Σύγκριση μεθόδων παροχής επικουρικών υπηρεσιών από μονάδες αποθήκευσης σε ΜΔΝ με μεγάλη διείσδηση ΑΠΕ και συνεργασία με προστασίες αντι-νησιδοποίησης σε περιβάλλον Control Hardware In The Loop.

Μακρυκώστας, Δημήτριος; Makrykostas, Dimitrios

dc.contributor.author	Μακρυκώστας, Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Makrykostas, Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2020-12-16T09:12:38Z
dc.date.available	2020-12-16T09:12:38Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52553
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20251
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Αντιστροφέας πηγής τάσης	el
dc.subject	Aλγόριθμος ελέγχου ρεύματος	en
dc.subject	Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας	el
dc.subject	Κώδικες δικτύου	el
dc.subject	Ελεγχος στατισμού	el
dc.subject	Αστυπάλαια	el
dc.subject	Ευστάθεια συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας	el
dc.subject	Voltage source converter	en
dc.subject	Droop control	en
dc.subject	Virtual synchronous generator VSG	en
dc.subject	Control hardaware In the Loop	en
dc.subject	Grid codes	en
dc.subject	C real time digital simulator	en
dc.subject	Voltage drop	en
dc.subject	Frequency response	en
dc.subject	Renewable energy eources (RES)	en
dc.subject	Current control	en
dc.title	Σύγκριση μεθόδων παροχής επικουρικών υπηρεσιών από μονάδες αποθήκευσης σε ΜΔΝ με μεγάλη διείσδηση ΑΠΕ και συνεργασία με προστασίες αντι-νησιδοποίησης σε περιβάλλον Control Hardware In The Loop.	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Συστήματα Ενέργειας	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-10-22
heal.abstract	In this diploma thesis the theory for control algorithms of a voltage sourced inverter is ex-amined as well as the design and implementation of a Control Hardware in the Loop (CHIL) simulation. A specialized RTDS simulator of the Power Systems Laboratory was used in this simulation, a Triphase controller where a current and a voltage control algorithm, as well as a virtual synchronous generator algorithm of a voltage sourced inverter were implemented and also an anti-islanding protection relay, in order to monitor it’s response through various grid disturbances. The grid is autonomous, with high penetration of renewables, based on the island of Astipalaia. At the beginning, the issues that occur from the extensive installation of RES are pre-sented, especially those connected using power electronics. Then, the prerequisites set by the modern International Grid Codes for the contribution of RES in Power Systems’ stability, are mentioned. Also, the Hardware in the Loop (HIL) technique and the two categories that is divided, the Power Hardware in the Loop(PHIL) and Control Hardware in the Loop(CHIL), are analyzed . In addition, we examine how through these methods, almost real operation conditions for the hardware under test can be met. Moreover, an analytical presentation of the theory necessary for the understanding and design of the various control algorithms and the ancillary services that are used, is made. In addition to the theory, the functions of the anti-islanding protection relay were developed, as well as the various protection relay limits that diﬀerent countries implement. For the study of the control algorithms, a simulation was made in Matlab - Simulink, in oder to validate the circuit construction of the control algorithm and the control techniques. At the end, a CHIL simulation was performed using a real time digital simulator (RTDS), a programmable controller and an anti-islanding protection relay. The design of the islanded grid was made in the simulator while the control algorithms, were implemented in the pro-grammable controller (Triphase). This type of simulation was made in order to validate their impacts in the grid, in an environment close to the real one, which imitates the noise of the signals, time delays, and in order to monitor their responses in substantial faults, compared with the size of the grid, as well as the response of a real protection relay in all these disturbances. In the context of this diploma thesis, a thorough examination regarding the ability of grid transients to falsely engage the anti-islanding relays was performed, as well as how the various ancillary services techniques inﬂuence the function of the anti-islanding relays in that regard.	en
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναπτύχθηκε η απαραίτητη θεωρία για τον σχεδιασμό αλ-γορίθμων ελέγχου ενός αντιστροφέα πηγής τάσης καθώς και ο σχεδιασμός και η υλοποίηση μίας προσομοίωσης Control Hardware in the Loop (CHIL). Στην CHIL προσομοίωση χρησι-μοποιήθηκε ο προσομοιωτής RTDS του εργαστηρίου Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας ,ένας προγραμματιζόμενος ελεγκτής Triphase, στον οποίο έγινε η υλοποίηση των αλγορίθμων ελέγ-χου ρεύματος, ελέγχου τάσης και μοντέλου εικονικής γεννήτριας για αντιστροφέα πηγής τάσης, καθώς και ένας διακόπτης-ρελε προστασίας αντι-νησιδοποίησης ο οποίος χρησιμοποιήθηκε για την παρακολούθηση της συμπεριφοράς του στις διάφορες διαταραχές του δικτύου. Το δίκτυο είναι αυτόνομο με υψηλή διείσδυση ΑΠΕ, βασιζόμενο στο δίκτυο της Αστυπάλαιας. Αρχικά, παρουσιάστηκαν τα προβλήματα που προκύπτουν από την εκτεταμένη εγκατάσταση μονάδων ΑΠΕ, των οποίων η σύνδεση πραγματοποιείται μέσω ηλεκτρονικών ισχύος. ΄Υστε-ρα, έγινε αναφορά στις απαιτήσεις που θέτουν οι σύγχρονοι Κώδικες Δικτύου των διεθνών προτύπων για την παροχή βοηθητικών υπηρεσιών των ΑΠΕ στα ΣΗΕ. Επίσης, αναλύθηκε η τεχνική Hardware in the Loop (HIL) και οι δύο κατηγορίες στις οποίες διαχωρίζεται, Power Hardware in the Loop (PHIL) και Control Hardware in the Loop (CHIL), και πως μέσω αυ-τών των μεθόδων μπορούν να εξεταστούν οι πραγματικές συνθήκες λειτουργίας των υπό μελέτη συσκευών. Στη συνέχεια, έγινε αναλυτική παρουσίαση της θεωρίας που είναι απαραίτητη για την κα-τανόηση και τον σχεδιασμό των αλγορίθμων ελέγχου, καθώς επίσης και των τεχνικών ρύθμι-σης που χρησιμοποιήθηκαν. Επίσης αναπτύχθηκε ο τρόπος λειτουργίας ενός διακόπτη αντι-νησιδοποίησης καθώς και τα διάφορα όρια χαρακτηριστικών δικτύου που έχουν θεσμοθετηθεί από τα διάφορα κράτη. Για την μελέτη των διαφόρων μεθόδων ελέγχου, πρώτα υλοποιήθηκαν προσομοιώσεις στο Matlab - Simulink για να επιβεβαιωθούν οι σχεδιασμοί του ελέγχου και των βοηθητικών λει-τουργιών. Τέλος, έγινε η υλοποίηση CHIL προσομοίωσης με χρήση ενός εξομοιωτή πραγματικού χρόνου (RTDS), ενός προγραμματιζόμενου ελεγκτή και ενός διακόπτη αντι-νησιδοποίησης. Στον εξομοιωτή έγινε η κατασκευή του αυτόνομου δικτύου του νησιού, ενώ στον ελεγκτή υ-λοποιήθηκαν οι διάφοροι αλγόριθμοι ελέγχου, με σκοπό την επαλήθευση της λειτουργίας τους σε πραγματικό εξοπλισμό και υπό κανονικές συνθήκες, όπως θόρυβο στα σήματα, χρονικές καθυστερήσεις, αλλά και για την παρατήρηση της απόκρισής τους σε μεγάλο σφάλμα συγκρι-τικά με το δίκτυο, καθώς και την συμπεριφορά ενός πραγματικού διακόπτη σε όλες αυτές τις διαταραχές. Στα πλαίσια της διπλωματικής εξετάστηκε κατά πόσο μεταβατικά που συμβαίνουν στο δίκτυο μπορούν να οδηγήσουν σε εσφαλμένη λειτουργία των Η/Ν αντι-νησιδοποίησης καθώς και το πως επηρεάζεται το παραπάνω φαινόμενο από τις διάφορες τεχνικές παροχής επικουρικών υπηρεσιών.	el
heal.advisorName	Χατζηαργυρίου, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Σταύρος	el
heal.committeeMemberName	Γεωργιλάκης, Παύλος	el
heal.committeeMemberName	Χατζηαργυρίου, Νικόλαος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	108 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false