Εκπόνηση Μελετών Προστασίας Υπερέντασης Δικτύων Ηλεκτρικής Ενέργειας Με Χρήση Του Λογισμικού Digsilent Powerfactory

Abstract

Η εκπόνηση της παρούσας διπλωματικής εργασίας έγινε στα πλαίσια του προπτυχιακού προγράμματος σπουδών της Σχολής Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Εθνικού Μετσόβιο Πολυτεχνείου για την απόκτηση του διπλώματος. Αντικείμενο της διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση των δυνατοτήτων του λογισμικού DIgSILENT PowerFactory στην προσομοίωση δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας και η χρήση του για την εκπόνηση μελετών προστασίας υπερέντασης.Στο πρώτο κεφάλαιο, γίνεται μία αναφορά στο θεωρητικό υπόβαθρο των βραχυκυκλω-μάτων και της προστασίας υπερέντασης. Πιο συγκεκριμένα, τα θεωρητικά πεδία που θίγονται είναι ο αναλυτικός υπολογισμός των βραχυκυκλωμάτων με την μέθοδο των συμμετρικών συνιστωσών, οι ηλεκτρονόμοι υπερέντασης και κάποιες ειδικές περιπτώσεις ρύθμισής τους, οι μέθοδοι γείωσης που χρησιμοποιούνται στα σύγχρονα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας και ο τρόπος που επηρεάζουν τα βραχυκυκλώματα γης και την λειτουργία των ηλεκτρονόμων υπερέντασης.Το δεύτερο κεφάλαιο αποτελεί ένα αναλυτικό εγχειρίδιο χρήσης και εκμάθησης των βασικών λειτουργιών του λογισμικού DIgSILENT PowerFactory. Σκοπός του είναι να συνοδεύσει έναν νέο χρήστη του PowerFactory από το πρώτο του διπλό κλικ στο εικονίδιο της συντόμευσης στην επιφάνεια εργασίας του μέχρι το σημείο να μπορεί να κάνει κάποιες βασικές εργασίες όπως προσομοίωση δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας, διεξαγωγή και παρουσίαση αποτελεσμάτων μελετών βραχυκυκλωμάτων και προστασίας υπερέντασης.Στο τρίτο κεφάλαιο, παρουσιάζεται ο τρόπος με τον οποίο επιτυγχάνεται η αυτόματη συνεργασία του DIgSILENT PowerFactory με το MATLAB. Τα δύο λογισμικά συνδέονται και λειτουργούν παράλληλα για την επίλυση ενός προβλήματος.Στο τέταρτο κεφάλαιο, παρουσιάζεται η εκπόνηση μελετών βραχυκυκλωμάτων και προστασίας υπερέντασης με χρήση του λογισμικού DIgSILENT PowerFactory για τρία δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας. Το πρώτο είναι ένα απλό δίκτυο 3 ζυγών, το δεύτερο είναι ένα δίκτυο 15 ζυγών με διεσπαρμένη παραγωγή και το τρίτο είναι ένα πρότυπο δίκτυο 30 ζυγών της IEEE. Αρχικά, τα τρία αυτά δίκτυα προσομοιώνονται στο DIgSILENT PowerFactory και στην συνέχεια γίνεται η μελέτη βραχυκυκλωμάτων για ένα μεγάλο εύρος περιπτώσεων όσον αφορά την θέση, το είδος και την αντίσταση του σφάλματος. Τέλος, στο δεύτερο δίκτυο γίνεται η μελέτη προστασίας υπερέντασης και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα.Στο πέμπτο και τελευταίο κεφάλαιο, γίνεται μία σύνοψη των συμπερασμάτων που προκύπτουν από τη ανάλυση των προηγούμενων κεφαλαίων, σχετικά με τις δυνατότητες που προσφέρει το λογισμικό DIgSILENT PowerFactory τον μελετητή ενεργειακό ηλεκτρολόγο μηχανικό.