Μοντελοποίηση Και Προσομοίωση Διασυνδέσεων Hvdc Τοπολογίας Διπόλου

Abstract

Η τεχνολογία μεταφοράς ενέργειας με συστήματα Υψηλής Τάσης Συνεχούς Ρεύματος (HVDC) είναι πλέον η πιο διαδεδομένη και δόκιμη λύση για εφαρμογές υψηλής μεταφορικής ικανότητας, διασύνδεσης απομακρυσμένων ή ασύγχρονων συστημάτων, υπεράκτιων αιολικών πάρκων, νησιών κ.ά. Ο λόγος επικράτησης της τεχνολογίας HVDC οφείλεται στο γεγονός ότι υπερτερεί σημαντικά της αντίστοιχης τεχνολογίας εναλλασσόμενου ρεύματος (HVAC), όταν πρόκειται για τις παραπάνω εφαρμογές, λόγω των μειωμένων απωλειών, της ευελιξίας ελέγχου που παρουσιάζει, αλλά κυρίως λόγω του ότι αίρει τον περιορισμό ως προς τη μέγιστη απόσταση μεταφοράς που γενικά ισχύει στα HVAC συστήματα.Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας πραγματοποιείται αναλυτική παρουσίαση της τεχνολογίας HVDC και των διαφόρων παραλλαγών που αυτή παρουσιάζει, με έμφαση στην ανάδειξη των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτημάτων της. Παράλληλα γίνεται αναφορά και στην τεχνολογία μετατροπέων πολλαπλών επιπέδων, με έμφαση στους μετατροπείς πολλαπλών επιπέδων με χρήση υπομονάδων (MMC), και στις διάφορες μεθόδους ελέγχου τέτοιων μετατροπέων, τόσο σε επίπεδο παλμοδότησης, όσο και σε επίπεδο ελέγχου του μετατροπέα πάνω σε ένα AC δίκτυο.Αφού έχει παρουσιαστεί το απαραίτητο θεωρητικό υπόβαθρο της τεχνολογίας HVDC, υλοποιείται μια ακτινική HVDC διασύνδεση τοπολογίας διπόλου, που δομείται με βάση πολυεπίπεδους μετατροπείς πηγής τάσης με χρήση υπομονάδων (MMC-VSC). Αν και ένα τέτοιο μοντέλο είναι γενικό και θα μπορούσε να εφαρμοστεί οπουδήποτε, ως παράδειγμα εφαρμογής για την επιλογή παραμέτρων της διασύνδεσης επιλέγεται η διασύνδεση της Κρήτης.Σκοπός της μελέτης είναι η εξέταση της αδιάλειπτης λειτουργίας του διασυνδεδεμένου συστήματος σε συνθήκες σφάλματος, όπως υπαγορεύουν οι διεθνείς κώδικες συστήματος, αλλά και η ικανοποίηση του κριτηρίου αξιοπιστίας Ν-1 σε καταστάσεις σφάλματος, ή απώλειας τμημάτων του συστήματος.Για την αξιολόγηση του συστήματος πραγματοποιήθηκαν προσομοιώσεις στο λογισμικό MATLAB/Simulink, χρησιμοποιώντας πλήρη διακοπτικά μοντέλα για τους μετατροπείς.