Institutional Repository
Technical University of Crete
Technical University of Crete
EN
|
EL
| URI | http://purl.tuc.gr/dl/dias/1591DEA9-140A-4147-849B-CD0E999EC731 | - |
| Identifier | https://doi.org/10.26233/heallink.tuc.104905 | - |
| Language | el | - |
| Extent | 180 σελίδες | el |
| Title | Βελτιστοποίηση αξιοπιστίας μικροδικτύου με Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας | el |
| Title | Reliability optimization of a microgrid with Renewable Energy Sources | en |
| Creator | Keramianidis Michail | en |
| Creator | Κεραμιανιδης Μιχαηλ | el |
| Contributor [Thesis Supervisor] | Koutroulis Eftychios | en |
| Contributor [Thesis Supervisor] | Κουτρουλης Ευτυχιος | el |
| Contributor [Committee Member] | Gyftakis Konstantinos | en |
| Contributor [Committee Member] | Γυφτακης Κωνσταντινος | el |
| Contributor [Committee Member] | Peppas Georgios | en |
| Contributor [Committee Member] | Πεππας Γεωργιος | el |
| Publisher | Πολυτεχνείο Κρήτης | el |
| Publisher | Technical University of Crete | en |
| Academic Unit | Technical University of Crete::School of Electrical and Computer Engineering | en |
| Academic Unit | Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών | el |
| Description | Πυρήνα της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η βελτιστοποίηση της αξιοπιστίας ενός μη διασυνδεδεμένου μικροδικτύου μέσω του βέλτιστου σχεδιασμού και λειτουργίας ενός υβριδικού ενεργειακού συστήματος. Το σύστημα που εξετάζεται αποτελείται από φωτοβολταϊκές συστοιχίες, ανεμογεννήτριες, παλιρροϊκές γεννήτριες και σύστημα αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες ιόντων λιθίου. Μέσα από τη συνεκτική αξιοποίηση των επιμέρους τεχνολογιών επιδιώκεται η μείωση των περιπτώσεων μη εξυπηρετούμενου φορτίου. | el |
| Content Summary | Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται προσομοίωση ενός υβριδικού ενεργειακού συστήματος, το οποίο συνδυάζει φωτοβολταϊκές συστοιχίες, ανεμογεννήτριες, παλιρροϊκές γεννήτριες και σύστημα αποθήκευσης με μπαταρίες ιόντων λιθίου για την τροφοδότηση ηλεκτρικού φορτίου. Το φορτίο αφορά σύμπλεγμα κατοικιών που εδράζονται στην ίδια γεωγραφική περιοχή, είναι μη διασυνδεδεμένες με το δίκτυο και τροφοδοτούνται αποκλειστικά από το εν λόγω υβριδικό σύστημα για το οποίο διερευνάται η βέλτιστη τοπολογία του με στόχο τη μέγιστη κάλυψη και την ταυτόχρονη ελαχιστοποίηση της μη εξυπηρετούμενης ενέργειας. Η βελτιστοποίηση της παραδιδόμενης ενέργειας και η ελαχιστοποίηση των περιπτώσεων μη εξυπηρετούμενου φορτίου (Loss of Load Probability, LOLP), υπό οικονομικούς και χωροταξικούς περιορισμούς, πραγματοποιήθηκαν με την εφαρμογή του αλγορίθμου βελτιστοποίησης Particle Swarm Optimization (PSO). H προσομοίωση του υβριδικού συστήματος αποτυπώνει λεπτομερώς την παραγόμενη ενέργεια, καθώς και τη λειτουργική συμπεριφορά κάθε υποσυστήματος, αναλύοντας τους κύκλους φόρτισης και εκφόρτισης, την εξέλιξη της στάθμης φόρτισης των μπαταριών και την ενεργειακή συνεισφορά κάθε υποσυστήματος στην κάλυψη του φορτίου. Στη συνέχεια, τα βέλτιστα μεγέθη που προκύπτουν από τον αλγόριθμο βελτιστοποίησης, επανεισάγονται στο μοντέλο και εκτελούνται επαληθευτικές προσομοιώσεις για την επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων. Ταυτόχρονα, μελετήθηκαν οι ρυθμοί αστοχίας των επιμέρους δομικών στοιχείων, τα οποία συγκροτούν κάθε υποσύστημα και του συνολικού υβριδικού συστήματος, ως συνάρτηση των μεταβολών των μετεωρολογικών δεδομένων. Με βάση τους εκτιμώμενους ρυθμούς αστοχίας, προσδιορίζεται η αναμενόμενη συχνότητα βλαβών και ο αναμενόμενος χρόνος εκτός λειτουργίας, στον οποίο το σύστημα δεν θα παράγει ενέργεια. Η παραπάνω διαδικασία βελτιστοποίησης σε συνδυασμό με τον ρυθμό αστοχίας επιτρέπει τη συστηματική σύγκριση εναλλακτικών διατάξεων ως προς παραγόμενη ενέργεια, του συνολικού κόστους και την τεκμηριωμένη ανάδειξη της κατάλληλης λύσης για μη διασυνδεδεμένα μικροδίκτυα, με σαφώς βελτιωμένη αξιοπιστία και μειωμένη μη εξυπηρετούμενη ενέργεια. Εν κατακλείδι, η προτεινόμενη προσέγγιση συνδυάζει ρεαλιστική προσομοίωση, ανάλυση αξιοπιστίας μέσω των ρυθμών αστοχίας και βελτιστοποίηση υπό περιορισμούς, προσφέροντας κατά αυτόν τον τρόπο ένα συνεκτικό πλαίσιο για ποσοτική αξιολόγηση και τεκμηριωμένη επιλογή της βέλτιστης τοπολογίας του υβριδικού συστήματος. | el |
| Content Summary | In this thesis a hybrid energy system is simulated, that combines photovoltaic arrays, wind turbines, tidal generators, and a lithium-ion battery storage system to power supply a given electrical load. The load corresponds to a cluster of dwellings located within the same geographic area, not connected to the utility grid, and supplied exclusively by the hybrid system, for which the optimal topology is investigated with the aim of maximizing coverage while simultaneously minimizing unserved energy. Optimization of delivered energy and minimization of the Loss of Load Probability (LOLP), subject to economic and siting constraints, were carried out using the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm. On the other hand, the simulation resolves in detail both generated and delivered energy and the operational behavior of each subsystem, analyzing charge/discharge cycles, the evolution of battery state of charge, and each subsystem’s contribution to meeting the load. The optimal configurations returned by the PSO algorithm are then re-injected into the simulation model and verification simulations are performed to confirm the results. At the same time, failure rates were evaluated for the components comprising each subsystem and for the system as a whole as functions of air temperature, solar irradiance, and wind speed. Based on these rates, the expected failure rate and the expected downtime, during which the system does not deliver energy, are determined. The above optimization workflow, combined with the failure-rate analysis, enables a systematic comparison of alternative layouts in terms of delivered energy and total cost, and supports an evidence-based selection of the appropriate solution for off-grid microgrids, achieving demonstrably higher reliability and reduced unserved energy. In conclusion, the proposed approach integrates realistic simulation, reliability analysis via failure rates, and constrained optimization, providing a coherent framework for quantitative assessment and justified selection of the system optimal topology. | en |
| Type of Item | Διπλωματική Εργασία | el |
| Type of Item | Diploma Work | en |
| License | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | en |
| Date of Item | 2025-10-06 | - |
| Date of Publication | 2025 | - |
| Subject | Βελτιστοποίηση αξιοπιστίας | el |
| Bibliographic Citation | Μιχαήλ Κεραμιανίδης, "Βελτιστοποίηση αξιοπιστίας μικροδικτύου με Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας", Διπλωματική Εργασία, Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2025 | el |
| Bibliographic Citation | Michail Keramianidis, "Reliability optimization of a microgrid with Renewable Energy Sources", Diploma Work, School of Electrical and Computer Engineering, Technical University of Crete, Chania, Greece, 2025 | en |
Copyright © DIAS 2013
