Ανάλυση Αιολικού Πάρκου Ανεμογεννητριών Με Μηχανές Διπλής Τροφοδότησης Διασυνδεδεμένων Στο Δίκτυο

Abstract

Η αυξανόμενη χρήση της αιολικής ενέργειας στη σημερινή εποχή σε συνδυασμό με τη ραγδαία ανάπτυξη των τεχνολογιών ανεμογεννητριών έχει προκαλέσει το έντονο ενδιαφέρον για τη βέλτιστη αξιοποίηση του ανέμου σε ευρύ φάσμα ταχυτήτων. Στο πλαίσιο αυτό, βασική απαίτηση των αιολικών συστημάτων αποτελεί η αδιάλλειπτη παροχή μέγιστης ισχύος στο ηλεκτρικό δίκτυο ακόμα και σε συνθήκες διαταραχών.Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη κατάλληλου μοντέλου για την ανάλυση και τον έλεγχο ασύγχρονης γεννήτριας διπλής τροφοδότησης, που είναι πλέον πολύ διαδεδομένη στα αιολικά συστήματα. Αρχικά, περιγράφονται τα επιμέρους υποσυστήματα της ανεμογεννήτριας που μελετήθηκε. Συγκεκριμένα, γίνεται αναφορά στο αεροδυναμικό μέρος, αναλύεται μαθηματικά η ασύγχρονη γεννήτρια διπλής τροφοδότησης και επεξηγείται η λειτουργία του back - to - back μετατροπέα με λεπτομερή ανάλυση των επιμέρους τμημάτων του. Στη συνέχεια, εξετάζεται το σύστημα ελέγχου και ο τρόπος λειτουργίας του. Στο σημείο αυτό, περιγράφεται η τεχνική του διανυσματικού ελέγχου και αναλύεται ο έλεγχος της ανεμογεννήτριας τόσο από την πλευρά του δρομέα όσο και από την πλευρά του δικτύου. Ακόμη, περιγράφεται η λειτουργία του συστήματος ανεύρεσης σημείου παροχής μέγιστης ισχύος με δεδομένη χαρακτηριστική καμπύλη.Παρουσιάζονται τα χαρακτηριστικά αιολικού πάρκου και μελετώνται διάφορες περιπτώσεις λειτουργίας ώστε να αξιολογηθεί η εναρμόνισή του με τις τεχνικές απαιτήσεις του διαχειριστή του ελληνικού συστήματος. Στο πλαίσιο αυτό, προσομοιώνονται περιπτώσεις κανονικής λειτουργίας αλλά και διαταραχών στην πλευρά του δικτύου. Επιπλέον, συγκρίνονται οι αποκρίσεις του συστήματος της παρούσας εργασίας με εκείνες αντίστοιχου συστήματος της βιβλιογραφίας, προκειμένου να επιβεβαιωθεί η ακρίβεια των αποτελεσμάτων του προτεινόμενου μοντέλου.Τέλος, διερευνάται η επίπτωση στις αποκρίσεις του συστήματος ελέγχου με τυπικά κέρδη ανάδρασης ολοκληρωτικού σφάλματος με εκείνες που προκύπτουν μετά από βελτιστοποίησή τους με τη μέθοδο των Ziegler - Nichols.