Επαναφορά ηλεκτροδότησης σε μη διασυνδεδεμένα νησιά με υψηλή διείσδυση ΑΠΕ

Συρογιάννης, Κωνσταντίνος Νεκτάριος; Syrogiannis, Konstantinos Nektarios

dc.contributor.author	Συρογιάννης, Κωνσταντίνος Νεκτάριος	el
dc.contributor.author	Syrogiannis, Konstantinos Nektarios	en
dc.date.accessioned	2022-11-03T10:15:14Z
dc.date.available	2022-11-03T10:15:14Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56073
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23771
dc.rights	Default License
dc.subject	Αντιστροφέας Πηγής Τάσης	el
dc.subject	Aλγόριθμος Βελτιστοποίησης	el
dc.subject	ΜΔΝ	el
dc.subject	Optimization Algorithm Black-start	en
dc.subject	Black-start	en
dc.subject	VSC Controls	en
dc.subject	Voltage Source Converter	en
dc.title	Επαναφορά ηλεκτροδότησης σε μη διασυνδεδεμένα νησιά με υψηλή διείσδυση ΑΠΕ	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Συστήματα Ηλεκτρικής Ενέργειας	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-07-12
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η διαδικασία επαναφοράς ηλεκτροδότησης (Blackstart) σε ένα μη διασυνδεδεμένο νησί (ΜΔΝ) με υψηλή διείσδυση Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ). Κύρια πρόκληση του Black-start σε ένα ΜΔΝ είναι ο περιορισμός του ρεύματος μαγνήτισης (inrush current) κατά τα την ενεργοποίηση του δικτύου. Η διαχείριση αυτής της πρόκλησης υλοποιήθηκε μέσω των ελέγχων του αντιστροφέα πηγής τάσης (Voltage Source Converter – VSC), ο οποίος συνδέει ένα σύστημα μπαταριών (Battery Energy Storage System – BESS) στο δίκτυο. To ΒESS στο μη διασυνδεδεμένο δίκτυο λειτουργεί, μέσω των ελέγχων του, σαν grid-forming μονάδα, δηλαδή έχει τη δυνατότητα διαμόρφωσης τάσης και συχνότητας. Στο πλαίσιο αυτό, αναπτύχθηκε η απαραίτητη θεωρία για το σχεδιασμό και τη μοντελοποίηση του αλγόριθμου έλεγχου τάσης (Voltage Control) και έλεγχου ρεύματος (Current Control) του VSC ώστε να μειώνει το ρεύμα μαγνήτισης. Έπειτα, για την αντιμετώπιση του φαινομένου Cold Load Pickup (CLPU), αναπτύχθηκε αλγόριθμος για τη βελτιστοποίηση του προγραμματισμού παραγωγής κατά τη διαδικασία Black-start σε ένα ΜΔΝ με το προγραμματιστικό εργαλείο Pyomo, βιβλιοθήκη της Python, σαν ένα MILP (Mixed Integer Linear Programming) μοντέλο και προσομοιώθηκαν τέσσερα σενάρια προκειμένου να παρουσιαστεί ο τρόπος λειτουργίας της μεθόδου του Black-start. Αρχικά, παρουσιάστηκαν γενικά στοιχεία για τις ΑΠΕ και για την διείσδυση τους στο παγκόσμιο μίγμα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Ακολούθησε αναφορά στα Μικροδίκτυα (Microgrids) και στα ΜΔΝ (ειδικότερα στο ΜΔΝ της Αστυπάλαιας) με υψηλή διείσδυση Διεσπαρμένων Πηγών Ενέργειας ( Distributed Energy Resources – DERs) και ΑΠΕ. Έπειτα, παρουσιάστηκε η διαδικασία και οι προκλήσεις του Black-start σε ΜΔΝ καθώς και η θεωρία για το ρεύμα μαγνήτισης. Ακολούθησε αναλυτική παρουσίαση της θεωρίας για σχεδιασμό και μοντελοποίηση του αλγόριθμου έλεγχου τάσης και του αλγόριθμου έλεγχου ρεύματος καθώς και για τον έλεγχο του VSC κατά τη διαδικασία του Black-start. Στη συνέχεια, μοντελοποιήθηκε ένα μη διασυνδεδεμένο δίκτυο στο Simulink, όπου περιέχει BESS που ελέγχεται από συνδυαστικό έλεγχο τάσης – ρεύματος, μια ντηζελογεννήτρια και μετασχηματιστή. Μέσω των ελέγχων του αντιστροφέα προσομοιώθηκαν, όπως προαναφέρθηκε, τα τρία σενάρια επανεκκίνησης του δικτύου. Στο πρώτο σενάριο, η τάση εξόδου του BESS γίνεται απευθείας ίση με την ονομαστική τιμή της, στο δεύτερο σενάριο, η διαδικασία επιτυγχάνεται με μια ντηζελογεννήτρια, ενώ στο τρίτο σενάριο η τάση εξόδου του BESS αυξάνεται βαθμιαία μέχρι την ονομαστική του τιμή, πετυχαίνοντας την μείωση του ρεύματος μαγνήτισης. Τέλος, αναπτύχθηκε ο αλγόριθμος για τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας του Black-start σε ΜΔΝ όπου περιέχει ΒΕSS, ντηζελογεννήτριες, ΑΠΕ και τα φορτία, τα οποία μοντελοποιήθηκαν σύμφωνα με το φαινόμενο Cold Load Pickup (CLPU). Έπειτα, προσομοιώθηκαν, μέσω του Pyomo, τέσσερα σενάρια Black-start, βασισμένα στο ποσοστό φόρτισης (State of Charge - Soc) του BESS στην παραγωγή των ΑΠΕ και στο αν ενεργεί το BESS στο δίκτυο.	el
heal.advisorName	Γεώργιος, Κορρές	el
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Σταύρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	122 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false