Ανάλυση δικτύου διανομής με κινητήρες επαγωγής και επίδραση στην ευστάθεια τάσης

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει τη συμπεριφορά μιας γραμμής διανομής με συνδεδεμένες μονάδες διεσπαρμένης παραγωγής, η εξέταση των μηχανισμών αστάθειας και των μεθόδων ελέγχου της τάσης της γραμμής. Ερευνάται επίσης η δράση του Σύστηματος Αλλαγής Τάσης Υπό Φορτίο (ΣΑΤΥΦ) του μετασχηματιστή καθώς και η παραγωγή αέργου ισχύος από τις ΑΠΕ ως παράγοντες ευστάθειας του συστήματος καθώς και μηχανισμού άεργης υποστήριξης υπό διαφορετικά σενάρια και συνδεσμολογίες. Για την παραπάνω εξέταση αρχικά αναπτύσσεται λογισμικό προσομοίωσης του δικτύου διανομής στο υπολογιστικό πρόγραμμα MATLAB. Η αναπαράσταση της ροής φορτίου πραγματοποιείται με τη βοήθεια ενός αλγορίθμου ο οποίος χρησιμοποιεί την επαναληπτική αριθμητική μέθοδο Newton-Raphson για το κάθε εξεταζόμενο σενάριο. Στο πρώτο σκέλος της εργασίας, γίνεται ανάλυση του για στατικά σενάρια παραγωγής ενέργειας από τις ΑΠΕ και κατανάλωσης από τα φορτία και παρατηρείται η συμπεριφορά του, παρουσιάζεται ένας τρόπος μοντελοποίησης φορτίων σταθερής αγωγιμότητας και συγκρίνονται διαφορετικά μοντέλα φορτίων εξαρτώμενων της τάσης. Έπειτα πραγματοποιείται χρονική προσομοίωση του συστήματος εντάσσοντας παράλληλα διαταραχές στο σύστημα και παρατηρείται ο τρόπος αντιμετώπισης τους από το ΣΑΤΥΦ. Ακόμη, εξετάζεται η συμπεριφορά της γραμμής διανομής με την ένταξη και παράσταση κινητήρων επαγωγής αντικαθιστώντας ορισμένα φορτία, και προσομοιώνεται ξανά η λειτουργία του συστήματος. Πραγματοποιείται μοντελοποίηση των κινητήρων για την ενσωμάτωση τους στο πρόγραμμα επίλυσης ροής φορτίου και εξάγονται αποτελέσματα που συγκρίνονται με εκείνα πριν την προσθήκη τους. Τέλος προσομοιώνεται η σύνδεση της γραμμής διανομής με ένα ακτινικό σύστημα μεταφοράς, καθώς και το όριο φόρτισης του συστήματος, η ικανότητα προσφοράς αέργου ισχύος από το διεσπαρμένη παραγωγή. Ακόμη υπολογίζεται η Μέγιστη Μεταφερόμενη Ισχύς και τις επιπτώσεις που έχει σε αυτή η ύπαρξη κινητήρων επαγωγής ως φορτία της γραμμής διανομής. Επιπλέον ερευνώνται τρόποι αύξησης της μέγιστης μεταφερόμενης ισχύος για τη γραμμή διανομής με και χωρίς κινητήρες επαγωγής.