Πρόγραμμα Προσομοίωσης Ευστάθειας Τάσης Και Μέτρων Προστασίας Από Κατάρρευση

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η προσομοίωση και η μελέτη φαινομένων μακροπρόθεσμης αστάθειας τάσης σε συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας. Δημιουργήθηκε ένα πρόγραμμα προσομοίωσης στη μακροπρόθεσμη χρονική κλίμακα στο περιβάλλον της Matlab, το οποίο δέχεται ως είσοδο ένα σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας με κατάλληλα αρχεία κειμένου και το προσομοιώνει με τη μέθοδο της Οιονεί Στατικής προσέγγισης ώστε να αναδειχθούν και να αντιμετωπιστούν φαινόμενα μακροπρόθεσμης αστάθειας τάσης. Στο πρόγραμμα προσομοίωσης ενσωματώθηκε και ένα αποκεντρωμένο σύστημα προστασίας από κατάρρευση τάσης, που υλοποιεί έμμεση αποκοπή φορτίου μέσω έκτακτης λειτουργίας των Συστημάτων Αλλαγής Τάσης Υπό Φορτίο εντοπίζοντας έγκαιρα κατάσταση έκτακτης ανάγκης μέσω μίας μεθόδου ανίχνευσης που ονομάζεται ΄΄LIVES΄΄ που ενσωματώνεται στο σύστημα προστασίας. Επίσης εξετάστηκε η συνεργασία του συστήματος προστασίας με ΣΑΤΥΦ με επιπρόσθετη προστασία με άμεση αποκοπή φορτίου σε σύστημα με δυναμικά φορτία που παρουσιάζει έντονα φαινόμενα μακροπρόθεσμης αστάθειας τάσης.Τα βραχυπρόθεσμα δυναμικά φαινόμενα (απόκριση δικτύου, γεννήτριες, αυτόματοι ρυθμιστές τάσης) θεωρούνται ευσταθή και σε ισορροπία κάθε χρονική στιγμή, ενώ τα μακροπρόθεσμα (αυτοεπαναφερόμενα φορτία, Συστήματα Προστασίας Υπερδιέγερσης γεννητριών, ΣΑΤΥΦ) περιγράφονται από διαφορικές εξισώσεις πρώτης τάξης και από εξισώσεις διαφορών, όπου για τις ανάγκες επίλυσης των διαφορικών εξισώσεων χρησιμοποιήθηκε μία άμεση μέθοδος τραπεζοειδούς ολοκλήρωσης. Η μακροπρόθεσμη αστάθεια τάσης προέκυπτε από μηχανισμούς που ενεργοποιούνταν μετά από μία επιβαλλόμενη διαταραχή στο σύστημα που συγκεκριμένα ήταν η απώλεια γραμμής μεταφοράς. Τα αυτοεπαναφερόμενα φορτία αναπαραστάθηκαν ως αγωγιμότητες σταθερού συντελεστή ισχύος που μεταβάλλονταν προκειμένου να αποκαταστήσουν μακροπρόθεσμα τη ζήτησή τους, υποβοηθούμενα ταυτόχρονα και από τα ΣΑΤΥΦ που βρίσκονταν στους αντίστοιχους υποσταθμούς. Οι γεννήτριες αναπαραστάθηκαν με το μοντέλο της σύγχρονης μηχανής κυλινδρικού δρομέα στη μόνιμη κατάσταση αμελώντας τον κορεσμό, εφοδιασμένες με Αυτόματους Ρυθμιστές Τάσης που κρατούσαν σταθερή την τερματική τους τάση (ολοκληρωτικό μοντέλο) μεταβάλλοντας το ρεύμα διέγερσης, παρέχοντας σταθερή ενεργό ισχύ στο σύστημα (μη συμμετέχοντας σε ρύθμιση συχνότητας) και μεταβαλλόμενη άεργο ισχύ προκειμένου να στηρίζουν την τερματική τους τάση μέχρις ότου παραβιάζονταν με μία χρονική καθυστέρηση τα όρια ρεύματος διέγερσης ενεργοποιώντας έτσι τα Συστήματα Προστασίας Υπερδιέγερσης που συνεπάγονταν σταθερή μέγιστη ΗΕΔ διέγερσης και μη σταθερή τερματική τάση. Η ρύθμιση συχνότητας γινόταν ιδανικά από έναν άπειρο ζυγό στο σύστημα μην αφήνοντας μόνιμα σφάλματα συχνότητας.Κύριος στόχος είναι να εξεταστεί η επίδραση των συστημάτων προστασίας υπερδιέγερσης και των δυναμικών φορτίων στη μακροπρόθεσμη αστάθεια τάσης των ΣΗΕ και ο σχεδιασμός ενός ολοκληρωμένου συστήματος προστασίας από κατάρρευση τάσης. Στην εργασία παρουσιάζονται αποτελέσματα προσομοιώσεων ενός συστήματος εννέα ζυγών και αξιολογείται η αποδοτικότητα του ολοκληρωμένου συστήματος προστασίας από κατάρρευση.