Μελέτη Τοπολογίας Δικτύων Διανομής Με Χρήση Δεδομένων Έξυπνων Μετρητών

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται μια προσπάθεια προσδιορισμού τοπολογιών Δικτύων Διανομής (ΔΔ) με χρήση δεδομένων έξυπνων μετρητών.Η εφαρμογή της εύρεσης τοπολογίας κρίνεται ιδιαίτερα σημαντική για τα Δίκτυα Διανομής Χαμηλής Τάσης, για τα οποία πληροφορίες σχετικές με την τοπολογία του δικτύου συχνά δεν είναι διαθέσιμες.Η μοναδική πληροφορία που είναι διαθέσιμη για τα δίκτυα Χαμηλής Τάσης περιορίζεται συνήθως σε ποιον καταναλωτή συνδέεται ο κάθε έξυπνος μετρητής.Για τον λόγο αυτόν, αναπτύχθηκαν δύο μοντέλα μελέτης της τοπολογίας των Δικτύων Διανομής,χρησιμοποιώντας τους όρους ευαισθησίας που προκύπτουν από τα δεδομένα των έξυπνων μετρητών.Στο πρώτο μέρος της εργασίας πραγματοποιείται συνοπτική παρουσίαση του τρόπου λειτουργίας και των προτερημάτων εγκατάστασης έξυπνων μετρητών στους χρήστες του ηλεκτρικού δικτύου. Έπειτα παρουσιάζονται τα βασικά χαρακτηριστικά των δικτύων διανομής.Στο δεύτερο μέρος,παρουσίαζεται,αρχικά,η κλασική θεωρία ευαισθησίας που χρησιμοποιέιται στην ανάλυση δικτύων Υψηλής Τάσης (ΥΤ),η οποία βασίζεται στον πίνακα Jacobian. Ωστόσο, η συγκεκριμένη ανάλυση ευαισθησίας δεν είναι η καταλληλότερη για τα Δίκτυα Διανομής.Γι’αυτό τον λόγο παρουσιάζεται εναλλακτική,καταλληλότερη μέθοδος υπολογισμού των όρων ευαισθησίας για ακτινικά Δίκτυα Διανομής,που βασίζεται στα χαρακτηριστικά της τοπολογίας των δικτύων.Από αυτήν την ανάλυση ευαισθησίας προκύπτει η συσχέτιση μεταξύ τοπολογίας και όρων ευαισθησίας.Όμως, όπως προαναφέρθηκε ,οι τοπολογίες των δικτύων Χαμηλής Τάσης(ΧΤ) είναι συνήθως άγνωστες. Ως αποτέλεσμα, και δεδομένης της σχέσης της τοπολογίας με τους όρους ευαισθησίας του δικτύου , στην παρούσα εργασία,μελετάται η αντίστροφη διαδικασία:γίνεται προσπάθεια προσδιορισμού της τοπολογίας από τον πίνακα ευαισθησίας, όπως αυτός υπολογίζεται από δεδομένα έξυπνων μετρητών.Στο τρίτο στάδιο της εργασίας,προτείνεται μέθοδος υπολογισμού των όρων ευαισθησίας των ζυγών φορτίου του δικτύου, χρησιμοποιώντας δεδομένα που προκύπτουν από την προσομοίωση ροής φορτίου στο εργαλείο της MATLAB,MATPOWER, ελλείψει πραγματικών δεδομένων από έξυπνους μετρητές.Πιο συγκεκριμένα,προτείνεται γραμμικό μοντέλο υπολογισμού του πειραματικού πίνακα ευαισθησίας,που θεωρείται ότι προσεγγίζει ικανοποιητικά την μη γραμμική σχέση μεταξύ τάσης και εγχύσεων ισχύος, στα δίκτυα διανομής.Το τέταρτο μέρος της εργασίας περιλαμβάνει την αναλυτική περιγραφή και σύκριση των δύο προτεινόμενων μεθόδων εύρεσης τοπολογίας, που βασίζονται στην ακολουθία Prufer και στον αλγόριθμο Neighbor joining,αντίστοιχα.