Ανάλυση στατικής ασφάλειας ηλεκτρικού δικτύου

Abstract

Ο στόχος αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η ανάλυση στατικής ασφάλειας συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας με τη χρήση μεθόδων Ροής Φορτίου. Η στατική ασφάλεια ενός δικτύου παίζει σημαντικό ρόλο στο σχεδιασμό και την επέκταση του συστήματος μεταφοράς αυτού. Πραγματοποιείται λοιπόν η θεωρητική προσέγγιση, και στη συνέχεια το πρόβλημα επιλύεται με τη βοήθεια προσομοιώσεων. Η εργασία αυτή έγινε στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος “Intergration of TIMES based energy system modeling with electricity grid modelling”, που χρηματοδοτήθηκε από το Joint Research Center (JRC) της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Για όλες τις απαραίτητες προσομοιώσεις χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα ανάλυσης συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας Neplan BCP.

Στην παρούσα εργασία, δημιουργήθηκε υπολογιστική εφαρμογή που πραγματοποιεί αυτοματοποιημένη ενίσχυση ενός δικτύου, προκειμένου να καταστεί στατικά ασφαλές. Η εφαρμογή κατασκευάστηκε με τη βοήθεια της NPL (Neplan Programming Library) του προγράμματος Neplan BCP, και εφαρμόσθηκε στο σύστημα 13 ζυγών, και στο ελληνικό διασυνδεδεμένο σύστημα των 893 ζυγών. Αρχικά, για κάθε ένα από τα δίκτυα επιλύεται η AC και η DC Ροή Φορτίου, και συγκρίνονται τα αποτελέσματα. Έπειτα, διενεργείται ανάλυση στατικής ασφάλειας, και με χρήση του κριτήριου της μέγιστης συνολικής υπερφόρτισης, ο αλγόριθμος υπολογίζει τις απαραίτητες ενισχύσεις που απαιτούνται στο δίκτυο που εξετάζεται, για κάθε μία από τις μεθόδους AC και DC Ροής Φορτίου. Τέλος, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των μεθόδων, συγκρίνονται μεταξύ τους και προτείνονται τρόποι επέκτασης της εργασίας.

The target of this thesis is the static security assesement of an electrical energy system, using Load Flow methods. Static security of an electrical network is of vital importance at the desing and planning of its transmission network. This thesis was carried out in the frame of the research program entitled “Intergration of TIMES based energy system modeling with electricity grid modelling”, funded by Joint Research Center (JRC) of the European Union. All necessary simulations are performed via Neplan BCP, a software specialised in the analysis of electrical networks.

In the present diploma thesis, a computer software was created, with the purpose of automated reinforcement of an electrical network, in order to ensure static security. The application was developed using the Neplan Programming Library of the Neplan software, and it was applied at a 13 bus network, and at the 893 bus hellenic interconnected system. Initially, for each network, the problem of AC and DC Load Flow is solved, and the derived results are compared. Afterwards, the algorithm computes the necessary reinforcements to be done to the examined network, in order to ensure the desired static security, using both methods of AC and DC Load Flow. Results of each method are presented and comparisons on the results are discussed. Finally, aspects on expanding the diploma thesis are proposed.