Ελεγχόμενη Λειτουργία Γραμμής Διανομής Με Μετασχηματιστή Ηλεκτρονικών Ισχύος

Abstract

Προκειμένου να αντιμετωπιστούν οι συνεχώς αυξανόμενες απαιτήσεις ηλεκτρικής ισχύος οι επιχειρήσεις ηλεκτρικής ενέργειας πρέπει να βασιστούν κυρίως, στον ήδη υπάρχοντα εξοπλισμό παραγωγής και μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Η κατασκευή καινούργιων γραμμών μεταφοράς είναι σε μεγάλο βαθμό απαγορευτική αφού υπόκειται στην έγκριση ρυθμιστικών αρχών και περιβαλλοντικών περιορισμών αυξάνοντας το κόστος μιας τέτοιας επένδυσης, που είναι ούτως ή άλλως μεγάλο. Μια αποδοτικότερη αξιοποίηση των συστημάτων μεταφοράς μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω της αντικατάστασης ορισμένων συμβατικώνμετασχηματιστών στο δίκτυο με μετασχηματιστές ηλεκτρονικών ισχύος, οι οποίοι δίνουν δυνατότητες στο δίκτυο που δεν υπήρχαν πριν, όπως είναι ο έλεγχος της τάσης και τηςσυχνότητας/γωνίας.Με βάση την παραπάνω σκέψη στόχος της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη της ρύθμισης της τάσης και της συχνότητας ενός δικτύου διανομής τροφοδοτούμενο από μετασχηματιστήηλεκτρονικών ισχύος. Ωστόσο, στην περίπτωση υπερφόρτωσης του δικτύου, που μπορεί να προκληθεί από την υψηλή ζήτηση φορτίου, τα ηλεκτρονικά ισχύος δεν έχουν τη δυνατό-τητα να αντέξουν αυτή την υπερφόρτωση. Οι ημιαγωγοί ισχύος μπορεί να υπερφορτωθούν μόνο για λίγα μικροδευτερόλεπτα, σε αντίθεση με τα συνήθη εξαρτήματα του δικτύου πουέχουν ικανότητα υπερφόρτωσης για αρκετά δευτερόλεπτα. Έτσι, ο μετασχηματιστής ηλεκτρονικών ισχύος χρειάζεται νέες διαδικασίες για την αντιμετώπιση του προβλήματος τηςυπερφόρτωσης. Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στην επίλυση του παραπάνω προβλήματος μέσω της ρύθμισης της τάσης ή της συχνότητας ώστε να μην υπερφορτίζονται τα ηλεκτρονικά ισχύος του μετασχηματιστή.Στην παρούσα εργασία τα σενάρια εξετάζονται είτε στη μόνιμη κατάσταση, μέσω προγράμματος MATLAB, είτε με δυναμική συμπεριφορά, μέσω προγράμματος Simulink. Στη μόνιμη κατάσταση εξετάζονται δύο περιπτώσεις. Η τροφοδοσία δικτύου αποκλειστικά από έναν μετασχηματιστή ηλεκτρονικών ισχύος και η τροφοδοσία από τον μετασχηματιστή ηλεκτρονικών ισχύος και από διεσπαρμένη παραγωγή. Στη δυναμική συμπεριφορά εξετάζεται ξανά το δίκτυο με την διεσπαρμένη παραγωγή. Επίσης εξετάζονται επιπλέον σενάρια, όπως η αντιστάθμιση πτώσης τάσης στο δευτερεύον του μετασχηματιστή και η ρύθμιση της τάσης στη διεσπαρμένη παραγωγή.