Πιθανοτική Προσέγγιση Για Τη Βέλτιστη Τοποθέτηση Και Διαστασιολόγηση Ανεμογεννητριών Σε Δίκτυα Διανομής

Abstract

Η απελευθέρωση της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας, η συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας, η συμφόρηση των γραμμών μεταφοράς και οι πρόσφατες εξελίξεις στις τεχνολογίες ανανεώσιμων πηγών ενέργειας έχουν στρέψει το ενδιαφέρον στην αλλαγή της δομής του συστήματος διανομής ηλεκτρικής ενέργειας με την διείσδυση μονάδων διεσπαρμένης παραγωγής στα δίκτυα διανομής.Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η βέλτιστη τοποθέτηση και διαστασιολόγηση ανεμογεννητριών σε δίκτυα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας, λαμβάνοντας υπόψη την τυχαία συμπεριφορά της ταχύτητας του ανέμου και της ζήτησης φορτίου, ώστε να μεγιστοποιηθεί το οικονομικό όφελος της επένδυσης.Η μεθοδολογία που αναπτύχθηκε στην παρούσα εργασία βασίζεται στην δημιουργία ενός πιθανοτικού μοντέλου για την παραγωγή και την ζήτηση που συνδυάζει όλες τις πιθανές καταστάσεις λειτουργίας των ανεμογεννητριών και της ζήτησης φορτίου με τις αντίστοιχες πιθανότητες τους και στην ενσωμάτωση του πιθανοτικού μοντέλου σε ένα ντετερμινιστικό πρόβλημα σχεδιασμού. Το πρόβλημα σχεδιασμού εκφράζεται ως πρόβλημα μη γραμμικού προγραμματισμού, με αντικειμενική συνάρτηση βελτιστοποίησης την μεγιστοποίηση του οικονομικού οφέλους και περιορισμούς τα όρια της τάσης των ζυγών, τα θερμικά όρια των γραμμών, την μέγιστη επιτρεπόμενη διείσδυση αιολικής ισχύος στο δίκτυο και το διαθέσιμο κεφάλαιο της επένδυσης.Στα πλαίσια της εργασίας, αναπτύχθηκε λογισμικό στο περιβάλλον βελτιστοποίησης GAMS, το οποίο εφαρμόστηκε σε δίκτυα διανομής 4, 15 και 34 ζυγών. Για κάθε δίκτυο, υπολογίζεται η βέλτιστη θέση εγκατάστασης και το βέλτιστο μέγεθος της εγκατεστημένης ισχύος των ανεμογεννητριών και πραγματοποιείται η οικονομική αξιολόγηση της επένδυσης. Στη συνέχεια, τα αποτελέσματα της προτεινόμενης μεθόδου συγκρίνονται με αυτά της ντετερμινιστικής προσέγγισης, κατά την οποία η παραγόμενη ισχύς από τις ανεμογεννήτριες και η ζήτηση φορτίου θεωρούνται σταθερές, και εξάγονται συμπεράσματα. Τέλος, προτείνονται ενδεχόμενες επεκτάσεις της εργασίας.