Simulation framework for energy flows across multi-source power systems

Kolioukou, Aikaterini; Κολιούκου, Αικατερίνη

dc.contributor.author	Kolioukou, Aikaterini	en
dc.contributor.author	Κολιούκου, Αικατερίνη	el
dc.date.accessioned	2025-11-07T08:05:34Z
dc.date.available	2025-11-07T08:05:34Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/62815
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.30511
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	Ανανεώσιμη ενέργεια	el
dc.subject	Υβριδικά συστήματα	el
dc.subject	Ροές ενέργειας	el
dc.subject	Βέλτιστη προσομοίωση	el
dc.subject	Δικτυακός γραμμικός προγραμματισμός	el
dc.subject	Renewable energy	en
dc.subject	Network Linear Programming	en
dc.subject	Optimal Simulation	en
dc.subject	Energy flows	en
dc.subject	Hybrid systems	en
dc.title	Simulation framework for energy flows across multi-source power systems	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Civil Engineering	en
heal.classification	Environmental Engineering	en
heal.language	en
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2025-03-13
heal.abstract	Τα υβριδικά συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας γίνονται ο κανόνας όσον αφορά στα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας στην Ευρώπη και την Ελλάδα. Ωστόσο, ο συνδυασμός ανανεώσιμων πηγών, συμβατικών μονάδων και στοιχείων αποθήκευσης ενέργειας δημιουργεί ιδιαίτερα πολύπλοκα συστήματα και, κατά συνέπεια, καθιστά αναγκαία την ύπαρξη προηγμένων εργαλείων προσομοίωσης - βελτιστοποίησης για την υποστήριξη τόσο του σχεδιασμού όσο και της διαχείρισής τους. Βασιζόμενοι σε υπάρχουσες μεθοδολογίες που χρησιμοποιούνται συχνά σε προβλήματα διαχείρισης υδάτων, συγκεκριμένα στο πλαίσιο του δικτυακού γραμμικού προγραμματισμού (που αναφέρεται και ως πρόβλημα μεταφόρτωσης), επιχειρούμε να επιλύσουμε το πρόβλημα της βέλτιστης ροής ενέργειας, τηρώντας τους κανόνες λειτουργίας για όλα τα συνήθη στοιχεία των υβριδικών συστημάτων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (Φ/Β πλαίσια, ανεμογεννήτριες, μικροί υδροηλεκτρικοί σταθμοί, θερμικές μονάδες, μονάδες αντλησιοταμίευσης). Σε αυτή τη λογική, δημιουργούμε ένα γενικό πλαίσιο για τον υπολογισμό της παραγωγής ενέργειας από κάθε πηγή και της κατανομής/αποθήκευσης της στο δίκτυο. Έμφαση δίνεται στον χειρισμό των θερμικών μονάδων που απαιτεί την εισαγωγή μιας επαναληπτικής διαδικασίας εντός της προσομοίωσης. Τα παραπάνω υλοποιούνται σε ένα ολοκληρωμένο εργαλείο, το οποίο ονομάζεται Enerflow, που παρέχει όλα τα παραπάνω χαρακτηριστικά μέσω ενός φιλικού προς το χρήστη γραφικού περιβάλλοντος. Για να δοκιμάσουμε το εργαλείο που αναπτύχθηκε, το εφαρμόζουμε στην περίπτωση της Σίφνου, ενός ελληνικού νησιού που δεν είναι συνδεδεμένο με το ηπειρωτικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας και το οποίο στοχεύει να επιτύχει ενεργειακή ανεξαρτησία έως το 2030. Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων συγκρίνονται, και εξετάζονται οι επιπτώσεις της αλλαγής βασικών μεγεθών σχεδιασμού.	el
heal.abstract	Hybrid renewable energy systems are becoming the norm as regard to electricity grids in Europe and Greece. However, the combination of renewable sources, conventional units and power storage components creates highly complicated systems, and, consequently, renders the need for advanced simulation – optimization tools to support both their planning and management. Building upon existing methodologies often used in water management problems, namely the network linear programming context (also referred to as transhipment problem), we attempt to solve the optimal energy flow problem, respecting the operational rules for all common components of hybrid renewable systems (solar P/V panels, wind turbines, small hydropower stations, thermal plants, pumped-storage units). In this vein, we establish a generic framework for calculating the energy production from each source and its allocation/storage across the grid. Emphasis is given to thermal unit’s modelling which requires the introduction of an iterative procedure within simulation. The above are implemented within an integrated tool, called Enerflow, providing all the above features via a user – friendly graphic user interface. To test the newly developed tool, we apply it to the case of Sifnos, a Greek island not connected to mainland’s electricity grid which aims to achieve energy independency until 2030. The outcomes of several simulations are compared and the impacts of changing basic design variables are examined.	en
heal.advisorName	Efstratiadis, Andreas	en
heal.committeeMemberName	Makropoulos, Christos	en
heal.committeeMemberName	Mamassis, Nikolaos	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	62 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false