Μοντελοποίηση Ανεμογεννήτριας Μεταβλητής Ταχύτητας με Γεννήτρια Επαγωγής Διπλής Τροφοδότησης

Παπαοικονόμου, Δημήτριος Ν.; Papaoikonomou, Dimitrios N.

dc.contributor.author	Παπαοικονόμου, Δημήτριος Ν.
dc.contributor.author	Papaoikonomou, Dimitrios N.
dc.date.accessioned	2025-06-17T07:23:20Z
dc.date.available	2025-06-17T07:23:20Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/62087
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29783
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	γεννήτρια επαγωγής διπλής τροφοδότησης	el
dc.subject	ελεγκτής γωνίας βήματος πτερυγίων	el
dc.subject	μετατροπέας	el
dc.subject	παραμονή σε λειτουργία κατά τη διάρκεια βύθισης τάσης	el
dc.subject	ενεργό κύκλωμα βραχυκύκλωσης δρομέα	el
dc.subject	δυνατότητα υποστήριξης των επιπέδων τάσης του δικτύου	el
dc.subject	Variable speed wind turbine	en
dc.subject	doubly fed induction generator	en
dc.subject	pitch control	en
dc.subject	pitch controller with Gain Scheduling	en
dc.subject	grid support capability	en
dc.title	Μοντελοποίηση Ανεμογεννήτριας Μεταβλητής Ταχύτητας με Γεννήτρια Επαγωγής Διπλής Τροφοδότησης	el
dc.contributor.department	Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ανεμογεννήτρια μεταβλητών στροφών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2010-09-01
heal.abstract	Η εργασία αυτή επικεντρώνεται στη μοντελοποίηση της ανεμογεννήτριας μεταβλητής ταχύτητας με γεννήτρια επαγωγής διπλής τροφοδότησης. Επιπρόσθετα, επιχειρήθηκε η ανάπτυξη μιας σύγχρονης στρατηγικής ελέγχου της ανεμογεννήτριας με σκοπό τη βελτιστοποίηση της επίδραση της στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας. Η μοντελοποίηση του συστήματος και η προσομοίωση της συμπεριφοράς του έγινε με τη βοήθεια του λογισμικού πακέτου προσομοίωσης συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας EUROSTAG. Πιο αναλυτικά, η δομή της εργασίας οργανώνεται σε εννέα κεφάλαια: Στο κεφάλαιο 1 «Εισαγωγή» παρουσιάζονται τα κίνητρα και ο σκοπός της εργασίας. Στο Κεφάλαιο 2 με τίτλο «Μηχανικό σύστημα και έλεγχος ανεμογεννήτριας μεταβλητής ταχύτητας» εξηγείται η διαδικασία μοντελοποίησης όλων των μηχανικών μερών του συστήματος της ανεμογεννήτριας. Επιπρόσθετα, ένας έλεγχος που ενεργεί στον μηχανισμό αλλαγής γωνιάς βήματος της έλικας περιγράφεται. Το Κεφάλαιο 3 «Ανεμογεννήτρια με Γεννήτρια Επαγωγής Διπλής Τροφοδότησης – Ηλεκτρικό σύστημα και έλεγχος» εστιάζει στη γεννήτρια επαγωγής διπλής τροφοδότησης. Παρουσιάζεται η θεωρία της μόνιμης και της δυναμικής κατάστασης της γεννήτριας. Επίσης, περιγράφεται το μοντέλο των μετατροπέων και η στρατηγική ελέγχου τους. Στο Κεφάλαιο 4 «Αρχικοποίηση του συστήματος» περιγράφεται η διαδικασία αρχικοποίησης που υιοθετήθηκε στη παρούσα εργασία. Το Κεφάλαιο 5 «Λογισμικό Προσομοίωσης EUROSTAG – Δημιουργία Μοντέλων στον Model Editor» αποτελεί μια σύντομη περιγραφή του λογισμικού πακέτου EUROSTAG καθώς επίσης και του εργαλείου δημιουργίας των μοντέλων της παρούσας εργασίας. Στο Κεφάλαιο 6 «Προσομοίωση της συμπεριφοράς του συστήματος σε μεταβολές του ανέμου» περιλαμβάνονται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων σε έναν αριθμό σεναρίων μεταβολής της ταχύτητας του ανέμου. Στο Κεφάλαιο 7 «Ανεμογεννήτρια με γεννήτρια επαγωγής διπλής τροφοδότησης - Παραμονή σε λειτουργία σε συνθήκες βύθισης τάσεως και δυνατότητα στήριξης του δικτύου» το σύστημα ελέγχου της γεννήτριας επαγωγής διπλής τροφοδότησης διευρύνεται για τη βελτιστοποίηση της συμπεριφοράς του συστήματος κατά τη διάρκεια διαταραχών. Αρχικά, η δυναμική συμπεριφορά της γεννήτριας επαγωγής διπλής τροφοδότησης κατά τη διάρκεια διαταραχών αναλύεται λεπτομερώς. Στη συνέχεια και βάση της ανάλυσης αυτής, παρουσιάζεται ένα σύστημα προστασίας και ελέγχου το οποίο δίνει τη δυνατότητα στην ανεμογεννήτρια να παραμένει σε λειτουργία σε συνθήκες βύθισης τάσεως και να στηρίζει την ευστάθεια του δικτύου. Το Κεφάλαιο 8 «Μοντελοποίηση του ΣΗΕ Κύπρου – Παρουσίαση των Σεναρίων και των Αποτελεσμάτων Προσομοίωσης» περιλαμβάνει τη μοντελοποίηση του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας της Κύπρου με την βοήθεια του EUROSTAG καθώς επίσης και παρουσιάζει τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων που έλαβαν χώρα σε αυτό. Τέλος, τα συμπεράσματα και μια περίληψη των αποτελεσμάτων της παρούσας διπλωματικής εργασίας περιλαμβάνονται στο Κεφάλαιο 9. Για την καλύτερη και πληρέστερη κατανόηση και αξιολόγηση του μοντέλου που αναπτύχθηκε στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας, κρίθηκε σκόπιμο να συμπεριληφθούν τα παρακάτω παραρτήματα: Το Παράρτημα 1 περιλαμβάνει μια αναλυτική περιγραφή των στοιχειωδών μπλοκ του Model Editor, τα οποία χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία. Το Παράρτημα 2 παρουσιάζει το μοντέλο της ανεμογεννήτριας μεταβλητής ταχύτητας όπως δημιουργήθηκε στον Model Editor. Τα Παραρτήματα 3 και 4 περιλαμβάνουν κάποιες επιπλέον προσομοιώσεις της δυναμικής συμπεριφοράς του συστήματος σε διάφορα σενάρια μεταβολής της ταχύτητας του ανέμου και βύθισης τάσεως αντίστοιχα.	el
heal.abstract	In this thesis, we are focusing on the modeling of a variable speed wind turbine equipped with a Doubly Fed Induction Generator. The main intention is to develop advanced control strategies for variable speed wind turbine, which improve the wind turbine’s impact on the power system. As indicated in the title, one main issue forms the kernel of the research work: the modeling of a Variable Speed Wind Turbine equipped with a Doubly Fed Induction Generator. The modeling as well as the simulation of the system was curried through with the use of the EUROSTAG software package. Analytically, the structure of this thesis is composed of ten chapters: Chapter 1 “Introduction” presents the motivation, as well as the objectives of this Thesis. Moreover, a synopsis is also included. In Chapter 2 titled “Mechanical system and control of variable speed wind turbine” the modeling process of all mechanical parts of the wind turbine system is explained. A control acting on the blade pitching mechanism is also described. A control acting on the blade pitching mechanism is also described. Chapter 3 “Doubly Fed Induction Generator wind turbine – Electrical system and control” focuses on the doubly-fed induction generator wind turbine concept. The theory of the generator’s steady state as well as dynamic performance is presented. The modeling of the power converters as well as their control strategy is explained and described analytically. In Chapter 4 titled “Initialization of the system” the entire initialization process is described thoroughly. Chapter 5 “Software simulation package EUROSTAG - Model Editor of EUROSTAG” is an introduction to the software package which was used to curry through the simulations and to create the models of this Thesis. n Chapter 6 titled “Simulation of the system’s dynamic behavior during wind speed variations” the simulation results of a number of different wind speed variations scenarios are included. In Chapter 7 titled “Doubly Fed Induction Generator wind turbine - fault ride through and grid support capability” the control system of the DFIG wind turbine is extended by a specific control strategy for fault ride through and grid support capability. First, the dynamic behavior of DFIG wind turbines in case of grid faults is analyzed in detail. Based on this, a control and protection system is implemented, which enables wind turbines to ride-through faults and to support power system stability. Chapter 8 “Modeling of Power System of Cyprus – presentation of simulation scenarios and results” includes a description of software package EUROSTAG, the modeling of Cyprus Power System in EUROSTAG as well as the simulation results curried through in it. Finally, the conclusions as well as a synopsis of the current Thesis are presented in chapter 9 titled “General comments and conclusions”. In order to achieve better understanding and evaluation of the model that was developed in the current Thesis, the following appendixes were included: Appendix 1 presents a description of the basic blocks in Model Editor. Appendix 2 presents the model of the current Thesis, as it was created in EUROSTAG. In appendixes 3 and 4 the results in a number of supplementary simulations are presented regarding different scenarios of wind speed variations and voltage drop.	en
heal.sponsor	ΕΜΠ	el
heal.advisorName	Χατζηαργυρίου, Νικόλαος
heal.committeeMemberName	Χατζηαργυρίου, Νικόλαος
heal.committeeMemberName	Βουρνάς, Κωνσταντίνος
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Σταύρος
heal.academicPublisher	Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	294 σ.
heal.fullTextAvailability	false