Επιδραση Και Ορια Αιολικης Παραγωγης Σε Αυτονομα Συστηματα Ηλεκτρικης Ενεργειας

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας, είναι η μελέτη της επίδρασης και ο προσδιορισμός της αιολικής παραγωγής σε αυτόνομα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας. Πιο συγκεκριμένα εξετάζονται οι επιπτώσεις που μπορεί να έχει η αυξημένη αιολική παραγωγή στην δυναμική ασφάλεια ενός νησιωτικού ΣΗΕ, με έμφαση στην ευστάθεια συχνότητας. Ως παράδειγμα χρησιμοποιείται το ΣΗΕ της Ρόδου, το οποίο μοντελοποιείται με χρήση του λογισμικού πακέτου EUROSTAG. Eκτελούνται ροές φορτίου για διαφορετικές φορτίσεις του Συστήματος με διάφορα σενάρια αιολικής διείσδυσης και διαφορετικές πολιτικές στρεφόμενης εφεδρεία. Για κάθε υπό μελέτη λειτουργική κατάσταση γίνεται προσομοίωση στο πεδίο του χρόνου διαταραχών του συστήματος και καταγράφονται τα αποτελέσματα που αφορούν κατά κύριο λόγο τις μεταβολές στην συχνότητα του συστήματος, όπως επίσης και στις μεταβολές στις τάσεις των ζυγών. Επίσης αντικείμενο γίνονται οι μεθοδολογίες εκτίμησης της ενεργειακής παραγωγής ανεμογεννητριών και αιολικών πάρκων σε αυτόνομα νησιωτικά συστήματα.Αρχικά παρουσιάζονται εν συντομία οι λόγοι που κρίνουν απαραίτητη την χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, η παρούσα κατάσταση στην Ελλάδα και γίνεται μια αναφορά στα είδη και τους τύπους των ανεμογεννητριών. Ακολούθως, αναλύονται οι σημαντικές έννοιες της ευστάθειας και της ασφάλειας σε ένα ΣΗΕ, με ιδιαίτερη έμφαση στον τομέα της δυναμικής ασφάλειας.Στη συνέχεια, γίνεται μια σύντομη τεχνική περιγραφή του λογισμικού πακέτου EUROSTAG, καθώς και μια λεπτομερής ανάλυση, που αφορά τον τρόπο με τον οποίο έγινε η μοντελοποίηση του ΣΗΕ της Ρόδου σ’ αυτό και παρέχονται στοιχεία αναφορικά με την λειτουργία των ρυθμιστών στροφών και τάσης των γεννητριών. Κατόπιν περιγράφονται τα διάφορα σενάρια που προσομοιώθηκαν για τις ανάγκες της παρούσας μελέτης, μαζί με τον τρόπο που κατανέμεται η παραγωγή ισχύος στις μονάδες της Ρόδου και τα στοιχεία που αφορούν την συνολική εφεδρεία του συστήματος, για το κάθε σενάριο αντίστοιχα. Ακολουθούν τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων, με τα αντίστοιχα διαγράμματα της συχνότητας και της παραγωγής ενεργού ισχύος των μονάδων της Ρόδου, παρουσιάζονται πίνακες με τις τάσεις των ζυγών του συστήματος και αναφέρονται τα βασικά συμπεράσματα που προκύπτουν από την παρούσα εργασία , τα οποία σχετίζονται με την ευστάθεια και ασφάλεια του κάθε σεναρίου.Τέλος παρουσιάζονται οι μεθοδολογίες εκτίμησης της ενεργειακής παραγωγής ανεμογεννητριών και αιολικών πάρκων σε αυτόνομα νησιωτικά συστήματα και γίνεται εφαρμογή αυτών.