Αποκοπη Φορτιου Για Προστασια Απο Ασταθεια Τασεως

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η αντιμετώπιση της μακροπρόθεσμης απώλειας ευστάθειας ενός Συστήματος Ηλεκτρικής Ενέργειας (Σ.Η.Ε.). Προκειμένου να προστατευθεί ένα τέτοιο σύστημα σε περίπτωση σοβαρής διαταραχής, εφαρμόζεται (ως έσχατο μέτρο) η αποκατάσταση του σημείου λειτουργίας με τη μέθοδο της αποκοπής φορτίου ελέγχοντας την τάση. Συγκεκριμένα, εξετάζονται δύο απλά Σ.Η.Ε: ένα σύστημα τριών ζυγών, όπου μια γεννήτρια τροφοδοτεί ένα αυτοεπαναφερόμενο φορτίο μέσω ενός μετασχηματιστή εξοπλισμένου με Σύστημα Αλλαγής Τάσης υπό Φορτίο (ΣΑΤΦ) και ένα σύστημα οκτώ ζυγών, όπου γεννήτρια με τα ίδια χαρακτηριστικά τροφοδοτεί τρία αυτοεπαναφερόμενα φορτία μέσω τριών μετασχηματιστών με μηχανισμούς ΣΑΤΦ. Στα συστήματα αυτά συμβαίνει μία διαταραχή (απώλεια μιας γραμμής μεταφοράς) οπότε και μεταπίπτουν σε αστάθεια τάσης. Η αποκοπή ενεργοποιείται όταν η τάση δικτύου πέσει κάτω από μια καθορισμένη τιμή.Ο σκοπός για τον οποίο μελετάται το σύστημα του ενός φορτίου είναι η εύρεση του ελαχίστου ποσού αποκοπής προκειμένου το σύστημα να οδηγηθεί σε ισορροπία. Ως ελάχιστο ποσό αποκοπής εννοείται το μικρότερο ποσό που πρέπει να απορριφθεί σε κάποια χρονική στιγμή ώστε να επανέλθει ευσταθής ισορροπία. Μετά από προσομοίωση του συστήματος προκύπτει ότι, έως μια ορισμένη χρονική στιγμή (λίγο μετά το όριο μέγιστης φόρτισης) το ελάχιστο απαιτούμενο ποσό αποκοπής παραμένει σταθερό. Στη συνέχεια το ποσό αυτό παρουσιάζει σημαντική αύξηση με το χρόνο, μέχρι που να φτάσει το Σ.Α.Τ.Φ. στο όριο ρύθμισης, οπότε και αυξάνεται με μικρότερο ρυθμό. Το γεγονός αυτό εκμεταλλευόμαστε προκειμένου να διευκολυνθεί η σύγκλιση κατά την αποκοπή και να επέλθει ισορροπία με αποκοπή μικρότερου ποσού. Αυτό γίνεται μειώνοντας την τάση αναφοράς του Σ.Α.Τ.Φ. τη στιγμή της αποκοπής. Το μέτρο αυτό δεν αποκόπτει φορτίο, δεδομένου ότι υπάρχει ο μηχανισμός αποκατάστασης του φορτίου μέσω μεταβολής της αγωγιμότητας. Στο σύστημα τριών φορτίων εκτός από το ποσοστό αποκοπής και το χρόνο, τίθεται επιπλέον το ζήτημα επιλογής του ζυγού από όπου πρέπει να αποκοπεί φορτίο. Την απάντηση δίνει το κάθετο διάνυσμα στην επιφάνεια ορίων φόρτισης, το οποίο υποδεικνύει τη βέλτιστη κατεύθυνση στο χώρο των παραμέτρων προκειμένου το σημείο ζήτησης να επανέλθει στην επιτρεπόμενη περιοχή. Όταν η αποκοπή φορτίου εφαρμόζεται σε ένα ζυγό μόνο απορρίπτεται λιγότερο φορτίο στον πιο μακρινό ζυγό, ενώ η αποκοπή κατά μήκος του κάθετου διανύσματος αποκόπτει αθροιστικά περισσότερο φορτίο από ότι στην περίπτωση του πιο απομακρυσμένου φορτίου. Ωστόσο, το πλεονέκτημα στην δεύτερη περίπτωση είναι ότι η αποκοπή κατανέμεται γεωγραφικά σε περισσότερους ζυγούς.