Μοντελοποίηση και έλεγχος πολυτερματικού HVDC δικτύου διασυνδεδεμένου σε ασύγχρονα ΣΗΕ

Ζουμπούλης, Χρήστος; Zoumpoulis, Christos

dc.contributor.author	Ζουμπούλης, Χρήστος	el
dc.contributor.author	Zoumpoulis, Christos	en
dc.date.accessioned	2018-09-11T11:41:25Z
dc.date.available	2018-09-11T11:41:25Z
dc.date.issued	2018-09-11
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47562
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15784
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	Τεχνολογία HVDC	el
dc.subject	Μετατροπέας πηγής τάσης	el
dc.subject	Πολυτερματικό δίκτυο συνεχούς ρεύματος	el
dc.subject	Αιολικά πάρκα	el
dc.subject	Απόκριση συχνότητας	el
dc.subject	HVDC technology	en
dc.subject	Voltage source converter	el
dc.subject	Direct current multiterninal grid	el
dc.subject	DC voltage droop control	el
dc.subject	Wind farms	el
dc.title	Μοντελοποίηση και έλεγχος πολυτερματικού HVDC δικτύου διασυνδεδεμένου σε ασύγχρονα ΣΗΕ	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μεταφορά ηλεκτρικής ισχύος	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-07-11
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η τεχνολογία ΗVDC - High Voltage Direct Current, η οποία επιτρέπει τη μεταφορά μεγάλης ισχύος σε μακρινές αποστάσεις με συνδέσμους υψηλής τάσης συνεχούς ρεύματος και αποτελεί εναλλακτική έναντι της HVAC μεταφοράς, λόγω μείωσης απωλειών και κόστους. Πιο συγκεκριμένα, η μελέτη πραγματοποιήθηκε μέσω της μοντελοποίησης ενός πολυτερματικού (4 τερματικά) HVDC δικτύου μετατροπέων πηγής τάσης (VSC-HVDC), το οποίο δίκτυο διασυνδέει δύο μεγάλης ισχύος θαλάσσια αιολικά πάρκα (ΘΑΠ) με δύο ασύγχρονα ηπειρωτικά AC δίκτυα (ΣΗΕ). Πέραν της επιτυχούς μεταφοράς ηλεκτρικής ισχύος από την υπεράκτια πλευρά των αιολικών προς τα δύο ασύγχρονα ΣΗΕ σε συνθήκες μόνιμης κατάστασης, η διπλωματική επικεντρώθηκε στη μελέτη των σχημάτων ελέγχου που επιτρέπουν την απόκριση συχνότητας του πολυτερματικού HVDC δικτύου προς τα ΣΗΕ, σύμφωνα με τους Κώδικες Συστήματος. Αρχικά, γίνεται μία συνοπτική επισκόπηση της τεχνολογίας HVDC, ιστορική αναδρομή αυτής, περιγραφή των δύο HVDC τεχνολογιών, CSC-HVDC και VSC-HVDC, και ανάλυση των Κωδίκων Συστήματος για τις HVDC διασυνδέσεις. Ακολούθως, η ανάλυση επικεντρώνεται στη μοντελοποίηση των συστημάτων ελέγχου των VSC-HVDC μετατροπέων του πολυτερματικού HVDC δικτύου (MTDC). Αναλύεται ενδελεχώς ο μετασχηματισμός Park, το σύστημα συγχρονισμού PLL, ο διανυσματικός έλεγχος ρευμάτων που εφαρμόζονται για τον έλεγχο των ηπειρωτικών και υπεράκτιων ΗVDC μετατροπέων. Στη συνέχεια γίνεται εισαγωγή του HVDC-VSC μετατροπέα στο MTDC δίκτυο, το οποίο μοντελοποιείται εξ ολοκλήρου. Τέλος, αναλύονται οι μέθοδοι ελέγχου ενός MTDC δικτύου, με έμφαση στον έλεγχο στατισμού DC τάσης, ο οποίος και χρησιμοποιείται στη παρούσα εργασία. Το δεύτερο μέρος της εργασίας ασχολείται με τη συμβολή του MTDC δικτύου στην υποστήριξη συχνότητας των διασυνδεδεμένων ασύγχρονων ΣΗΕ και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα προσομοιώσεων. Η ανάλυση χωρίζεται σε τρία Σενάρια. Στο Σενάριο Ι διερευνάται η απόκριση συχνότητας του MTDC, δίχως συνεισφορά των διασυνδεόμενων ΘΑΠ. Στο Σενάριο ΙI προσομοιώνονται ίδιες διαταραχές AC φορτίου με το Σενάριο Ι, με την αξιοποίηση των λειτουργιών απόκρισης συχνότητας των διασυνδεόμενων ΘΑΠ μέσω τηλεπικοινωνιακής αποστολής δεδομένων. Τέλος στο Σενάριο ΙIΙ, προτείνεται τεχνική βελτίωσης της απόκρισης συχνότητας του MTDC δικτύου. Ένα μικρό κομμάτι της εργασίας αφιερώθηκε επίσης σε τεχνικές διαμοιρασμού ισχύος μεταξύ των ηπειρωτικών μετατροπέων στη μόνιμη κατάσταση. Όλες οι προσομοιώσεις διεξήχθησαν μέσω του λογισμικού Matlab/Simulink, ενώ τα σχέδια πραγματοποιήθηκαν στο Microsoft Visio.	el
heal.abstract	The main subject of this Diploma Thesis is the High Voltage Direct Current (HVDC) technology, which allows transmission of large power on long distances using high-voltage direct current links and it is an alternative to HVAC transport, due to reduced losses and costs. More specifically, the study was carried out by modeling a multi-terminal (4 terminal) HVDC network of voltage source converters (VSC-HVDC), which network interconnects two high-power offshore wind parks with two asynchronous AC grids. In addition to the successful transfer of power from offshore wind parks to both asynchronous AC grids under steady state conditions, the Thesis focuses on the control methods that allow frequency response of the multi-terminal HVDC network to the AC grids, according to the System Codes. Initially, a brief overview of HVDC technology, a historical review of it, a description of the two HVDC technologies, CSC-HVDC and VSC-HVDC, and an analysis of the System Codes for HVDC interconnections is committed. Subsequently, the analysis focuses on the modeling of control systems of VSC-HVDC converters of the multi-terminal HVDC grid (MTDC). The Park transform, the PLL synchronization system, the vector current control applied to the onshore and offshore HVDC converters are thoroughly analyzed. The HVDC-VSC converter is then integrated into the MTDC grid, which is fully modeled. Finally, the control methods of MTDC grid are analyzed, with emphasis on DC voltage droop control, which is used in the present work. The second part deals with the contribution of the MTDC grid to the frequency support of the interconnected asynchronous AC grids and presents the results of the simulations. The analysis is divided into three scenarios. Scenario I investigates the frequency response of MTDC without the contribution of interconnected Wind Parks (WP). Scenario II simulates same AC load disturbances with Scenario I, utilizing the frequency response of interconnected WP via telecommunication data transmission. Finally, in Scenario III, a technique for improving the MTDC network frequency response is proposed. A small part of the work is devoted to methods of sharing DC power between the onshore converters at steady state. All simulations were performed in Matlab/Simulink environment, while diagrams were designed in Microsoft Visio.	en
heal.advisorName	Παπαθανασίου, Σταύρος	el
heal.committeeMemberName	Κορρές, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Κλαδάς, Αντώνιος	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