Προσέγγιση στοχαστικής παραγωγής αιολικών πάρκων για μακροπρόθεσμη ανάλυση ευστάθειας τάσης

Τσούνης, Ιωάννης-Άγγελος; Tsounis, Ioannis-Angelos

dc.contributor.author	Τσούνης, Ιωάννης-Άγγελος	el
dc.contributor.author	Tsounis, Ioannis-Angelos	en
dc.date.accessioned	2018-06-12T09:02:35Z
dc.date.available	2018-06-12T09:02:35Z
dc.date.issued	2018-06-12
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47039
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15486
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	Μέγιστη μεταφερόμενη ισχύς	el
dc.subject	Αιολικά πάρκα	el
dc.subject	Προσεγγιστικές χρονοσειρές	el
dc.subject	Τμηματικά γραμμικές συναρτήσεις	el
dc.subject	Έλεγχος αέργου ισχύος	el
dc.subject	Maximum power transfer	en
dc.subject	Wind farms	en
dc.subject	Piecewise linear functions	en
dc.subject	Time series approach	en
dc.subject	Reactive power control	en
dc.title	Προσέγγιση στοχαστικής παραγωγής αιολικών πάρκων για μακροπρόθεσμη ανάλυση ευστάθειας τάσης	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ανάλυση ευστάθειας τάσης	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-03-13
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία διερευνά την προσεγγιστική αναπαράσταση χρονοσειρών αιολικής ισχύος με τμηματικά γραμμικές συναρτήσεις κι εν συνεχεία την επίδραση της μεταβλητότητας της ενεργού παραγωγής αιολικών πάρκων στη μέγιστη μεταφερόμενη ισχύ και κατά συνέπεια στο όριο ευστάθειας τάσης ενός ασθενούς συστήματος μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Σκοπός αυτής της προσέγγισης είναι η δραστική μείωση του αριθμού των μεταβολών (σημείων) που απαιτούνται για την ικανοποιητική αναπαράσταση χρονοσειρών, ώστε να καθίσταται υλοποιήσιμη η χρήση τους για προσομοιώσεις στην μακροπρόθεσμη χρονική κλίμακα και στα αντίστοιχα λογισμικά πακέτα, όπως το WPSTAB που χρησιμοποιείται στην εργασία. Συγκεκριμένα, αναπτύσσονται τέσσερις μέθοδοι προσέγγισης χρονοσειρών με τμηματικά γραμμικές συναρτήσεις· η Μέθοδος Μέσου Όρου, η Μέθοδος Ελαχίστων Τετραγώνων, η Μέθοδος Εξομάλυνσης με Φίλτρο Fourier και Τοπικών Ακροτάτων και τέλος ένας συνδυασμός των δυο τελευταίων. Ακολούθως, επιλέγεται ως βέλτιστη η μέθοδος με την οποία επιτυγχάνεται η διατήρηση των ακραίων τιμών της αρχικής χρονοσειράς και ταυτόχρονα μικρή απόκλιση μεταξύ των τιμών της αρχικής και της προσεγγιστικής χρονοσειράς. Το σύστημα δοκιμών που εξετάζεται αποτελείται από μία γραμμή μεταφοράς, στο μέσο της οποίας συνδέεται μέσω γραμμής διανομής Μέσης Τάσης η αιολική παραγωγή. Τα δεδομένα των γραμμών σύνδεσης προέρχονται από δύο πραγματικά Αιολικά Πάρκα που είναι συνδεδεμένα στο Ελληνικό σύστημα, στην περιοχή της Πελοποννήσου. Η γραμμή σύνδεσης κάθε πάρκου αποτελείται από τον υποσταθμό Υψηλής/Μέσης Τάσης και περιλαμβάνει μετασχηματιστή ισχύος εξοπλισμένο με ΣΑΤΥΦ. Στον ζυγό Μέσης Τάσης του υποσταθμού υπάρχουν αυτόματοι πυκνωτές αντιστάθμισης. Το αιολικό πάρκο και οι επί μέρους ελεγκτές των ανεμογεννητριών έχουν την δυνατότητα να ρυθμίζουν την έγχυση άεργου ισχύος στον ισοδύναμο ζυγό σύνδεσης του πάρκου. Η στρατηγική ελέγχου του ηλεκτρονικού μετατροπέα είναι ο ευφυής έλεγχος με εντολή μέγιστης άεργης υποστήριξης σε συνθήκες εκτάκτου ανάγκης. Προσομοιώνεται αρχικά το σύστημα με ένα Α/Π, ώστε να διαπιστωθεί η σχέση μεταξύ της επίδρασης της αρχικής και της προσεγγιστικής χρονοσειράς στο όριο φόρτισης του συστήματος. Εν συνεχεία εξετάζεται το σύστημα δοκιμών με δύο διασυνδετικές γραμμές διανομής των Αιολικών Πάρκων, θεωρώντας ως είσοδο τις προσεγγιστικές συσχετισμένες χρονοσειρές της επιλεγμένης μεθόδου (Μέθοδος Εξομάλυνσης με Φίλτρο Fourier και Τοπικών Ακροτάτων). Τέλος, πραγματοποιείται στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων της μεθόδου κι εξετάζονται τα χαρακτηριστικά της χρονικής διάρκειας, της μεταβολή ισχύος και της κλίσης των ευθύγραμμων τμημάτων της προσεγγιστικής χρονοσειράς.	el
heal.abstract	This diploma thesis first investigates the approximation of Wind Farm active power time series with piecewise linear functions. Then, the effect of Wind Farm active power variability on the maximum power transfer and subsequently on the voltage stability limit of a weak power transfer system is examined. The purpose of this approximation is to drastically reduce the number of changes (points) required for the representation of time series, in order to use them in long-term time scale simulations. The simulation software that is being used is the long-term time scale simulation program WPSTAB. In particular, four methods of approximation of the original time series with piecewise linear functions are developed· the Average Value Method, the Least Squares Method, the Fourier Filtering (Smoothing) and Local Extrema Method and finally a combination of the latter two. The method chosen for the simulations of the test system is the Fourier Filtering (Smoothing) and Local Extrema Method because it achieves preservation of the extreme values of the original time series and at the same time small deviation between the values of the original and the approximate time series. The test system consists of a transmission corridor, in the middle of which wind generation is connected through a dedicated Medium Voltage distribution feeder. The detailed data for the feeders are taken from two Wind Farms connected to the Hellenic System, in the area of Peloponnese. Each Wind Farm feeder consists of a 20kV line connected to the HV/MV substation, which includes power transformer equipped with LTC. Automatic switched capacitors are connected to the Medium Voltage bus of the substation. The Wind Farm and the wind generator controllers have the ability to regulate the reactive power injected to the connection bus. The implemented control strategy of the Wind Farm converter is an intelligent emergency control with maximum reactive support command. At first a comparative simulation of the system with one Wind Farm is performed, in order to examine the relationship between the effect of the original and the approximate time series on the system load limit. Then, the simultaneous control with both Wind Farm feeders connected to the grid is examined, considering the approximate associated time series of the Fourier Filtering (Smoothing) and Local Extrema Method as input. Finally, a statistical analysis of the results of the method is performed and the characteristics of the time duration, the power change and the slope of the linear parts of the approximate time series are examined.	en
heal.advisorName	Βουρνάς, Κωνσταντίνος	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	154 σ.
heal.fullTextAvailability	true