Πιθανοτική Ροή Φορτίου Με Τη Μέθοδο Εκτίμησης Τριών Σημείων

Abstract

Τα τελευταία χρόνια, η ανάγκη για κατανόηση και πλήρη πρόβλεψη των στοιχείων ενός συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας είχε ως αποτέλεσμα την επικέντρωση των μελετών στην πιθανοτική ροή φορτίου των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας.Τα στοιχεία ενός συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας χαρακτηρίζονται από αβεβαιότητα. Συγκεκριμένα, η παραγόμενη ισχύς από τις μονάδες παραγωγής, η ζήτηση φορτίου, οι παράμετροι των γραμμών μεταφοράς καθώς επίσης και η τοπολογία του δικτύου είναι τυχαίες μεταβλητές. Στις μέρες μας, που τα περιβαλλοντικά προβλήματα έχουν οξυνθεί με αποτέλεσμα να θεωρείται επιβεβλημένη η παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, η αβεβαιότητα αυτή που διέπει την παραγόμενη "πράσινη" ενέργεια γίνεται ολοένα και εντονότερη. Συνεπώς, η πιθανοτική προσέγγιση της ανάλυσης ροών φορτίου αποτελεί επιτακτική ανάγκη τόσο για τον σωστό σχεδιασμό των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας όσο και για την ασφαλή, απρόσκοπτη και παράλληλα οικονομική τους λειτουργία.Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη μίας νέας μεθόδου πιθανοτικής ανάλυσης ροών φορτίου. Πρόκειται για την Μέθοδο Εκτίμησης Σημείων (ΜΕΣ) και συγκεκριμένα για την Μέθοδο Εκτίμησης Τριών Σημείων. Με βάση τη μέθοδο αυτή, η συμπεριφορά κάθε αβέβαιης παραμέτρου ενός συστήματος εκτιμάται μέσω τριών σημείων και των αντίστοιχων πιθανοτήτων εμφάνισής τους. Για να υπολογιστούν τα σημεία αυτά απαιτείται αποκλειστικά και μόνο η γνώση των ροπών των τεσσάρων πρώτων τάξεων της εκάστοτε κατανομής (μέση τιμή, τυπική απόκλιση, λοξότητα, κύρτωση). Με τη συγκεκριμένη μέθοδο μπορούν να υπολογιστούν οι ροπές των ζητούμενων μεγεθών μέσω απλών αριθμητικών πράξεων και έτσι μπορούμε εύκολα και γρήγορα να εξάγουμε ασφαλή συμπεράσματα για τη λειτουργία ενός συστήματος.Η συμπεριφορά της μεθόδου εκτίμησης τριών σημείων εξετάζεται σε τρία ξεχωριστά δίκτυα. Αρχικά, η μέθοδος μελετάται λεπτομερώς στο απλό δίκτυο 6 ζυγών της ΙΕΕΕ και στη συνέχεια στο δίκτυο 14 ζυγών της ΙΕΕΕ. Τέλος, εξετάζεται η συμπεριφορά της σε ένα πιο σύνθετο, πραγματικό δίκτυο, όπως είναι αυτό της Κρήτης, σε τέσσερις ξεχωριστές εφαρμογές. Η προτεινόμενη μέθοδος σε όλα τα δίκτυα αξιολογείται, επαληθεύεται και συγκρίνεται με την ακριβέστερη αριθμητική μέθοδο Monte Carlo 10.000 δοκιμών ενώ στο δίκτυο της Κρήτης γίνεται σύγκριση και με τα αποτελέσματα της ντετερμινιστικής ανάλυσης. Όλες οι υπολογιστικές διαδικασίες που απαιτούνται υλοποιούνται στο προγραμματιστικό περιβάλλον Matlab.