Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Βελτιστοποίηση ροής άεργου ισχύος από φωτοβολταϊκούς μετατροπείς DC/AC στο ηλεκτρικό δίκτυο

Kosmopoulos Stefanos

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Μία συνέπεια της ραγδαίας μείωσης του κόστους των φωτοβολταϊκών συστημάτων, είναι ότι η εγκατεστημένη ισχύς τους συνεχώς αυξάνεται τα τελευταία χρόνια. Αυτό οδηγεί σε μία μεταβολή στον τρόπο λειτουργίας των δικτύων χαμηλής τάσης, δεδομένου ότι η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος γίνεται αμφίδρομη. Τα υψηλά επίπεδα διείσδυσης των φωτοβολταϊκών παραγωγών ηλεκτρικής ενέργειας, μπορούν να προκαλέσουν πολλά σημαντικά λειτουργικά προβλήματα στο ηλεκτρικό δίκτυο, όπως την υποβάθμιση της ποιότητας ισχύος εξαιτίας των πτώσεων τάσης ή των παροδικών υπερτάσεων. Η ύπαρξη φωτοβολταΐκών μετατροπέων DC/AC με δυνατότητα ρύθμισης της άεργου ισχύος συμβάλει στη ρύθμιση της τάσης κάτω από δύσκολες μεταβατικές συνθήκες, συνεισφέρει σημαντικά στην μείωση των απωλειών ενέργειας του δικτύου, στην βελτίωση της ευστάθειας και αξιοπιστίας του, αλλά και σε οικονομικό όφελος τόσο για τον πάροχο ηλεκτρικής ενέργειας, όσο και για τον καταναλωτή.Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη ορισμένων μεθόδων ελέγχου των μετατροπέων DC/AC των φωτοβολταϊκών (Φ/Β) μονάδων Διεσπαρμένης Παραγωγής (ΔΠ) που συνδέονται στο ηλεκτρικό δίκτυο, προκειμένου να διευκολυνθεί η ομαλή ενσωμάτωσή τους στο δίκτυο χαμηλής τάσης και η όσο το δυνατόν αποδοτικότερη συμβολή αυτών στη ρύθμιση της τάσης του δικτύου. Η λεπτομερής προσομοίωση της λειτουργίας τους έγινε με την βοήθεια του Matlab/Simulink. Στο πλαίσιο των προσομοιώσεων που πραγματοποιήθηκαν, κατασκευάστηκε ένα γενικευμένο μοντέλο ενός δικτύου χαμηλής τάσης με παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από δέκα φωτοβολταϊκά συστήματα ισχύος. Κύριο σκοπό αποτέλεσε η μελέτη της δυνατότητας ρύθμισης της τάσης του δικτύου μέσω του ελέγχου της άεργου ισχύος που διανέμεται στο δίκτυο από τους φωτοβολταϊκούς μετατροπείς DC/AC, αναπτύσσοντας ένα δυναμικό μοντέλο μιας μεγάλης διανεμημένης φωτοβολταϊκής εγκατάστασης συνολικής ισχύος 100 kWp. Ο έλεγχος της άεργου ισχύος από τους φωτοβολταϊκούς μετατροπείς έγινε με την τεχνική του ελέγχου της τάσης μέσω της άεργου ισχύος [Q(U) Control]. Η απόδοση του προτεινόμενου συστήματος ελέγχου αξιολογήθηκε μέσω αριθμητικών προσομοιώσεων χρησιμοποιώντας ρυθμιζόμενες παραμέτρους ανά κύκλωμα. Η αρχή λειτουργίας του Q(U) Control βασίζεται στον υπολογισμό και την μεταβολή της άεργου ισχύος που διανέμεται στο δίκτυο από τους φωτοβολταϊκούς μετατροπείς, ανάλογα με την μετρούμενη τοπική τάση στα άκρα τους. Η εκτίμηση των πολλαπλών σημείων λειτουργίας της άεργου ισχύος γίνεται βάσει μίας χαρακτηριστικής Q-U, η οποία μπορεί να προγραμματιστεί εκ των προτέρων στους μετατροπείς ισχύος. Η συγκεκριμένη τεχνική ελέγχου μπορεί να λειτουργήσει αυτόνομα και επιτρέπει την αύξηση των επιπέδων διείσδυσης των φωτοβολταϊκών συστημάτων στο δίκτυο διανομής, διατηρώντας παράλληλα στο ελάχιστο τις καταστάσεις εμφάνισης ανυψώσεων τάσης στο δίκτυο. Ως παράπλευρο όφελος, ο έλεγχος της έγχυσης ή απορρόφησης άεργου ισχύος από κάθε φωτοβολταϊκό μετατροπέα DC/AC παρέχει ένα εργαλείο στις υπηρεσίες διανομής ηλεκτρικής ενέργειας για την ελαχιστοποίηση των θερμικών απωλειών στα κυκλώματα των γραμμών μεταφοράς. Παράλληλα, στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας παρουσιάζεται η εφαρμογή και η ανάπτυξη ενός συστήματος ελέγχου στο Matlab/Simulink για την βελτιστοποίηση της ροής άεργου ισχύος σε ρεαλιστικές συνθήκες, σε διάφορα σενάρια παραγωγής ενέργειας. Η ιδέα βασίζεται στον σχεδιασμό μιας σειράς ενεργειών, οι οποίες επιλέγουν κατάλληλα την βέλτιστη ευαισθησία ελέγχου άεργου ισχύος ανάλογα με τις διακυμάνσεις της τάσης στο σημείο σύνδεσης των συστημάτων ισχύος των φωτοβολταϊκών μονάδων με το ηλεκτρικό δίκτυο. Από την ανάλυση των μετρήσεων προέκυψε πως τα αποτελέσματα της αυτής της μεθόδου ρύθμισης τάσης, στα πλαίσια της διάταξης που προσομοιώθηκε, ανταποκρίνονται στην θεωρητική μελέτη που προηγήθηκε.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες