Η Αξιοποίηση Του Ευφυούς Δικτύου Για Την Ενσωμάτωση Αιολικών Πάρκων Σε Αυτόνομα Νησιωτικά Συστήματα

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η εφαρμογή ενός τηλεπικοινωνιακού δικτύου, βασισμένου στην τεχνολογία μετάδοσης πληροφορίας μέσω γραμμών ηλεκτρικής ισχύος (NB-PLC) και στην τεχνολογία των κυψελωτών δικτύων (GPRS/3G), για τη βελτίωση της ενσωμάτωσης της κατανεμημένης παραγωγής (ΚΠ) σε γραμμή ΜΤ ενός αυτόνομου νησιωτικού συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Το τελευταίο διάστημα, οι αλλαγές στο οικονομικό και το ρυθμιστικό περιβάλλον του τομέα της ενέργειας έφεραν στο προσκήνιο την ΚΠ. Οι μονάδες ΚΠ χρησιμοποιούν κυρίως τεχνολογίες ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ), όπως είναι τα αιολικά πάρκα και τα φωτοβολταϊκά συστήματα. Η ενσωμάτωση των μονάδων ΚΠ αλλάζει την αρχή λειτουργίας του παραδοσιακού δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας (ΗΕ). Παρουσιάζεται επομένως η ανάγκη δυναμικής προσαρμογής του ηλεκτρικού δικτύου στις νέες απαιτήσεις. Στις μέρες μας αναπτύσσονται τα δίκτυα ΗΕ του μέλλοντος, που ονομάζονται και ευφυή δίκτυα (smart grids). Κατά την ανάπτυξη αυτών των δικτύων, παρατηρείται ότι η επικοινωνία σε κάθε επίπεδο είναι ιδιαίτερα σημαντική. Με την εφαρμογή της υβριδικής τεχνολογίας NB-PLC -GPRS/3G το δίκτυο ΗΕ αποκτά τη δυνατότητα αυτοδιαχείρισης και παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο με αποτέλεσμα τη βελτίωση της ενσωμάτωσης της ΚΠ.Στην παρούσα διπλωματική μελετάται η δυνατότητα αύξησης της διείσδυσης μονάδων ΚΠ και συγκεκριμένα Ανεμογεννητριών (Α/Γ), σε γραμμή ΜΤ, εφαρμόζοντας κεντρικό έλεγχο με τεχνολογία NB-PLC - GPRS/3G. Ενσωματώνοντας το τηλεπικοινωνιακό δίκτυο στη γραμμή ΜΤ, οι κόμβοι επικοινωνούν σε πραγματικό χρόνο με το κέντρο ελέγχου ενέργειας ανταλλάσσοντας πληροφορία και εντολές. Η ανταλλαγή πληροφορίας και εντολών οδηγεί στη βέλτιστη λειτουργία της ΚΠ, αυξάνοντας τη διείσδυση χωρίς να αλλοιώνονται τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά της γραμμής ΜΤ.Στο πρώτο κεφάλαιο της διπλωματικής γίνεται εισαγωγή στα ευφυή δίκτυα. Περιγράφεται η μετάβαση από τα παραδοσιακά δίκτυα στα δίκτυα του μέλλοντος, τα χαρακτηριστικά που πρέπει να έχουν και αναλύεται η τεχνολογία NB-PLC - GPRS/3G. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναφέρονται τα χαρακτηριστικά που καθιστούν ιδιαίτερα τα αυτόνομα νησιωτικά συστήματα και περιγράφονται τα διάφορα τμήματα της τοπολογίας τους. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύονται τα επιμέρους τμήματα μιας Α/Γ, περιγράφονται τα ζητήματα σύνδεσης του στη γραμμή ΜΤ και παρουσιάζεται ο ρόλος του κέντρου ελέγχου ενέργειας. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται η προσομοίωση της γραμμής ΜΤ με χρήση του προγράμματος MATLAB και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων για τις περιπτώσεις όπου εφαρμόζεται ή όχι ο έλεγχος μέσω της τεχνολογίας NB-PLC- GPRS/3G. Τέλος, στο τελευταίο κεφάλαιο αναλύονται τα συμπεράσματα της προσομοίωσης.