Βέλτιστη λειτουργία Φ/Β μονάδων για ρύθμιση τάσης σε δίκτυα διανομής με χρήση κατανεμημένου αλγορίθμου τύπου Consensus ADMM

Μαρίτσας, Νικόλαος; Maritsas, Nikolaos

dc.contributor.author	Μαρίτσας, Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Maritsas, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2020-12-06T08:09:29Z
dc.date.available	2020-12-06T08:09:29Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52297
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.19995
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	Consensus ADMM	en
dc.subject	General form consensus optimization	en
dc.subject	Κατανεμημένος αλγόριθμος	el
dc.subject	Φωτοβολταϊκές μονάδες (Φ/Β)	el
dc.subject	Βέλτιστη ροή ισχύος	el
dc.subject	Παραβιάσεις τάσης	el
dc.subject	Περιορισμός έγχυσης ενεργού ισχύος Φ/Β	el
dc.subject	Consensus ADMM	en
dc.subject	General form consensus optimization	en
dc.subject	Distributed algorithm	en
dc.subject	Photovoltaic units (PVs)	en
dc.subject	Optimal power flow (OPF)	en
dc.subject	Voltage violations	en
dc.subject	PVs active power curtailment	en
dc.title	Βέλτιστη λειτουργία Φ/Β μονάδων για ρύθμιση τάσης σε δίκτυα διανομής με χρήση κατανεμημένου αλγορίθμου τύπου Consensus ADMM	el
dc.title	Optimal operation of PV units for voltage regulation in distribution networks using a distributed Consensus ADMM based algorithm	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μαθηματική βελτιστοποίηση	el
heal.classification	Δίκτυα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας	el
heal.classification	Κατανεμημένοι αλγόριθμοι	el
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-10-22
heal.abstract	Όλο και περισσότερες μονάδες διεσπαρμένης ενέργειας (ΜΔΕ) ενσωματώνονται στα σύγχρονα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας, και ιδίως στα δίκτυα διανομής. Τα ηλεκτρικά οχήματα (ΗΟ), οι φωτοβολταϊκές μονάδες (Φ/Β), οι ανεμογεννήτριες (ΑΓ) αυξάνουν την παρουσία τους κάθε μέρα. Ωστόσο, η στοχαστική φύση των εν λόγω μονάδων οδηγεί σε λειτουργικά σενάρια δύσκολα διαχειρίσιμα από τα δίκτυα διανομής. Επομένως, οι διαχειριστές δικτύων διανομής (ΔΔΔ) καλούνται να βρουν βέλτιστους τρόπους για να ισορροπήσουν ανάμενα στη χρήση μεγάλων μεριδίων ΜΔΕ και στην ασφαλή λειτουργία του δικτύου διανομής. Μερικά από τα πιο συνηθισμένα προβλήματα που προκύπτουν λόγω της μεγάλης διείσδυσης των ΜΔΕ στα δίκτυα διανομής είναι η συμφόρηση στις γραμμές διανομής καθώς και οι παραβιάσεις τάσεων. Ταυτόχρονα, η τεχνολογία πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών προχωρά και η χρήση της στον τομέα των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας αυξάνεται. Αυτό οδηγεί σε μια κατάσταση όπου τα δίκτυα διανομής γίνονται «πιο έξυπνα» και εμφανίζονται νέες δυνατό-τητες για μια πιο αποτελεσματική, οικονομική και ασφαλή λειτουργία τους. Εκμεταλλευόμενοι την προαναφερθείσα πρόοδο, εστιάζουμε στο θέμα των κατανεμημένων αλγορίθμων ως μέσο για τη βέλτιστη λειτουργία των ΜΔΕ, προκειμένου να ρυθμιστεί η τάση σε ακτινικά δίκτυα διανομής. Οι αλγόριθμοι αυτοί απαιτούν κάθε κόμβο του δικτύου να έχει εγκατεστημένο έναν έξυπνο πράκτορα (smart agent) που να μπορεί να διαχειρίζεται διάφορα δεδομένα και να εκτελεί αποτελεσματικά απαιτούμενους υπολογισμούς. Επιπλέον, υποθέτουμε ότι υπάρχει μια υποδομή επικοινωνίας που επιτρέπει στους γειτονικούς κόμβους να επικοινωνούν και να ανταλλάσσουν πληροφορίες. Για το σκοπό αυτό, η παρούσα διπλωματική εργασία κατασκευάζει έναν κατανεμημένο αλγόριθμο, βάσισμένο στη μέθοδο General Form Consensus ADMM, ικανό να επιλύσει το πρόβλημα υπερτάσης, στα δίκτυα διανομής, που δημιουργείται από την παραγωγή Φ/Β σε περιόδους χαμηλής ζήτησης. Κάθε κόμβος του δικτύου καλείται να αποφασίσει το δικό του σημείο ρύθμισης για την έγχυση φωτοβολταϊκής ενεργού ισχύος του, επικοινωνώντας μόνο με τους γειτονικούς του κόμβους του, ώστε να αποτρέψει την εμφάνιση παραβιάσεων υπερτάσης στο δίκτυο. Τέλος, παρουσιάζονται διάφορα σενάρια λαμβάνοντας υπόψη διαφορετικές παραγωγές ενεργού ισχύος φωτοβολταϊκών και διαφορετικά σημεία σύνδεσης των εγκατεστημένων Φ/Β, προκειμένου να αξιολογηθεί η αποτελεσματικότητα του αλγορίθμου. Σε κάθε περίπτωση, τα αποτελέσματα συγκρίνονται με τα αποτελέσματα ενός ισοδύναμου κεντρικού αλγορίθμου για την επαλήθευση της εγκυρότητάς τους.	el
heal.abstract	More and more distributed energy resources (DERs) are integrated into modern power systems, and especially in distribution networks. Electric Vehicles (EVs), Photovoltaic units (PVs), Wind turbines (WTs) are increasing their presence every day. However, their stochastic nature results in operational scenarios that distribution systems were not designed to handle. Therefore, the distribution system operators (DSOs) are called to find optimal ways to balance the utilization of large shares of DERs and the secure operation of the distribution network within safe limits. Some of the most common problems occurring due to high penetration of DERs in distribution networks are congestion in distribution lines as well as nodal voltage limit violations. At the same time, Information and Communication Technology is advancing and its utilization in the power systems field is increasing. This leads to a situation where power grids are becoming "smarter" and new possibilities emerge for a more efficient, more economical, and safer operation of distribution networks. Taking advantage of the aforementioned advancement, we focus on the topic of distributed algorithms, as a mean to optimally operate DERs in order to regulate the voltage profile in radial distribution networks. These algorithms require each node of the distribution grid to have a smart agent installed that is able to manage various data and perform any required calculations effectively. Moreover, we assume there is a communication infrastructure that allows adjacent nodes to communicate and exchange information. To this end, the present diploma thesis constructs a General Form Consensus ADMM based distributed algorithm able to resolve the over-voltage violations created by high PV production in time periods of low demand in distribution grids. Each node of the network is called to decide its own set-point to its PV active power injection distributively, i.e. by only communicating with its adjacent nodes, in order to prevent over-voltage violations from occurring on the grid. Finally, various case-studies are presented considering different PV active power productions and different connection points of the installed PVs, in order to evaluate the effectiveness of the algorithm. In each case-study, results are compared with the results of an equivalent centralized algorithm to verify their validity.	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	182 σ.	en
heal.fullTextAvailability	false