Διαχωρισμός Του Δικτύου Σε Ζώνες Και Αποκεντρωμένος Έλεγχος Για Ρύθμιση Τάσης Σε Περίπτωση Διαταραχών

Abstract

Στόχος της διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη αλγορίθμων με σκοπό τον αποκεντρωμένο έλεγχο για ρύθμιση της τάσης των ζυγών ενός ηλεκτρικού συστήματος. Πραγματοποιείται διαχωρισμός του δικτύου σε ζώνες και κάθε ζώνη πραγματοποιεί ελέγχους ανεξάρτητα και παράλληλα με τις άλλες ζώνες ώστε να περιορίσει την διαταραχή της τάσης των ζυγών που περιέχονται σε αυτή. Πιο συγκεκριμένα, η εργασία αναπτύσσεται σε τρία κυρίως μέρη: Το πρώτο μέρος αποτελεί μία εισαγωγή στην έννοια της ομαδοποίησης δεδομένων και στα κυριότερα είδη και αλγόριθμους ομαδοποίησης που υπάρχουν. Περιγράφονται οι λόγοι για τους οποίους είναι απαραίτητη η ανάπτυξη και η βελτιστοποίηση του ελέγχου των σημερινών συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Αναφέρονται τα πλεονεκτήματα του διαχωρισμού του δικτύου σε επιμέρους υπο-περιοχές καθώς επίσης, περιγράφεται ο τρόπος λειτουργίας του κεντρικού και του αποκεντρωμένου ελέγχου και γίνεται μία σύντομη σύγκριση των δύο αυτών μεθόδων ελέγχου. Στο δεύτερο μέρος πραγματοποιείται ο σχεδιασμός αλγορίθμων-μεθόδων διαχωρισμού ενός συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας σε ζώνες. Ο διαχωρισμός έχει ως στόχο τη δημιουργία ζωνών με την μικρότερη ανταλλαγή ισχύος και αλληλεπίδραση μεταξύ τους. Ως αποτέλεσμα, σε περίπτωση εμφάνισης διαταραχής σε μία ζώνη, η διάδοση της στις υπόλοιπες ζώνες θα είναι ασθενής. Επίσης, οι ζυγοί μιας ζώνης παρουσιάζουν μεγαλύτερη ευαισθησία στους ελέγχους που πραγματοποιούνται μέσα στην ζώνη σε σχέση με τους ελέγχους που πραγματοποιούνται εκτός αυτής. Οι αλγόριθμοι διαχωρισμού εφαρμόζονται στο δίκτυο 118 ζυγών της ΙΕΕΕ. Στο τρίτο μέρος της εργασίας χρησιμοποιείται ο διαχωρισμός του δικτύου που πραγματοποιήθηκε με σκοπό την ανάπτυξη ελέγχου του δικτύου, σε πραγματικό χρόνο. Ο έλεγχος έχει ως στόχο την εξάλειψη της παραβίασης των ορίων της τάσης των ζυγών ενός δικτύου σε περίπτωση διαταραχής. Στην εργασία αυτή οι διαταραχές που εξετάζονται είναι η αύξηση των φορτίων και η απώλεια γραμμών. Κάθε ζώνη πραγματοποιεί έλεγχο μέσα σε αυτή, χρησιμοποιώντας τη διαθέσιμη άεργο ισχύ των γεννητριών της ζώνης καθώς και τους διαθέσιμους πυκνωτές. Τέλος, για τον έλεγχο της τάσης χρησιμοποιήθηκε και η μέθοδος βελτιστοποίησης σμήνους σωματιδίων (Particle Swarm Optimization Technique) ανεξάρτητα για κάθε ζώνη.Συμπερασματικά, με το διαχωρισμό του δικτύου σε ζώνες είναι δυνατή η απλοποίηση μεγάλων δικτύων καθιστώντας τον έλεγχο του δικτύου πιο αποτελεσματικό και πιο εφικτή τη ρύθμιση της τάσης των ζυγών, αποτρέποντας έτσι τη διάδοση των διαταραχών μεταξύ διαφορετικών ζωνών του δικτύου.