Εγκατάσταση και λειτουργία συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας για σταθεροποίηση τάσης και εξοικονόμηση ενέργειας σε σιδηροδρομικές εφαρμογές

Μαριόλη, Μαριάννα; Marioli, Marianna

dc.contributor.author	Μαριόλη, Μαριάννα	el
dc.contributor.author	Marioli, Marianna	en
dc.date.accessioned	2018-07-10T12:03:19Z
dc.date.available	2018-07-10T12:03:19Z
dc.date.issued	2018-07-10
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47262
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15257
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	Σιδηροδρομικά δίκτυα	el
dc.subject	Αναγεννητική πέδηση	el
dc.subject	Κινητά/στατικά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας	el
dc.subject	Υπερπυκνωτές	el
dc.subject	Ηλεκτρικοί υποσταθμοί	el
dc.subject	Τρένα	el
dc.subject	Σταθεροποίηση τάσης	el
dc.subject	Εξοικονόμηση ενέργειας	el
dc.subject	Railway networks	en
dc.subject	Regenerative braking	en
dc.subject	Onboard/stationary energy storage systems	en
dc.subject	Supercapacitors	en
dc.subject	Electric substations	en
dc.subject	Trains	en
dc.subject	Voltage stabilization	en
dc.subject	Energy saving	en
dc.title	Εγκατάσταση και λειτουργία συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας για σταθεροποίηση τάσης και εξοικονόμηση ενέργειας σε σιδηροδρομικές εφαρμογές	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Αποθήκευση ενέργειας	el
heal.classification	Energy storage	en
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/2a75c7c11dda19ee244692472c10e684108c9d3d
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh85043149
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-03-02
heal.abstract	Οι τεχνολογίες συστημάτων για την αποθήκευση ενέργειας αποτελούν εργαλείο μεγάλου ενδιαφέροντος, ιδιαίτερα για τις σιδηροδρομικές εφαρμογές, καθώς μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά την ευελιξία και την απόδοση των ηλεκτρικών δικτύων. Πιο συγκεκριμένα, οι διαχειριστές επιλέγουν την εγκατάστασή τους για την ικανοποίηση κάποιου από τους παρακάτω σκοπούς: μείωση της καταναλισκόμενης ενέργειας, μείωση των απαιτούμενων ποσών ισχύος κατά τις ώρες αιχμής, και σταθεροποίηση τάσης στην είσοδο των τρένων και στις γραμμές του δικτύου γενικότερα. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, πραγματοποιείται αρχικά μια εισαγωγική ανάλυση για την εμπλεκόμενη ενεργειακή κατανάλωση των σιδηροδρομικών συστημάτων, καθώς και για τους τρόπους οι οποίοι συμβάλλουν στη μείωση των απωλειών στο δίκτυο αλλά και στην ενεργειακή εξοικονόμηση. Στη συνέχεια γίνεται μια σύντομη περιγραφή των σπουδαιότερων τεχνολογιών αποθήκευσης για τις σιδηροδρομικές εφαρμογές, ενώ παράλληλα εκτελείται και μια τεχνοοικονομική σύγκριση μεταξύ τους. Τέλος αναλύονται οι εφαρμογές και οι διαδικασίες λειτουργίας και ελέγχου των κινητών και στατικών συστημάτων αποθήκευσης στα σιδηροδρομικά δίκτυα. Ωστόσο κύριο στόχο της εργασίας αποτελεί η μελέτη λειτουργίας στατικών συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας στο δίκτυο για την επίλυση ζητημάτων σταθεροποίησης τάσης, καθώς επίσης και για την εξοικονόμηση ενέργειας. Πιο συγκεκριμένα, στο κεφάλαιο 4, σχεδιάστηκε μια θεωρητική μελέτη για την εγκατάσταση και τη στρατηγική ελέγχου των συστημάτων για σταθεροποίηση της τάσης στα DC σιδηροδρομικά δίκτυα. Εφαρμόστηκε αρχικά για τη διόρθωση των βυθίσεων τάσης στην είσοδο των τρένων, και στη συνέχεια στους ζυγούς των τεσσάρων ηλεκτρικών υποσταθμών του δικτύου. Τα βήματα που ακολουθήθηκαν αφορούν την αποτελεσματική τοποθέτηση, διαστασιολόγηση και λειτουργία των συστημάτων αποθήκευσης υπερπυκνωτών. Στο επόμενο κεφάλαιο, μελετήθηκε το ζήτημα της εξοικονόμησης ενέργειας , με στόχο τη μείωση των ενεργειακών καταναλώσεων του δικτύου. Αναλυτικότερα, με την εγκατάσταση και λειτουργία των συστημάτων, επιτεύχθηκε μείωση της συνολικής παραγόμενης από τους υποσταθμούς ενέργειας, καθώς επίσης και των απωλειών στις γραμμές παροχής. Σημειώνεται επίσης ότι για την υλοποίηση των εν λόγω προσομοιώσεων χρησιμοποιήθηκε το περιβάλλον εργασίας MATLAB. Τέλος πραγματοποιήθηκε μια σύντομη θεωρητική ανάλυση για την οικονομική αξιολόγηση ενός επενδυτικού πλάνου, με στόχο τον έλεγχο της μελλοντικής του αποδοτικότητας.	el
heal.abstract	Energy storage systems (ESS) play a role of paramount importance, especially in railway applications, as they can enhance the flexibility and efficiency of the electrical grid. More specifically, transit operators expect ESSs to meet some of the following energy saving objectives: reduction of the total energy consumption, reduction of the power peak demand charges and voltage stabilization in the vehicle’s pantograph or in the supply lines. This thesis, provides an introductory analysis of the energy consumption involved in a railway system, along with the ways that contribute to the reduction of the line losses and the energy consumption of the grid. Subsequently, a brief description of the most important ESSs technologies for railway applications, as well as a techno-economic comparison between them, are presented. Additionally, the applications and procedures needed for the operation and control of mobile and stationary ESSs in the railway networks are analyzed. However, the main objective of the project is to study the operation of static ESSs on the grid, for voltage stabilization and energy saving issues. More specifically, in chapter 4, a theoretical approach on the installation and control strategy of the ESSs for voltage stabilization in DC railway networks has been designed. This was initially applied to stabilize the voltage drops on the trains’ pantographs and then on the buses of the four electrical substations. The steps followed by this study concern the effective placement, sizing and operation of the supercapacitor storage systems. Afterwards, the issue of energy saving has been studied in chapter 5, in order to reduce the overall energy consumption of the grid. The installation and operation of the systems resulted in a reduction of the total energy produced by the substations, as well as of the losses taking place in the supply lines. MATLAB environment was used for the implementation of the aforementioned simulations. Finally, a brief theoretical analysis for the economic evaluation of the investment was carried out, with the aim of controlling its future profitability.	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	118 σ.
heal.fullTextAvailability	true