Μοντελοποίηση Ανεμογεννήτριας Σε Πραγματικό Χρόνο Για Μελέτη Ρύθμισης Συχνότητας

Abstract

ΠΕΡΙΛΗΨΗΤα τελευταία χρόνια και λόγω της όλο και μεγαλύτερης διείσδυσης της αιολικής ενέργειας στα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας (Σ.Η.Ε.) και κυρίως στα αυτόνομα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας, έχει γίνει πιο επιτακτική η ανάγκη της συμμετοχής των ανεμογεννητριών στην πρωτεύουσα ρύθμιση φορτίου - συχνότητας. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας μελετήθηκε αυτό το φαινόμενο και αναπτύχθηκαν τρία μοντέλα. Το πρώτο μοντέλο, το οποίο ήταν ένα δίκτυο, προσομοιώθηκε στο matlab-simulink και αναπαραστήθηκε ως ισοδύναμο μοντέλο μεταβολών ισχύος - ροπής ενός ζυγού και περιλαμβάνει ένα υδροηλεκτρικό, μια ανεμογεννήτρια και ένα φορτίο. Το δεύτερο μοντέλο, αναπτύχθηκε στο εργαστήριο Σ.Η.Ε. στο RSCAD και εκτελέστηκε στο RTDS και αναφέρεται σ’ ένα μικρό και αυτόνομο δίκτυο μιας σύγχρονης γεννήτριας μαζί με μια ανεμογεννήτρια και ένα φορτίο. Τέλος το τρίτο μοντέλο αναπτύχθηκε και αυτό στο RSCAD και αναφέρεται στο δίκτυο Μέσης Τάσης του μικρού ελληνικού νησιού Αγίου Ευστρατίου (Άη Στράτης).Ελήφθησαν αποτελέσματα για τέσσερις περιπτώσεις στρατηγικής λειτουργίας της ανεμογεννήτριας: Για την κλασική λειτουργία, όπου η ανεμογεννήτρια δε συμμετέχει καθόλου στη ρύθμιση, για τη συμμετοχή στην αδρανειακή απόκριση του δικτύου, για την αποφόρτιση της ανεμογεννήτριας μέσω του ελέγχου της γωνίας του βήματος της έλικας καθώς και για το συνδυασμό των δύο προηγούμενων μεθόδων. Για όλα αυτά τα μοντέλα και για όλες αυτές τις περιπτώσεις στρατηγικής λειτουργίας της ανεμογεννήτριας, εξετάστηκαν διάφορα σενάρια ταχύτητας ανέμου και μεταβολών του φορτίου. Τέλος, η πραγματική ταχύτητα ανέμου μετρήθηκε και χρησιμοποιήθηκε ως είσοδος στο μοντέλο της ανεμογεννήτριας στο RTDS και μελετήθηκε η επίδραση της στη συχνότητα του δικτύου.