Μοντελοποίηση μικροδικτύου για την μελέτη ευστάθειας γρήγορων αλληλεπιδράσεων οδηγούμενης από μετατροπείς

Κάπρος, Παναγιώτης; Kapros, Panagiotis

dc.contributor.author	Κάπρος, Παναγιώτης	el
dc.contributor.author	Kapros, Panagiotis	en
dc.date.accessioned	2025-03-11T09:57:33Z
dc.date.available	2025-03-11T09:57:33Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61330
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29026
dc.rights	Default License
dc.subject	Ευστάθεια Γρήγορων Αλληλεπιδράσεων Οδηγούµενη Από Μετατροπείς	el
dc.subject	Μικροδίκτυα	el
dc.subject	Grid Following Αντιστροφέας	el
dc.subject	Grid Forming Αντιστροφέας	el
dc.subject	Σύνθετη Αγωγιµότητα	el
dc.subject	Σύνθετη αντίσταση	el
dc.subject	ΣΑΕ Πολλαπλών Εισόδων	el
dc.subject	PR - Ελεγκτής	el
dc.subject	P - Ελεγκτής	el
dc.subject	Μοντελοποίηση	el
dc.title	Μοντελοποίηση μικροδικτύου για την μελέτη ευστάθειας γρήγορων αλληλεπιδράσεων οδηγούμενης από μετατροπείς	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Συστήματα Ηλεκτρικής Ενέργειας	el
heal.classification	Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου	el
heal.classification	Μοντελοποίηση Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-10-17
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας διπλωµατικής εργασίας είναι η µελέτη της ευστάθειας γρήγορων αλληλεπιδράσεων οδηγούµενη από µετατροπείς σε µικροδίκτυο αποµονωµένης λειτουργίας. Για τον σκοπό αυτό, αναπτύχθηκε µοντέλο σε περιβάλλον Matlab τα αποτελέσµατα του οποίου επιβεβαιώθηκαν µε µια σειρά προσοµοιώσεων σε περιβάλλον Matlab - Simulink. Συγκεκριµένα, παρατηρείται η αλλαγή των ορίων του εύρους τιµών των παραµέτρων ελέγχου των αντιστροφέων αλλά και τα όρια των παραµέτρων των γραµµών µεταφοράς για τα οποία το µικροδίκτυο είναι ευσταθές. Τα αποτελέσµατα οδηγούν σε χρήσιµα συµπεράσµατα για την αλληλεπίδραση των αντιστροφέων του µικροδικτύου αλλά και για την επίδραση των γραµµών µεταφοράς στην ευστάθειά του. Αρχικά, περιγράφονται οι προκλήσεις που έχουν προκύψει και οι στόχοι που έχουν τεθεί σε Ευρωπαϊκό επίπεδο για την αντιµετώπιση της κλιµατικής κρίσης αναδεικνύοντας την σηµασία ένταξης Ανανεώσιµων Πηγών Ενέργειας στα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας. Ιδιαίτερη αναφορά γίνεται στα µικροδίκτυα τους τρόπους λειτουργίας τους και την αυξανόµενη χρήση τους παγκοσµίως. Στην συνέχεια, παρουσιάζονται οι κατηγορίες ευστάθειας σε Συστήµατα Ηλεκτρικής Ενέργειας : ευστάθεια τάσης, ευστάθεια γωνίας, ευστάθεια συχνότητας, ευστάθεια συντονισµού (resonance stability) και ευστάθεια οδηγούµενη από µετατροπείς (converter driven stability), η µελέτη της οποίας αποτελεί το αντικείµενο της παρούσας διπλωµατικής. Ακόµη, παρουσιάζονται οι βασικές αρχές λειτουργίας ενός αντιστροφέα και αναπτύσσονται τα µοντέλα στο πεδίο της συχνότητας για δυο τύπους λειτουργίας αντιστροϕέων : Grid-Following (GFL) οι οποίοι επιτελούν έλεγχο ρευµάτος και Grid-Forming (GFM) οι οποίοι επιτελούν έλεγχο τάσης και ρεύµατος. Συγκεκριµένα, ο Grid Following (GFL) αντιστροφέας περιλαµβάνει : µετατροπέα πηγής τάσης (VSC), PR ελεγκτή για τον έλεγχο ρεύµατος και ϕίλτρο L για την καταστολή των αρµονικών και ο Grid Forming (GFM) αντιστροφέας που περιλαµβάνει : µετατροπέα πηγής τάσης (VSC), PR ελεγκτή για τον έλεγχο τάσης, P ελεγκτή για τον έλεγχο ρεύµατος και LC ϕίλτρο για την καταστολή αρµονικών. Σε κάθε περίπτωση, παρουσιάζονται τα κυκλώµατα των διατάξεων, τα διαγράµµατα βαθµίδων και µε την χρήση των θεωρηµάτων συστηµάτων Αυτοµάτου Ελέγχου για πολλαπλές εισόδους και των νόµων Kirchhoff, υπολογίζεται το ισοδύναµο κύκλωµα Norton (για GFL αντιστροφέα) και Thevenin (για GFM αντιστροφέα) αντίστοιχα. ΄Εχοντας ολοκληρώσει τους ανωτέρω υπολογισµούς, αναπαρίσταται µικροδίκτυο τεσσάρων κόµβων στο οποίο συνδέονται ένας GFM, τρεις GFL αντιστροφείς και ϕορτία σταθερής αγωγιµότητας. Με την χρήση του θεωρήµατος της επαλληλίας, υπολογίζονται αναλυτικά οι σχέσεις που διέπουν τα ρεύµατα εξόδου των αντιστροφέων. Χρησιµοποιώντας τις παραπάνω σχέσεις, παράχθηκε το µοντέλο που αναπτύχθηκε σε Matlab και παρουσιάζεται το κριτήριο αθροιστικού τύπου που επιλέχθηκε να εφαρµοστεί για την µελέτη της ευστάθειας γρήγορων αλληλεπιδράσεων οδηγούµενης από µετατροπείς στην συγκεκριµένη εφαρµογή. Με την εφαρµογή του µοντέλου, παρουσιάζονται τα σηµεία ευστάθειας/αστάθειας του µικροδικτύου συναρτήσει των γραµµών µεταφοράς και των παραµέτρων ελέγχου των GFL αντιστροφέων. Συγκεκριµένα, διενεργούνται συγκριτικές µελέτες στις οποίες µεταβάλλεται το αναλογικό κέρδος του GFM αντιστροφέα και διατηρούνται σε συγκεκριµένες τιµές το αναλογικό και ολοκληρωτικό κέρδος ενός ή δύο GFL αντιστροφέων του µικροδικτύου. Επιπλέον, εξετάζονται τα όρια των τιµών της αυτεπαγωγής των γραµµών µεταφοράς για τα οποία το µικροδίκτυο είναι ευσταθές. Τέλος, προκειµένου να επαληθευτούν τα παραπάνω θεωρητικά αποτελέσµατα, πραγµατοποιήθηκε σειρά προσοµοιώσεων στο περιβάλλον Matlab - Simulink. Τα αποτελέσµατα αναλύονται και σχολιάζονται.	el
heal.advisorName	Χατζηαργυρίου, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Χατζηαργυρίου, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Κορρές, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Δημέας, Άρης-Ευάγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	110 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false