Μεγιστοποίηση εγγυημένης ισχύος υβριδικού σταθμού παραγωγής από αιολικό πάρκο και αντλησιοταμίευση, λαμβάνοντας υπόψη την πρόγνωση ανέμου

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής είναι η ανάλυση της λειτουργίας υβριδικού σταθμού παραγωγής από αιολικό πάρκο και αντλησιοταμίευση, στα πλαίσια του μη-διασυνδεδεμένου συστήματος της Λέσβου. Η λειτουργία του μπορεί να βασιστεί σε δύο διαφορετικά και εξαρχής ορισμένα σενάρια, εκ των οποίων το πρώτο διοχετεύει την ενέργεια του αιολικού πάρκου κατά προτεραιότητα απευθείας στο δίκτυο, ενώ το δεύτερο δίνει προτεραιότητα στο αντλιοστάσιο του σταθμού. Στόχος της διπλωματικής, είναι η μεγιστοποίηση της εγγυημένης ισχύος του ΥΒΣ μέσω της εισαγωγής της πρόγνωσης ανέμου στους παράγοντες που καθορίζουν τη συμπεριφορά του. Διερευνάται κατά πόσο η πρόβλεψη μπορεί να βοηθήσει στην αντιμετώπιση των διαστημάτων στα οποία παρατηρείται αδυναμία κάλυψης του φορτίου, εξαιτίας του συνδυασμού υψηλής ζήτησης και χα;μηλής αιολικής παραγωγής. Η ετήσια λειτουργία του σταθμού ακολουθεί ημερήσιο προγραμματισμό και προσομοιώνεται μέσω υπολογιστικού αλγόριθμου. Μέσω του αλγόριθμου, εξάγονται αποτελέσματα για την εσωτερική λειτουργία του και για τις επιπτώσεις του στο αυτόνομο ηλεκτρικό δίκτυο.Κατά τη διάρκεια της προσομοίωσης επισημαίνονται και μελετώνται παράμετροι ιδιαίτερης σημασίας για την επίτευξη του στόχου, όπως είναι το διάστημα της πρόγνωσης και το μέγεθος του ταμιευτήρα. Τα αποτελέσματα της εργασίας δείχνουν ότι η εισαγωγή της πρόγνωσης ανέμου, υπό συγκεκριμένες προϋποθέσεις, συντελεί στην αύξηση της εγκατεστημένης ισχύος και της αποδιδόμενης υβριδικής ενέργειας, επιτρέπει ακόμα μεγαλύτερη αιολική διείσδυση στο δίκτυο, χωρίς να επηρεάζει αρνητικά τις υπόλοιπες ηλεκτροπαραγωγικές μονάδες του αυτόνομου συστήματος. Τέλος, μέσω υπολογισμού δεικτών οικονομικής βιωσιμότητας γίνεται φανερό ότι η συγκεκριμένη εγκατάσταση αποτελεί επένδυση υψηλής απόδοσης.

The current thesis deals with the operation analysis of a hybrid production station, using wind power production and pumped storage, in the non-interconnected electric system of the Greek island of Lesvos. Its operation is determined by two different scenarios, defined at the beginning of the simulation. According to the first scenario, the production of the wind park is basically driven directly to the electric grid, whereas in the second scenario priority is given to the pumping facility of the station. The objective of the thesis is the increase and maximization of guaranteed power provided by the station, through the use of wind prognosis. It is under research whether the facility, with the contribution of wind prediction, can surpass the inability to provide guaranteed energy during periods when high electric demand and low wind power production are combined. The annual operation is scheduled on a daily basis and it is simulated with the use of a calculating algorithm which provides results concerning the station’s internal function and its effects in the autonomous electric system. As the simulation progresses, certain parameters, such as the prognosis period and the tank’s size are studied, regarding their significance to the objective. The results of the thesis show that the use of wind prognosis, under certain terms, contributes to the increase of the installed power and the hybrid energy provided to the grid. Furthermore, greater wind power penetration is achieved, while the rest of the system’s production units remain unaffected. Finally, the calculation of economic sustainability indicators shows that the energy system under analysis manages to offer high investment return.