Ανάλυση Στατικής Ασφάλειας Δικτύου Και Σχεδιασμός Προστασίας Συστήματος Με Μεγάλη Αιολική Διείσδυση

Abstract

Η αύξηση διείσδυσης Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας και ειδικότερα Αιολικής Παραγωγής στα σύγχρονα Συστήματα Ηλεκτρικής Ενέργειας εισάγει αρκετές νέες προκλήσεις. Η στατική ασφάλεια του δικτύου είναι μία από αυτές. Ο περιορισμός, όμως, της αιολικής διείσδυσης για την αντιμετώπιση κάθε πιθανής διαταραχής θα μείωνε εξαιρετικά τη διαθεσιμότητα του δικτύου. Συνεπώς η εναλλακτική λύση που εξετάζεται είναι η αντιμετώπιση ενδεχόμενων διαταραχών που προκαλούν υπερφορτίσεις με ειδικά σχήματα προστασίας συστήματος. Αντικείμενο, λοιπόν, της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάλυση της στατικής ασφάλειας δικτύου και ο σχεδιασμός προστασίας συστήματος με μεγάλη αιολική διείσδυση. Το εξεταζόμενο δίκτυο αποτελεί ένα κομμάτι του γαλλικού ΣΗΕ, το οποίο διαχειρίζεται από τον RTE. Αποτελείται από 17 ζυγούς και είναι ένα σύστημα με ένα δίκτυο υπομεταφοράς τάσης 90 kV (ΥΤ), στο οποίο είναι συνδεδεμένα οχτώ αιολικά πάρκα, συνδεδεμένο με ένα δίκτυο μεταφοράς τάσης 225 kV (ΥΥΤ). Το εξεταζόμενο στιγμιότυπο λειτουργίας είναι υψηλών τάσεων και χαμηλού φορτίου. Προκειμένου να αναγνωριστούν οι καταστάσεις λειτουργίας που το δίκτυο είναι στατικά ανασφαλές εφαρμόζεται το κριτήριο Ν-1 και η ανάλυση πραγματοποιείται μέσω του προγράμματος $PSSE$. Ως διαταραχές θεωρούνται οι απώλειες γραμμών μεταφοράς του δικτύου και οι απώλειες των φορτίων. Επικίνδυνες είναι οι διαταραχές που προκαλούν την παραβίαση των θερμικών ορίων κλάδων του δικτύου. Θερμικές υπερφορτίσεις οδηγούν το δίκτυο σε ανασφαλή κατάσταση λειτουργίας και είναι δυνατόν να προκαλέσουν αλυσιδωτές απώλειες και άλλων στοιχείων του λόγω θερμικής υπερφόρτισης εξαιτίας της αρχικής διαταραχής. Προκειμένου να αντιμετωπιστούν οι προαναφερόμενες διαταραχές προτείνεται ο σχεδιασμός σχημάτων προστασίας ακεραιότητας συστήματος προκειμένου να υπάρχει η δυνατότητα εγκατάστασης μέγιστης αιολική παραγωγής σε συνδυασμό με την διασφάλιση της στατικής ασφάλειας του δικτύου.