Αναδιαρρύθμιση Του Υπογείου Δικτύου Μέσης Τάσης Με Στόχο Την Ελαχιστοποίηση Των Απωλείων

Abstract

Ένας από τους κυριότερους στόχους για κάθε εταιρεία διανομής ενέργειας είναι η βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης του δικτύου διανομής (ΔΔ). Δεδομένου ότι οι ετήσιες απώλειες των δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας στα διάφορα κράτη της ΕΕ εκτιμώνται κατά μέσο όρο σε 4% των ονομαστικών ροών ενέργειας σε αυτά, οι νέοι κανονισμοί της ΕΕ υποχρεώνουν πλέον τους διαχειριστές των δικτύων διανομής ενέργειας να προχωρήσουν σε βελτίωση της αποδοτικότητας των δικτύων τους. Η ελαχιστοποίηση των απωλειών ενέργειας, στη λειτουργία του δικτύου μέσης τάσης, συμβάλλει στην οικονομικότερη εκμετάλλευση του δικτύου αλλά συγχρόνως υλοποιεί και την απαίτηση για την προστασία του περιβάλλοντος μέσω της μείωσης των ρύπων και οδηγεί τελικά σε καλύτερη λειτουργία ενός ΔΔ.Μια μέθοδος μέσω της οποίας μπορεί να επιτευχθεί βελτίωση της αποδοτικότητας ενός ΔΔ είναι η επαναδιαμόρφωση του μέσω τηλεχειριζόμενων διακοπτών, δηλαδή η μεταβολή της τοπολογίας του με σκοπό να μειωθούν οι απώλειες ενέργειας.Συγκεκριμένα, σε ένα αστικό υπόγειο δίκτυο διανομής μέσης τάσης, οι γραμμές μέσης τάσης έχουν την μορφή ανοικτού βρόχου και επομένως οι διάφοροι υποσταθμοί (Υ/Σ) διανομής μπορούν να τροφοδοτηθούν δύο τουλάχιστον διαφορετικούς δρόμους. Ο βρόχος τροφοδοτείται από δύο διακόπτες (feeders) που ανήκουν στον ίδιο ή σε διαφορετικούς Υ/Σ YΤ/MΤ. Ο βρόχος συνήθως παραμένει λειτουργικά ανοικτός σε ένα διακόπτη ισχύος των Υ/Σ YT/ΜΤ, για να υπάρχει άμεση δυνατότητα μεταφοράς φορτίων, λόγω της δυνατότητας τηλεχειρισμών, ενώ κανονικά θα έπρεπε να δημιουργείται η τομή της γραμμής ΜΤ σε ένα διακόπτη φορτίου Υ/Σ διανομής.Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η διατύπωση και επίλυση του προβλήματος της αναδιαμόρφωσης για γραμμές μέσης τάσης ενός αστικού υπογείου δικτύου διανομής με τελικό στόχο της ελαχιστοποίηση των απωλειών ενέργειας, καθώς και το οικονομικό όφελος που προκύπτει από την αναδιαμόρφωση αυτή.Αρχικά, σε συνεργασία με το ΔΕΔΔΗΕ ορίσθηκε η έκταση του δικτύου διανομής, στο οποίο προτάθηκε η αναδιαρρύθμιση. Ακόμη δημιουργήθηκε βάση δεδομένων με τις χρονοσειρές των φορτίων των γραμμών (ημίωρες μετρήσεις έντασης), την εγκατεστημένη ισχύ των Υ/Σ ΜΤ/ΧΤ, την συμφωνημένη ισχύ των πελατών Μέσης Τάσης, την τοπολογία του δικτύου, καθώς και τα διάφορα χαρακτηριστικά του.Στην συνέχεια, ακολούθησε η δημιουργία ενός αλγορίθμου σε περιβάλλον MATLAB, ο οποίος, με κριτήριο την ελαχιστοποίηση των απωλειών, εντοπίζει τον διακόπτη αναχώρησης (feeder) που θα τροφοδοτεί το σύνολο της γραμμής ΜΤ και τον Υ/Σ διανομής, που ο ένας εκ των δύο διακοπτών φορτίου του, θα παραμείνει ανοικτός, ώστε να δημιουργηθεί η τομή του βρόχου.Τέλος, υπολογίσθηκε επίσης το ετήσιο οικονομικό όφελος που θα προκύψει για τον ΔΕΔΔΗΕ, μετά την αναδιαρρύθμιση του Δικτύου που εξετάστηκε. Επίσηςπραγματοποιήθηκε μια εκτίμηση του οφέλους από την μη καταβολή του προστίμου για τις εκπομπές CO2, καθώς έχει υπολογισθεί η μείωση του όγκου των εκπομπών.