Κεντρικός έλεγχος τάσης σε ευφυή δίκτυα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας

Κατσιούφης, Αγγελής; Katsioufis, Angelis

dc.contributor.author	Κατσιούφης, Αγγελής	el
dc.contributor.author	Katsioufis, Angelis	en
dc.date.accessioned	2018-02-13T11:14:52Z
dc.date.available	2018-02-13T11:14:52Z
dc.date.issued	2018-02-13
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46472
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14964
dc.rights	Default License
dc.subject	Βέλτιστη ρύθμιση τάσης	el
dc.subject	Απόκριση ζήτησης	el
dc.subject	Συντελεστές ευαισθησίας τάσης	el
dc.subject	Κεντρικός έλεγχος τάσης	el
dc.subject	Έλεγχος φορτίου	el
dc.subject	Optimal voltage regulation	en
dc.subject	Demand response	en
dc.subject	Voltage sensitivity coefficients	en
dc.subject	Centralized voltage control	el
dc.subject	Load control	en
dc.title	Κεντρικός έλεγχος τάσης σε ευφυή δίκτυα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-10-31
heal.abstract	Η απόκριση ζήτησης (ΑΖ) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποφυγή αιχμών τάσης και την εξισορρόπηση παραγωγής-κατανάλωσης μέσω της βέλτιστης κατανομής της κατανάλωσης ηλεκτρικής ισχύος. Οι συνήθεις μέθοδοι ΑΖ λειτουργούν σε χρονικό εύρος λεπτών έως ωρών. Εντούτοις, οι δυνατότητες που προσφέρουν οι νέες τεχνολογίες τηλεπικοινωνιών και εποπτείας μπορούν να αναβαθμίσουν τον ρόλο της ΑΖ σε συστήματα ρύθμισης τάσης σε πραγματικό χρόνο, παρέχοντας στον διαχειριστή του δικτύου περισσότερη ευελιξία στον έλεγχο της τάσης και επικουρικές υπηρεσίες στο δίκτυο διανομής. Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η υλοποίηση μιας μεθόδου κεντρικού ελέγχου της τάσης, η οποία μεταβάλλει κατά ένα μικρό ποσοστό την κατανάλωση ενέργειας ελαστικών φορτίων και την έγχυση ισχύος των συσκευών αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας μέσω εκπομπής ενός σήματος ελέγχου χαμηλού ρυθμού μετάδοσης. Αρχικά υλοποιούνται δύο μέθοδοι υπολογισμού των συντελεστών ευαισθησίας ως προς την μεταβολή ενεργού και αέργου ισχύος. Η πρώτη βασίζεται στον Ιακωβιανό πίνακα του συστήματος ενώ η δεύτερη, η οποία προτιμάται, ακολουθεί μία περισσότερο αναλυτική μαθηματική προσέγγιση. Η δεύτερη μέθοδος επιτρέπει επιπλέον τον υπολογισμό των συντελεστών ευαισθησίας της τάσης ως προς την μεταβολή λήψης του συστήματος αλλαγής τάσης υπό φορτίο (ΣΑΤΥΦ) του υποσταθμού. Στη συνέχεια, γίνεται περιγραφή του προβλήματος βελτιστοποίησης, η αντικειμενική συνάρτηση του οποίου στοχεύει στον περιορισμό της διακύμανσης της τάσης εντός επιτρεπτών ορίων. Οι περιορισμοί του προβλήματος αποτελούνται από τον περιορισμό του ποσοστού ελεγχόμενης ισχύος κάθε ζυγού, καθώς επίσης και από τον περιορισμό για διατήρηση του συντελεστή ισχύος του δικτύου εντός ορίων. Για την υλοποίηση της μεθόδου αναπτύχθηκε λογισμικό σε περιβάλλον GAMS και MATLAB. Η μέθοδος εφαρμόστηκε στο δίκτυο 13 ζυγών του ΙΕΕΕ, σε δίκτυο 83 και 135 ζυγών για τις περιπτώσεις 10%, 20% και 30% ρυθμιζόμενου φορτίου σε κάθε ζυγό. Επιπλέον, εξετάστηκε η περίπτωση μερικής απόκρισης του φορτίου και περιεγράφηκε η χρήση ειδικών συντελεστών για την προσαρμογή των περιορισμών του προβλήματος βελτιστοποίησης ανάλογα με την απόκριση του φορτίου. Αυτή η μέθοδος ΑΖ προσφέρει νέες δυνατότητες στον διαχειριστή του δικτύου διανομής, όπως ρύθμιση τάσης σε πραγματικό χρόνο, καλύτερο έλεγχο της αέργου ισχύος καθώς και αρτιότερη λειτουργία του ΣΑΤΥΦ του υποσταθμού.	el
heal.abstract	Demand Response (DR) can be employed for voltage peak shaving, optimal allocation of electricity consumption as well as maintaining the balance between generation and consumption in the network. DR mechanisms operate in range of minutes to hours. Thus, the utilities by exploiting the new communication and monitoring technologies can upgrade DR mechanisms to real-time control systems, providing ancillary services to the distribution network operator (DNO). The scope of this diploma thesis is to propose a centralized voltage control scheme which mainly relies on slightly varying the energy consumption of elastic loads by broadcasting a low-bit rate control signal on a fast scale. Furthermore, this signal can be used for controlling different energy storage devices. Two methods are implemented for the computation of voltage sensitivity coefficients subject to the change of both active and reactive load. The former relies on the Jacobian matrix of the system whereas the latter, which is preferred in this thesis, uses a more analytic mathematical approach, enabling also the computation of voltage sensitivity coefficients subject to tap changes in the substation’s on load tap changer (OLTC) system. Consequently, an optimization model is introduced, which aims at minimizing voltage deviation. The problem’s constraints are the percentage of the elastic load’s consumption as well as the power factor limit. The method is implemented using GAMS and MATLAB software packages. It was applied on the IEEE 13 nodes test feeder, an 83-bus and a 135-bus distribution test system considering 10%, 20% and 30% of elastic demand. Furthermore, a solution method is proposed for the case of partial load response using adjustment coefficients. This DR method provides new abilities to the DNO such as real time voltage regulation, better leverage on the requested reactive power as well as improved usage of the substation’s OLTC.	en
heal.advisorName	Γεωργιλάκης, Παύλος	el
heal.committeeMemberName	Γεωργιλάκης, Παύλος	el
heal.committeeMemberName	Κορρές, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Βουρνάς, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	124 σ.
heal.fullTextAvailability	true