Μελέτη βέλτιστης τοποθέτησης συστήματος αποθήκευσης ενέργειας σε ηλεκτρικό σιδηροδρομικό δίκτυο για μεγιστοποίηση εξοικονόμησης ενέργειας

Πετράτος, Γεράσιμος; Petratos, Gerasimos

dc.contributor.author	Πετράτος, Γεράσιμος	el
dc.contributor.author	Petratos, Gerasimos	en
dc.date.accessioned	2017-06-28T12:26:20Z
dc.date.available	2017-06-28T12:26:20Z
dc.date.issued	2017-06-28
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/45114
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14228
dc.rights	Default License
dc.subject	Τοποθέτηση συστήματος αποθήκευσης ενέργειας σε ηλεκτρικό σιδηρόδρομο	el
dc.subject	Optimal position of energy storage system in railways	en
dc.title	Μελέτη βέλτιστης τοποθέτησης συστήματος αποθήκευσης ενέργειας σε ηλεκτρικό σιδηροδρομικό δίκτυο για μεγιστοποίηση εξοικονόμησης ενέργειας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ηλεκτρική ενέργεια	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-03-20
heal.abstract	Τα ηλεκτρικά σιδηροδρομικά δίκτυα, ως δημοφιλή και οικολογικά μέσα μαζικής μεταφορας, οφείλουν να είναι ανταγωνιστικά σε σχέση με τα άλλα συμβατικά μέσα. Για να γίνει αυτό, νέες μέθοδοι εξοικονόμησης ενέργειας ανακαλύπτονται και εφαρμόζονται σε αυτά, με στόχο την μείωση της ενεργειακής τους κατανάλωσης. Τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας αποκτούν, έτσι, κομβικό ρόλο, με τις πολλαπλές ιδιότητες που μπορούν να επιτελέσουν.. Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκε μελέτη της βέλτιστης τοποθέτησης ενός συστήματος αποθήκευσης ενέργειας σε ηλεκτρικά σιδηροδρομικά δίκτυα, με στόχο τη μέγιστη δυνατή εξοικονόμηση ενέργειας. Αρχικά, γίνεται μια συνοπτική περιγραφή της ενεργειακής κατανάλωσης των τρένων, καθώς και διαφόρων τεχνικών που έχουν αναπτυχθεί για την εξοικονόμησή της, όπως η αναγεννητική πέδηση. Εν συνεχεία, περιγράφονται τα πιο σημαντικά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, ως αποδοτική λύση στο ανωτέρω πρόβλημα. Εξετάζεται ο ρόλος και η λειτουργία τους, παρουσιάζονται κάποιες βασικές εφαρμογές και τεχνικές ελέγχου τους και επιχειρείται μια σύντομη περιγραφή των κυριότερων τεχνολογιών που χρησιμοποιούν. Επιπροσθέτως, διαχωρίζονται οι κύριοι τρόποι τοποθέτησης των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας στα ηλεκτρικά σιδηροδρομικά δίκτυα σε δύο κατηγορίες (ως κινητά συστήματα και ως στατικά) και αναλύονται τα χαρακτηριστικά της κάθεμιας, με τη χρήση εμπορικών παραδειγμάτων. Στο 4ο κεφάλαιο, διενεργείται μια θεωρητική ανάλυση αναφορικά με την εύρεση της βέλτιστης θέσης ενός στατικού συστήματος αποθήκευσης ενέργειας σε ένα κατασκευασμένο μοντέλο ηλεκτρικού σιδηροδρομικού δικτύου, για μέγιστη εξοικονομούμενη ενέργεια. Η θέση αυτή υπολογίζεται μαθηματικά με την χρησιμοποίηση μιας συνάρτησης βελτιστοποίησης, που χρησιμοποιεί συγκεκριμένες παραμέτρους του δικτύου, για διαφορετικά σενάρια απόστασης μεταξύ των διερχόμενων τρένων. Έπειτα, στο 5ο κεφάλαιο, επιχειρείται η μοντελοποίηση ενός ηλεκτρικού σιδηροδρομικού δικτύου στο περιβάλλον του Matlab/Simulink, με ταυτόχρονη προσομοίωση της λειτουργίας ενός συστήματος αποθήκευσης ενέργειας βασισμένου σε τεχνολογία υπερπυκνωτή. Ελέγχονται διαφορετικά σενάρια τοποθέτησης του συστήματος αποθήκευσης στο δίκτυο και εξάγονται αποτελέσματα, τα οποία οδηγούν στην επιλογή της αποδοτικότερης μεθόδου, για την επίτευξη της μικρότερης συνολικής κατανάλωσης ενέργειας στο δίκτυο. Τέλος, εξάγονται γενικά συμπεράσματα και κατατίθενται βελτιωτικές προτάσεις.	el
heal.abstract	The electric railways, which are popular and eco-friendly means of public transport, have to be competitive in comparison with the other conventional means. For this reason new methods are discovered and applied, aiming to the reduction of their energy consumption. Energy Stora ge Systems (ESS) are a basic factor in this field because they can fulfill a lot of different tasks. In this diploma thesis the optimal location of an ESS in electric railways has been studied in order to maximize the energy saving in the grid. First of all, a short description of the energy consumption of the trains is provided, as well as some different techniques that have been developed for its reduction; for instance the regenerative braking. Moreover, the most important ESSs are described as an effici ent solution to the aforementioned problem. Their role and function are examined, some basic applications and control techniques are presented and a description of the major storage technologies that they use is made. Additionally, the ways of locating the ESSs in the electric railways are separated in two basic categories (on-board or stationary) and their characteristics are analyzed with the use of commercial examples. In chapter 4, a theoretical analysis takes place, which regards to the optimal location of a stationary ESS in a constructed model of an electric railway for maximized energy savings. This location is calculated by an optimization function, which uses specified grid parameters, applied to different scenarios of distance between the running trains. Furthermore, in chapter 5, a modeling of an electric railway system is presented in Matlab/Simulink environment, along with the simulation of an ESS function based in supercapacitor technology. Different scenarios of locating the ESS along the grid are controlled. Subsequently, the results lead to the selection of the most efficient location, in terms of the smallest total energy consumption that is caused to the grid. Finally, general conclusions are drawn and proposals for improvement and further work are given.	en
heal.advisorName	Χατζηαργυρίου, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	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	101 σ.
heal.fullTextAvailability	true