Βέλτιστη Ρύθμιση Ηλεκτρονόμων Υπερέντασης-Κατεύθυνσης με Χρήση Τεχνικών Μη Γραμμικού Προγραμματισμού

Abstract

Ένα σωστά σχεδιασμένο Σύστημα Ηλεκτρικής Ενέργειας (Σ.Η.Ε.) πρέπει να εξασφαλίζει την αδιάλειπτη παροχή ηλεκτρικής ενέργειας σε κάθε φορτίο που συνδέεται σε αυτό. Η ισχύς μεταφέρεται κυρίως με εκτεθειμένες εναέριες γραμμές, με αποτέλεσμα να υπάρχει η πιθανότητα βλάβης τους. Η Προστασία Σ.Η.Ε. καλείται σε αυτές τις περιπτώσεις να ανιχνεύσει τυχόν σφάλματα στα δίκτυα και να απομονώσει όσο το δυνατόν γρηγορότερα το πληγέν κομμάτι του δικτύου έως ότου αυτά εκκαθαριστούν, με σκοπό την ομαλή λειτουργία του υπόλοιπου δικτύου. Η πολυπλοκότητα των σύγχρονων δικτύων απαιτεί τη ρύθμιση των σύγχρονων ηλεκτρονόμων προστασίας, που διαθέτουν μικροεπεξεργαστές, με όσο το δυνατόν αυτοματοποιημένο τρόπο ανάλογα με το εκάστοτε δίκτυο. Στην παρούσα διπλωματική, στόχος είναι η ρύθμιση ηλεκτρονόμων υπερέντασης, σε πρώτο στάδιο σε ακτινικά παθητικά δίκτυα με μία πηγή, και σε δεύτερο στάδιο, σε βροχοειδή συστήματα με πολλαπλές πηγές. Συγκεκριμένα, οι μεταβλητές προς ρύθμιση του ηλεκτρονόμου υπερέντασης είναι το ρεύμα διέγερσης και ο χρονικός πολλαπλασιαστής. Αρχικά, αναφέρονται τα είδη σφαλμάτων που εμφανίζονται στα Σ.Η.Ε., καθώς και μέθοδοι ανάλυσης των δικτύων κατά το σφάλμα, με σκοπό τον προσδιορισμό της τάσης και του ρεύματος σε κάθε σημείο του δικτύου, μεγέθη τα οποία είναι άμεσα συσχετισμένα με τη σωστή ρύθμιση των ηλεκτρονόμων. Στη συνέχεια, γράφτηκε κώδικας σε Matlab με σκοπό την αλγοριθμική ρύθμιση ηλεκτρονόμων υπερέντασης σε ακτινικά δίκτυα με μία πηγή για διάφορα δεδομένα δικτύου που δίνει ο χρήστης. Το τελευταίο και βασικό κομμάτι της διπλωματικής, που περιγράφεται στα Κεφάλαια 5 και 6, είναι αυτό της ρύθμισης ηλεκτρονόμων υπερέντασης-κατεύθυνσης για επιλογική συνεργασία σε βροχοειδή δίκτυα με πολλαπλές πηγές, με χρήση μη γραμμικού προγραμματισμού. Για να επιτευχθεί αυτό, πρώτα γίνεται μελέτη βραχυκυκλωμάτων σε όλους τους ζυγούς του εκάστοτε δικτύου, έπειτα βρίσκονται τα ζεύγη ηλεκτρονόμων πρωτεύουσας-δευτερεύουσας προστασίας, καθώς και τα ρεύματα που «βλέπει» ο καθένας. Τέλος, ρυθμίζονται οι ηλεκτρονόμοι βάσει της μεθόδου βελτιστοποίησης που επιλέχθηκε και επιτυγχάνεται η επιλογική συνεργασία μεταξύ τους. Η ρύθμιση των ηλεκτρονόμων έγινε αρχικά για σφάλματα που συμβαίνουν ακριβώς μπροστά από κάθε ηλεκτρονόμο (close-in σφάλμα) και έπειτα για συνδυασμό σφαλμάτων close-in και σε ποσοστό της γραμμής που επιθυμεί ο χρήστης. Όλα τα παραπάνω, εξετάστηκαν σε 2 Πρότυπα Δίκτυα, ένα 8 ζυγών και ένα 15 ζυγών, στα οποία αξιολογήθηκαν αναλυτικά τα αποτελέσματα.