Βέλτιστη επαναδιαμόρφωση έξυπνων δικτύων διανομής με εφαρμογές σε προβλήματα αποκατάστασης της λειτουργίας τους

Αναστασίου, Αθανάσιος; Anastasiou, Athanasios

dc.contributor.author	Αναστασίου, Αθανάσιος	el
dc.contributor.author	Anastasiou, Athanasios	en
dc.date.accessioned	2018-02-16T10:42:46Z
dc.date.available	2018-02-16T10:42:46Z
dc.date.issued	2018-02-16
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46538
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14846
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	Ακτινικά δίκτυα διανομής	el
dc.subject	Διεσπαρμένη παραγωγή	el
dc.subject	Αποκατάσταση λειτουργίας	el
dc.subject	Απλοϊκός αλγόριθμος	el
dc.subject	Βέλτιστη επαναδιαμόρφωση	el
dc.subject	Radial distribution networks	en
dc.subject	Distributed generation	en
dc.subject	Service restoration	en
dc.subject	Simplified algorithm	en
dc.subject	Optimal distribution network reconfiguration	en
dc.title	Βέλτιστη επαναδιαμόρφωση έξυπνων δικτύων διανομής με εφαρμογές σε προβλήματα αποκατάστασης της λειτουργίας τους	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Electrical engineering	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-10-26
heal.abstract	Η εξάρτηση της σύγχρονης κοινωνίας από την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας έχει οδηγήσει στην αυξανόμενη ζήτηση και κατανάλωσή της καθώς και στην αύξηση του μεγέθους και της πολυπλοκότητας του συστήματος διανομής. Έτσι, η πιθανότητα εμφάνισης σφάλματος αλλά και η περιοχή που θα επηρεαστεί από αυτό έχουν αυξηθεί αναδεικνύοντας τη σπουδαιότητα της γρήγορης αποκατάστασης της λειτουργίας τους έτσι ώστε να διασφαλιστεί η άμεση εξυπηρέτηση των καταναλωτών. Επιπρόσθετα, η αυξανόμενη διείσδυση των μονάδων διεσπαρμένης παραγωγής (ΜΔΠ) σε πρώτη φάση δυσχεραίνει αυτήν την κατάσταση, ωστόσο χρησιμοποιώντας καινοτόμες τεχνολογίες έξυπνων δικτύων μπορεί να βοηθήσει σε προβλήματα αποκατάστασης των ΔΔ. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διατύπωση και η επίλυση του προβλήματος της επαναδιαμόρφωσης ακτινικών ΔΔ για την αποκατάσταση της λειτουργίας τους. Αρχικά, παρουσιάζεται μία μέθοδος αποκατάστασης, η οποία είναι βασισμένη σε έναν απλοϊκό (μη βέλτιστο) αλγόριθμο και κάνει χρήση των πληροφοριών που έχουν συλλεχθεί από την επίλυση της ροής ισχύος πριν από την εμφάνιση σφάλματος και την ικανότητα των γραμμών. Το εν λόγω μοντέλο υλοποιήθηκε σε περιβάλλον MATLAB και εφαρμόστηκε σε πρότυπα δίκτυα διανομής της ΙΕΕΕ των 33 και 69 ζυγών. Τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται αφορούν την εμφάνιση σφάλματος σε μία γραμμή του δικτύου και η κάθε περίπτωση εφαρμόστηκε σε δίκτυα χωρίς διείσδυση ΔΠ αλλά και σε δίκτυα με διείσδυση ΔΠ. Στη συνέχεια, διατυπώνεται και επιλύεται το πρόβλημα της βέλτιστης επαναδιαμόρφωσης ακτινικών ΔΔ. Αρχικά, αναλύεται το μοντέλο της βέλτιστης ροής ισχύος και οι εξισώσεις τροποποιούνται κατάλληλα έτσι ώστε να βασιστεί η διατύπωση του προβλήματος της βέλτιστης επαναδιαμόρφωσης. Με την γραμμικοποίηση των όρων των εξισώσεων της ροής ισχύος και την εισαγωγή των δυαδικών μεταβλητών που αντιπροσωπεύουν τους διακόπτες του εκάστοτε δικτύου, τελικά το πρόβλημα μοντελοποιείται ως πρόβλημα 0/1 μικτού ακέραιου τετραγωνικού προγραμματισμού. Στόχος του προβλήματος είναι 1) η μεγιστοποίηση της εξυπηρετούμενης περιοχής με προτεραιότητα στα κρίσιμα φορτία του συστήματος, 2) η ελαχιστοποίηση των χειρισμών των διακοπτών δίνοντας προτεραιότητα στον χειρισμό των τηλεχειριζόμενων διακοπτών και 3) η ελαχιστοποίηση της περικοπής ενεργού ισχύος των ΜΔΠ στα δίκτυα με διείσδυση ΔΠ. Για την επίλυση του προβλήματος βελτιστοποίησης αναπτύχθηκε κώδικας με χρήση της πλατφόρμας YALMIP στο περιβάλλον MATLAB και εφαρμόστηκε σε πρότυπα δίκτυα διανομής της IEEE των 33 και 69 ζυγών. Τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται αφορούν διακοπή λειτουργίας μίας αλλά και παραπάνω γραμμών σε δίκτυα με διείσδυση ΔΠ και χωρίς διείσδυση ΔΠ αλλά και ολική διακοπή στον υποσταθμό σε δίκτυα με διείσδυση ΔΠ. Τέλος, διενεργούνται συγκρίσεις μεταξύ της βέλτιστης επαναδιαμόρφωσης και της απλοϊκής μεθόδου αποκατάστασης.	el
heal.abstract	The dependence of modern society on electric power has led to its increasing demand and consumption, as well as to the increase of the size and complexity of the distribution system. As a result, the likelihood of occurrence of fault, as well as the area affected by the fault have been increased designating the importance of fast restoration so as to ensure immediate service restoration to the customers. In addition, the increased penetration of distributed generation units (DG units) in distribution networks in the first instance aggravates this situation, but on the other hand, innovative smart grid technologies can support the restoration of distribution networks. The scope of this dissertation is the formulation and solution of the distribution network reconfiguration problem for service restoration. First, a restoration method is presented based on a simplified (not optimal) algorithm and utilizes the information collected by the pre outage power flow and the capacity of the lines. This model has been developed using the MATLAB environment and was applied to the IEEE 33 and 69 bus distribution systems. The method is tested for a single line outages. Each scenario was tested to networks without DG penetration but also to networks with DG penetration. Then, the problem of the optimal reconfiguration of radial distribution network is formulated and solved. First, the model of the optimal power flow (OPF) is used as a basis for the formulation of the optimal network reconfiguration problem. By linearizing the terms of the power flow equations and introducing binary variables representing the switches of each line, the problem is finally modeled as a 0/1 mixed integer quadratic programming problem (0/1 MIQPP). The aim of the problem is to 1) maximize the served area prioritizing the critical loads of the system, 2) minimize the number of the switching operations prioritizing the operation of remotely controlled switches and 3) minimize the curtailment of active power of DG units in networks with DG penetration. The optimization problem has been developed using the YALMIP toolbox in the MATLAB environment. The proposed model was applied to the IEEE 33 and 69 bus distribution systems. The results presented study single or multiple lines outages in networks with and without DG penetration but also outages of the substation of networks equipped with DG penetration. Finally, comparisons are performed between the optimal distribution network reconfiguration and the simplified restorative method.	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	151 σ.
heal.fullTextAvailability	true