Εγκατασταση Και Λειτουργια Συστηματων Αποθηκευσης Ενεργειας Για Σταθεροποιηση Τασης Και Εξοικονομηση Ενεργειας Σε Σιδηροδρομικες Εφαρμογες

Abstract

Οι τεχνολογίες συστημάτων για την αποθήκευση ενέργειας αποτελούν εργαλείο μεγάλου ενδιαφέροντος, ιδιαίτερα για τις σιδηροδρομικές εφαρμογές, καθώς μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά την ευελιξία και την απόδοση των ηλεκτρικών δικτύων. Πιο συγκεκριμένα, οι διαχειριστές επιλέγουν την εγκατάστασή τους για την ικανοποίηση κάποιου από τους παρακάτω σκοπούς: μείωση της καταναλισκόμενης ενέργειας, μείωση των απαιτούμενων ποσών ισχύος κατά τις ώρες αιχμής, και σταθεροποίηση τάσης στην είσοδο των τρένων και στις γραμμές του δικτύου γενικότερα.Στην παρούσα διπλωματική εργασία, πραγματοποιείται αρχικά μια εισαγωγική ανάλυση για την εμπλεκόμενη ενεργειακή κατανάλωση των σιδηροδρομικών συστημάτων, καθώς και για τους τρόπους οι οποίοι συμβάλλουν στη μείωση των απωλειών στο δίκτυο αλλά και στην ενεργειακή εξοικονόμηση. Στη συνέχεια γίνεται μια σύντομη περιγραφή των σπουδαιότερων τεχνολογιών αποθήκευσης για τις σιδηροδρομικές εφαρμογές, ενώ παράλληλα εκτελείται και μια τεχνοοικονομική σύγκριση μεταξύ τους. Τέλος αναλύονται οι εφαρμογές και οι διαδικασίες λειτουργίας και ελέγχου των κινητών και στατικών συστημάτων αποθήκευσης στα σιδηροδρομικά δίκτυα.Ωστόσο κύριο στόχο της εργασίας αποτελεί η μελέτη λειτουργίας στατικών συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας στο δίκτυο για την επίλυση ζητημάτων σταθεροποίησης τάσης, καθώς επίσης και για την εξοικονόμηση ενέργειας. Πιο συγκεκριμένα, στο κεφάλαιο 4, σχεδιάστηκε μια θεωρητική μελέτη για την εγκατάσταση και τη στρατηγική ελέγχου των συστημάτων για σταθεροποίηση της τάσης στα DC σιδηροδρομικά δίκτυα. Εφαρμόστηκε αρχικά για τη διόρθωση των βυθίσεων τάσης στην είσοδο των τρένων, και στη συνέχεια στους ζυγούς των τεσσάρων ηλεκτρικών υποσταθμών του δικτύου. Τα βήματα που ακολουθήθηκαν αφορούν την αποτελεσματική τοποθέτηση, διαστασιολόγηση και λειτουργία των συστημάτων αποθήκευσης υπερπυκνωτών. Στο επόμενο κεφάλαιο, μελετήθηκε το ζήτημα της εξοικονόμησης ενέργειας , με στόχο τη μείωση των ενεργειακών καταναλώσεων του δικτύου. Αναλυτικότερα, με την εγκατάσταση και λειτουργία των συστημάτων, επιτεύχθηκε μείωση της συνολικής παραγόμενης από τους υποσταθμούς ενέργειας, καθώς επίσης και των απωλειών στις γραμμές παροχής. Σημειώνεται επίσης ότι για την υλοποίηση των εν λόγω προσομοιώσεων χρησιμοποιήθηκε το περιβάλλον εργασίας MATLAB.Τέλος πραγματοποιήθηκε μια σύντομη θεωρητική ανάλυση για την οικονομική αξιολόγηση ενός επενδυτικού πλάνου, με στόχο τον έλεγχο της μελλοντικής του αποδοτικότητας.