Αναλυση Της Λειτουργιας Εργαστηριακου Πρωτοτυπου Μικροδικτυου

Abstract

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η τεχνική περιγραφή, η ανάλυση των δυνατοτήτων και η καταγραφή της λειτουργίας του πρωτότυπου Μικροδικτύου εναλλασσόμενης τάσης που έχει εγκατασταθεί στο Εργαστήριο Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας.Το συγκεκριμένο σύστημα αποτελείται στην παρούσα του μορφή από φωτοβολταϊκή γεννήτρια ισχύος 1100 Wp, αντιστροφέα DC/AC για τη σύνδεση των φωτοβολταϊκών στο μικροδίκτυο, συστοιχία συσσωρευτών μολύβδου χωρητικότητας (C10) 250 Ah και αντιστροφέα συσσωρευτών DC/AC αμφίδρομης ροής ισχύος, ο οποίος φορτίζει τους συσσωρευτές αλλά και παρέχει ισχύ στο μικροδίκτυο.Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια θεώρηση της παγκόσμιας και ελληνικής ενεργειακής κατάστασης σε σχέση με την εφαρμογή των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας για ηλεκτροπαραγωγή. Αναλύονται οι λόγοι που καθιστούν επιτακτική την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από αυτές καθώς και οι πιθανές χρήσεις και τα οφέλη από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από φωτοβολταϊκά. Ταυτόχρονα γίνεται μια σύντομη περιγραφή των διεθνών τάσεων στα συστήματα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και εξετάζονται τα πλεονεκτήματα της διανεμημένης παραγωγής και πιο συγκεκριμένα των μικροδικτύων, έναντι των συμβατικών συστημάτων. Το δεύτερο κεφάλαιο ασχολείται με την γενική περιγραφή των βασικών στοιχείων που συνθέτουν ένα μικροδίκτυο, καθώς και των αρχών λειτουργίας των διατάξεών του. Επίσης εξετάζονται ζητήματα που έχουν να κάνουν με την ασφαλή λειτουργία των μικροδικτύων.Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται η περιγραφή και ανάλυση των τεχνικών χαρακτηριστικών των διατάξεων του μικροδικτύου. Στο τέταρτο κεφάλαιο επιχειρείται μια διεξοδική περιγραφή του τρόπου λειτουργίας του συγκεκριμένου μικροδικτύου καθώς και των δυνατοτήτων του να λειτουργεί τόσο σαν αυτόνομο σύστημα (island operation), όσο και σαν σύστημα διασυνδεδεμένο με το κεντρικό δίκτυο (grid-connected operation). Αναλύεται η ηλεκτρική συμπεριφορά κάθε διάταξης και εκτενώς οι δυνατότητες και οι ρυθμίσεις χειρισμού των δύο αντιστροφέων. Στο πέμπτο κεφάλαιο γίνεται μια καταγραφή της λειτουργίας του μικροδικτύου, από μετρήσεις που πάρθηκαν απ' ευθείας από τα ενδεικτικά όργανα, από παλμογράφο, και μέσω λογισμικού από τις συσκευές που έχουν αυτή τη δυνατότητα. Με την καταγραφή της λειτουργίας και την ανάλυση των αποτελεσμάτων διερευνάται η συμπεριφορά του δικτύου σε μεταβατική και μόνιμη κατάσταση, με φορτία διαφορετικού συντελεστή ισχύος. Η εξέταση αυτή γίνεται τόσο σε αυτόνομη λειτουργία όσο και διασυνδεδεμένη με το κεντρικό δίκτυο. Έμφαση δίνεται στον αντιστροφέα των συσσωρευτών, την απομονωμένη αλλά και παράλληλη λειτουργία του με το κεντρικό δίκτυο χαμηλής τάσης, με βάση τις καμπύλες στατισμού συχνότητας - ενεργού ισχύος και τάσης - αέργου ισχύος.