Ρύθμιση Ηλεκτρονόμων Υπερέντασης-κατεύθυνσης Για Προσαρμοστικά Συστήματα Προστασίας, Με Χρήση Της Υβριδικής Μεθόδου Βελτιστοποίησης Pso-lp

Abstract

Τα Συστήματα Ηλεκτρικής Ενέργειας (Σ.Η.Ε.) έχουν ως σκοπό την αδιάλειπτη παροχή Ηλεκτρικής Ενέργειας στους καταναλωτές, με όσο το δυνατόν πιο αξιόπιστο, ασφαλές και οικονομικό τρόπο. Για να καλυφθούν οι προαναφερθείσες απαιτήσεις, απαιτούνται σύγχρονα και πολύπλοκα συστήματα προστασίας. Με την πολυπλοκότητα των συστημάτων προστασίας να αυξάνει ολοένα και περισσότερο, σε συνδυασμό με τις εξελιγμένες δυνατότητες των σύγχρονων ψηφιακών ηλεκτρονόμων, δημιουργείται η ανάγκη χρήσης εξομοιωτών στους οποίους θα ελέγχονται τα καινούρια σχήματα προστασίας, πριν εφαρμοστούν στο Σύστημα Ηλεκτρικής Ενέργειας. Επομένως, η ρύθμιση των στοιχείων προστασίας ενός Σ.Η.Ε. είναι ζωτικής σημασίας για την εύρυθμη και ομαλή λειτουργία του συστήματος.Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιείται η Ρύθμιση των Ηλεκτρονόμων Υπερέντασης με στοιχεία Κατεύθυνσης, με χρήση υβριδικής μεθόδου βελτιστοποίησης, η οποία συνδυάζει από τη μέθοδο Βελτιστοποίηση Σμήνους Σωματιδίων και τον Γραμμικό Προγραμματισμό. Πιο συγκεκριμένα, υπολογίζοντα οι τιμές των δύο παραμέτρων που διαθέτει ο κάθε ηλεκτρονόμος υπερέντασης, δηλαδή το ρεύμα ρύθμισης (pick up current) και η χρονική σταθερά (Time Dial Setting), οι οποίες ελαχιστοποιούν το συνολικό χρόνο λειτουργία τους. Στην αρχή της εργασίας αναφέρεται το γενικό θεωρητικό υπόβαθρο προστασίας και τα προβλήματα που δημιουργούνται στα σύγχρονα δίκτυα διανομής, με έντονη διείσδυση μονάδων Διεσπαρμένης Παραγωγής. Στην συνέχεια, περιγράφεται και διατυπώνεται το πρόβλημα συνεργασίας των ηλεκτρονόμων υπερέντασης. Ακολούθως, γίνεται εκτενής περιγραφή της κλασικής μεθόδου Βελτιστοποίησης Σμήνους Σωματιδίων και της προτεινόμενης «υβριδικής» μεθόδου βελτιστοποίησης.Οι υπολογισμοί που προηγούνται της εφαρμογής της βελτιστοποίησης, είναι η ανάλυση ροών φορτίου και η ανάλυση βραχυκυκλωμάτων, οι οποίες υπολογίζονται με χρήση του λογισμικού πακέτου NEPLAN. Στη συνέχεια, σχεδιάζεται και υλοποιείται η μέθοδος βελτιστοποίησης σε περιβάλλον Matlab και πραγματοποιείται η εφαρμογή της σε τρία διαφορετικά συστήματα. Πιο συγκεκριμένα, εξετάστηκαν δύο πρότυπα συστήματα της IEEE των 14 και 39 ζυγών και ένα Δίκτυο Διανομής με Διεσπαρμένη Παραγωγή, το οποίο δημιουργήθηκε κατάλληλα ώστε να μελετηθούν διάφορες περιπτώσεις. Τέλος, για κάθε εξεταζόμενο σύστημα αξιολογούνται τα αποτελέσματα και εξάγονται τα απαραίτητα συμπεράσματα.