have their results compared in order to determine the fittest. At the same time certain practical methods are considered in order to minimize the model’s execution time by means of using results from past executions.	en
heal.advisorName	Γεωργιλάκης, Παύλος	el
heal.committeeMemberName	Γεωργιλάκης, Παύλος	el
heal.committeeMemberName	Κορρές, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Σταύρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	133 σ.
heal.fullTextAvailability	true