Εποπτεία Φωτοβολταϊκού Υβριδικού Συστήματος και έλεγχος φορτίων

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται η ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου συστήματος ελέγχου και εποπτείας του εργαστηρίου Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας του ΕΜΠ έχοντας σαν υπόβαθρο τα πρότυπα IEC 61850-7-4 και IEC 61850-7-420 που αφορούν την επικοινωνία και την ανταλλαγή δεδομένων σε υποσταθμούς και σε συστήματα μέσης τάσης. Αυτό το σύστημα ελέγχου προορίζεται για οποιοδήποτε ανάλογο φωτοβολταϊκό υβριδικό σύστημα όπως αυτό του εργαστηρίου των ΣΗΕ. Ο έλεγχος και η εποπτεία του συστήματος γίνεται μέσω Η/Υ μέσω προγράμματος που δημιουργήθηκε γι'αυτό το σκοπό στο LabVIEW. Το πρόγραμμα, έκτος από τον έλεγχο και την εποπτεία του συστήματος, επιπλέον ελέγχει τρία μοντέλα υπολογισμού της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας (ισοτροπικό, HDKR, Perez) ως προς την ορθότητά τους, αξιολογεί την λειτουργία του όλου συστήματος μέσω του υπολογισμού των συντελεστών απόδοσης του υβριδικού συστήματος και δίνει και την δυνατότητα μέσω του ελέγχου των φορτίων να προσομοιωθούν στο εργαστήριο διάφορα προφίλ κατανάλωσης και να μελετηθούν εκτενέστερα. Η όλη προσπάθεια μπορούμε να πούμε ότι είναι δηλαδή μια απόπειρα να κατασκευαστεί ένα νέο πρότυπο ή μια επέκταση των υφισταμένων για φωτοβολταϊκά υβριδικά συστήματα με ένα εύχρηστο SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition).

This Diploma Thesis presents the development of an integrated system for control and supervision of the Power Systems Laboratory of NTUA, having as background standards IEC 61850-7-4 and IEC 61850-7-420 witch refer to communication and data exchange in substations and MV systems. This control system is suitable for any similar photovoltaic hybrid system such as the Laboratory of Power Systems. The control and supervision of the system is via a computer through a program created for this purpose in LabVIEW. The program, in addition to controlling and monitoring the system, also controls three models for calculating the solar radiation (isotropic, HDKR, Perez) as to the correctness, evaluate the functioning of the system by calculating the rates of return of the hybrid system and gives the opportunity through control of the loads of the laboratory to simulate different profiles of consumption and study them extensively. The entire effort can be said that is an attempt to build a new standard, or to extend the existing standards for photovoltaic hybrid systems with an easy to use SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition).