Συμβολή Συστήματος Υπομεταφοράς Στον Έλεγχο Τάσεως Και Αέργου Ισχύος

Abstract

Τα τελευταία χρόνια η αυξανόμενη διείσδυση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) στα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας (ΣΗΕ) θέτει προκλήσεις αλλά προσφέρει και πολλές ευκαιρίες οι οποίες δίνουν κίνητρα για καινοτόμες λύσεις οι οποίες συμβάλλουν στη συγκρότηση του λεγόμενου "ευφυούς" δικτύου smart grid. Στην παρούσα διπλωματική εργασία διερευνάται η συνεισφορά του συστήματος υπομεταφοράς στον έλεγχο της τάσης και της αέργου ισχύος του συστήματος μεταφοράς. Συγκεκριμένα, γίνεται διερεύνηση της δυνατότητας ελεγχόμενης απορρόφησης αέργου ισχύος από ένα υποδίκτυο προκειμένου να βοηθήσει το ανάντι δίκτυο να μειώσει τις τάσεις του σε ένα στιγμιότυπο χαμηλού φορτίου. Τα προτεινόμενα μέτρα (τεχνικές ελέγχου) για την αύξηση της κατανάλωσης αέργου ισχύος προσομοιώνονται με χρήση του προγράμματος WPSTAB, το οποίο αποτελεί ένα λογισμικό προσομοίωσης ΣΗΕ που αναπτύχθηκε στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (Ε.Μ.Π).Το σύστημα που χρησιμοποιείται αποτελεί ένα κομμάτι του γαλλικού ΣΗΕ το οποίο διαχειρίζεται ο RTE. Το σύστημα αποτελείται από ένα δίκτυο υπομεταφοράς 90 kV (ΥΤ) με αυξημένη αιολική διείσδυση το οποίο συνδέεται με ένα σύστημα μεταφοράς 225 kV (ΥΥΤ). Υπάρχουν τρεις υποσταθμοί ΥΥΤ/ΥΤ με παράλληλους μετασχηματιστές οι οποίοι είναι εξοπλισμένοι με Σύστημα Αλλαγής Τάσης Υπό Φορτίο (ΣΑΤΥΦ). Στο επίπεδο της υπομεταφοράς είναι συνδεδεμένα οκτώ αιολικά πάρκα. Το στιγμιότυπο λειτουργίας που μελετάται είναι ένα στιγμιότυπο υψηλών τάσεων το οποίο παρατηρείται κατά τη διάρκεια ημερών με χαμηλό φορτίο ή/και αυξημένη φωτοβολταϊκή παραγωγή. Οι γραμμές μεταφοράς φορτίζονται κάτω από τη φυσική φόρτιση και επομένως παράγουν άεργο ισχύ η οποία είναι υπεύθυνη για την ανύψωση των τάσεων. Αντικείμενο της εργασίας είναι η εφαρμογή μεθόδων που αποσκοπούν στην απορρόφηση αέργου ισχύος από το δίκτυο υπομεταφοράς και με αυτόν τον τρόπο συμβάλλουν στην αντιμετώπιση των υψηλών τάσεων.Αρχικά, το δίκτυο προσομοιώνεται με μηδενική ενεργό και άεργο αιολική παραγωγή και εφαρμόζεται η τεχνική της αύξησης των τάσεων στους ζυγούς της υπομεταφοράς καθώς και η τεχνική της δημιουργίας κυκλοφορούσας αέργου ισχύος σε παράλληλους μετασχηματιστές. Στη συνέχεια, εφαρμόζονται ξανά οι παραπάνω τεχνικές αλλά με λειτουργία των αιολικών πάρκων υπό μοναδιαίο συντελεστή ισχύος. Τέλος, αξιοποιείται η δυνατότητα των μετατροπέων ηλεκτρονικών ισχύος να ρυθμίζουν την τερματική τους τάση μέσω ελέγχου της αέργου ισχύος και έτσι διερευνώνται τα όρια κατανάλωσης αέργου ισχύος του υποδικτύου όταν οι μετατροπείς των αιολικών πάρκων λειτουργούν με χωρητικό συντελεστή ισχύος.