Ανάλυση φορτίου σε ασύμμετρα ακτινικά δίκτυα διανομής

Abstract

Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η ανάλυση ροής φορτίου ασύμμετρων ακτινικών δικτύων διανομής. Η ανάλυση ροής φορτίου είναι ένας από τους πιο θεμελιώδεις υπολογισμούς στα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας και η ακρίβεια των αποτελεσμάτων του είναι σημαντική για τη μελέτη ενός δικτύου στη μόνιμη κατάσταση λειτουργίας. Στα ασύμμετρα δίκτυα διανομής, η μοντελοποίηση των στοιχείων του δικτύου πραγματοποιήθηκε λαμβάνοντας υπόψη και τις τρεις φάσεις, καθώς η χρήση του ανά φάση ισοδύναμου κυκλώματος δίνει πολύ προσεγγιστικά αποτελέσματα. Για τη συγκεκριμένη ανάλυση χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος “backward and forward sweep”. Η μέθοδος αυτή είναι μια τροποποίηση της μεθόδου ανάλυσης των κλιμακωτών δικτύων της θεωρίας κυκλωμάτων. Η κύρια διαφορά είναι ότι ένα δίκτυο διανομής δεν είναι γραμμικό και επομένως ο αλγόριθμος πρέπει να είναι επαναληπτικός. Στην παρούσα εργασία, δημιουργήθηκε λογισμικό με γραφικό περιβάλλον (GUI) σε περιβάλλον MATLAB, το οποίο εφαρμόστηκε στα πρότυπα δίκτυα 4, 13 και 123 ζυγών της ΙΕΕΕ. Επίσης σχεδιάστηκε δίκτυο 6 ζυγών με διακλαδώσεις και φορτία τριών διαφορετικών τύπων και πραγματοποιήθηκε, για εκπαιδευτικούς σκοπούς, βήμα προς βήμα επίδειξη του αλγορίθμου. Τέλος, τροποποιημένες εκδοχές των συστημάτων αναλύονται, συγκρίνονται μεταξύ τους και προτείνονται τρόποι επέκτασης της εργασίας.

The scope of this thesis is the load flow analysis of unbalanced radial distribution systems. The load flow analysis is one of the most fundamental calculations in power systems and precision of the results is important for the study of a network in steady state. Due to the unbalanced loading of the system, modeling of network components was made without the use of the per phase equivalent, but considering all three phases. For this particular analysis the “backward and forward sweep” method was used. This method is a modification of the ladder network from circuit theory. The main difference is that the distribution system is not linear and therefore the algorithm must be iterative. In the present diploma thesis a software with graphical user interface (GUI) was developed using the MATLAB environment. This software was applied to 4, 13 and 123-bus test feeder cases of IEEE as well as to modified versions of the same cases. Furthermore, an additional 6-bus test case feeder was designed, which includes sublaterals and three different types of loads. Also, for educational purposes, a step by step execution of load flow is demonstrated for this particular test case. Results of each test case are presented and comparisons on the results are discussed. Finally, aspects on expanding the diploma thesis are proposed.