Μοντελοποίηση Ανεμογεννήτριας Μεταβλητής Ταχύτητας Με Γεννήτρια Επαγωγής Διπλής Τροφοδότησης

Abstract

Η εργασία αυτή επικεντρώνεται στη μοντελοποίηση της ανεμογεννήτριας μεταβλητήςταχύτητας με γεννήτρια επαγωγής διπλής τροφοδότησης. Επιπρόσθετα, επιχειρήθηκεη ανάπτυξη μιας σύγχρονης στρατηγικής ελέγχου της ανεμογεννήτριας με σκοπό τηβελτιστοποίηση της επίδραση της στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας. Ημοντελοποίηση του συστήματος και η προσομοίωση της συμπεριφοράς του έγινε μετη βοήθεια του λογισμικού πακέτου προσομοίωσης συστημάτων ηλεκτρικήςενέργειας EUROSTAG.Πιο αναλυτικά, η δομή της εργασίας οργανώνεται σε εννέα κεφάλαια:Στο κεφάλαιο 1 «Εισαγωγή» παρουσιάζονται τα κίνητρα και ο σκοπός της εργασίας.Στο Κεφάλαιο 2 με τίτλο «Μηχανικό σύστημα και έλεγχος ανεμογεννήτριαςμεταβλητής ταχύτητας» εξηγείται η διαδικασία μοντελοποίησης όλων των μηχανικώνμερών του συστήματος της ανεμογεννήτριας. Επιπρόσθετα, ένας έλεγχος που ενεργείστον μηχανισμό αλλαγής γωνιάς βήματος της έλικας περιγράφεται.Το Κεφάλαιο 3 «Ανεμογεννήτρια με Γεννήτρια Επαγωγής Διπλής Τροφοδότησης -Ηλεκτρικό σύστημα και έλεγχος» εστιάζει στη γεννήτρια επαγωγής διπλήςτροφοδότησης. Παρουσιάζεται η θεωρία της μόνιμης και της δυναμικής κατάστασηςτης γεννήτριας. Επίσης, περιγράφεται το μοντέλο των μετατροπέων και η στρατηγικήελέγχου τους.Στο Κεφάλαιο 4 «Αρχικοποίηση του συστήματος» περιγράφεται η διαδικασίααρχικοποίησης που υιοθετήθηκε στη παρούσα εργασία.Το Κεφάλαιο 5 «Λογισμικό Προσομοίωσης EUROSTAG - Δημιουργία Μοντέλωνστον Model Editor» αποτελεί μια σύντομη περιγραφή του λογισμικού πακέτουEUROSTAG καθώς επίσης και του εργαλείου δημιουργίας των μοντέλων τηςπαρούσας εργασίας.Στο Κεφάλαιο 6 «Προσομοίωση της συμπεριφοράς του συστήματος σε μεταβολές τουανέμου» περιλαμβάνονται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων σε έναν αριθμόσεναρίων μεταβολής της ταχύτητας του ανέμου.Στο Κεφάλαιο 7 «Ανεμογεννήτρια με γεννήτρια επαγωγής διπλής τροφοδότησης -Παραμονή σε λειτουργία σε συνθήκες βύθισης τάσεως και δυνατότητα στήριξης τουδικτύου» το σύστημα ελέγχου της γεννήτριας επαγωγής διπλής τροφοδότησηςδιευρύνεται για τη βελτιστοποίηση της συμπεριφοράς του συστήματος κατά τηδιάρκεια διαταραχών. Αρχικά, η δυναμική συμπεριφορά της γεννήτριας επαγωγήςδιπλής τροφοδότησης κατά τη διάρκεια διαταραχών αναλύεται λεπτομερώς. Στησυνέχεια και βάση της ανάλυσης αυτής, παρουσιάζεται ένα σύστημα προστασίας καιελέγχου το οποίο δίνει τη δυνατότητα στην ανεμογεννήτρια να παραμένει σελειτουργία σε συνθήκες βύθισης τάσεως και να στηρίζει την ευστάθεια του δικτύου.Το Κεφάλαιο 8 «Μοντελοποίηση του ΣΗΕ Κύπρου - Παρουσίαση των Σεναρίων καιτων Αποτελεσμάτων Προσομοίωσης» περιλαμβάνει τη μοντελοποίηση τουσυστήματος ηλεκτρικής ενέργειας της Κύπρου με την βοήθεια του EUROSTAGκαθώς επίσης και παρουσιάζει τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων που έλαβανχώρα σε αυτό.Τέλος, τα συμπεράσματα και μια περίληψη των αποτελεσμάτων της παρούσαςδιπλωματικής εργασίας περιλαμβάνονται στο Κεφάλαιο 9.Για την καλύτερη και πληρέστερη κατανόηση και αξιολόγηση του μοντέλου πουαναπτύχθηκε στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας, κρίθηκε σκόπιμο νασυμπεριληφθούν τα παρακάτω παραρτήματα:Το Παράρτημα 1 περιλαμβάνει μια αναλυτική περιγραφή των στοιχειωδών μπλοκ τουModel Editor, τα οποία χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία.Το Παράρτημα 2 παρουσιάζει το μοντέλο της ανεμογεννήτριας μεταβλητήςταχύτητας όπως δημιουργήθηκε στον Model Editor.Τα Παραρτήματα 3 και 4 περιλαμβάνουν κάποιες επιπλέον προσομοιώσεις τηςδυναμικής συμπεριφοράς του συστήματος σε διάφορα σενάρια μεταβολής τηςταχύτητας του ανέμου και βύθισης τάσεως αντίστοιχα.