Παρακαλώ χρησιμοποιήστε αυτό το αναγνωριστικό για να παραπέμψετε ή να δημιουργήσετε σύνδεσμο προς αυτό το τεκμήριο: http://artemis.cslab.ece.ntua.gr:8080/jspui/handle/123456789/17975
Τίτλος: Ανάλυση δυναμικής συμπεριφοράς υβριδικού σταθμού ΑΠΕ με αποθήκευση αντλησιοταμιευτικού τύπου
Συγγραφείς: Κωνσταντέας, Απόστολος
Παπαθανασίου Σταύρος
Λέξεις κλειδιά: Υβριδικός σταθμός παραγωγής, Αντλησιοταμίευση, Αντλίες σταθερών στροφών, Αντλίες μεταβλητών στροφών, Αυτόνομο σύστημα, Μεταβατική συμπεριφορά, Δυναμική ανάλυση, Έλεγχος συχνότητας, Υδροηλεκτρικός σταθμός, Αντλητικός σταθμός, Όνυχοι εκτροπής, Βελόνες ακροφυσίων, Έλεγχος εφεδρείας ισχύος, Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, Υβριδικός σταθμός παραγωγής Ικαρίας
Ημερομηνία έκδοσης: 30-Ιου-2021
Περίληψη: Η ανάπτυξη των ΑΠΕ στα ηλεκτρικά συστήματα επιφέρει σημαντικά οφέλη, όπως μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, του κόστους ηλεκτροδότησης και της ενεργειακής εξάρτησης από ορυκτούς πόρους. Παρ’ όλα αυτά, η λειτουργία των ηλεκτρικών συστημάτων με υψηλή διείσδυση ΑΠΕ είναι συνδεδεμένη με αρκετές τεχνικές προκλήσεις, όπως οι διαταραχές στη συχνότητα, λόγω της διακύμανσης της μη ελεγχόμενης πρωτογενούς πηγής ενέργειάς τους. Το πρόβλημα αυτό είναι ακόμα μεγαλύτερο σε αυτόνομα ηλεκτρικά συστήματα, όπως τα Μη Διασυνδεδεμένα Νησιά (ΜΔΝ) της Ελλάδας, όπου οι διαταραχές στο ισοζύγιο ισχύος επιφέρουν σημαντικές μεταβολές στη συχνότητα, λόγω της χαμηλής τους αδράνειας και της απουσίας διασύνδεσης με ισχυρό σύστημα. Επιπλέον αυτού, η ανάπτυξη ΑΠΕ σε αυτόνομα συστήματα αντιμετωπίζει σημαντικούς περιορισμούς, λόγω της αδυναμίας απόδοσης της ενέργειας ΑΠΕ σε ώρες σχετικά χαμηλού φορτίου. Μια αποτελεσματική λύση για την ενίσχυση της διείσδυσης ΑΠΕ σε ΜΔΝ, χωρίς να υποβαθμίζεται η ποιότητα ισχύος τους είναι η ανάπτυξη συστημάτων αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας, όπως π.χ. μπαταρίες ή αντλησιοταμιευτικοί σταθμοί, τα οποία σε συνδυασμό με μονάδες ΑΠΕ αποτελούν «υβριδικούς σταθμούς», πλήρως ελεγχόμενους, όπως και οι συμβατικές μονάδες. Στη παρούσα εργασία εξετάζεται η δυναμική συμπεριφορά του υβριδικού σταθμού της Ικαρίας, ο οποίος αποτελεί ένα πρωτοποριακό ενεργειακό έργο, συνδυάζοντας την αιολική με την υδραυλική ενέργεια. Απώτερος σκοπός του έργου είναι αφενός η περαιτέρω διείσδυση των ΑΠΕ στο ηλεκτρικό σύστημα της Ικαρίας, αφετέρου ο περιορισμός της παραγωγής του τοπικού συμβατικού σταθμού παραγωγής στον Άγιο Κήρυκο. Το υβριδικό έργο της Ικαρίας αποτελείται από το αιολικό πάρκο στη Στραβοκουντούρα, τους Μικρούς Υδροηλεκτρικούς Σταθμούς (ΜΥΗΣ) Προεσπέρας και Κάτω Προεσπέρας και το αντλιοστάσιο στην Κάτω Προεσπέρα. Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας αναπτύσσονται κατάλληλα μοντέλα, τόσο για τους δύο ΜΥΗΣ όσο και για το αντλιοστάσιο, μέσω του λογισμικού του MATLAB/SIMULINK, με σκοπό τη μελέτη της δυναμικής συμπεριφοράς των συνιστωσών του υβριδικού σταθμού της Ικαρίας. Αναλυτικότερα, στο Κεφάλαιο 1 γίνεται μια εισαγωγή στα υβριδικά συστήματα, περιγράφεται συνοπτικά το ηλεκτρικό σύστημα της Ικαρίας, παρατίθενται ορισμένα τεχνικά χαρακτηριστικά του υβριδικού σταθμού του νησιού και περιγράφονται οι αρχές διαχείρισής του. Στο Κεφάλαιο 2 περιγράφεται η μοντελοποίηση του υδραυλικού μέρους των ΜΥΗΣ Προεσπέρας και Κάτω Προεσπέρας, αρχικά με χρήση υδατοθυρίδας, και του ρυθμιστή στροφών των υδροστροβίλων, διερευνώντας την απόκρισή τους σε διάφορες διαταραχές. Στη συνέχεια, χρησιμοποιείται ένας εναλλακτικός τρόπος μοντελοποίησης του υδραυλικού μέρους ενός ΜΥΗΣ, ο οποίος αντικαθιστά την απλοποιημένη λογική της υδατοθυρίδας και εισάγει τη λογική των βελόνων στα ακροφύσια του υδροστροβίλου (needles) και των ονύχων εκτροπής (deflectors). Το συγκεκριμένο μοντέλο αποτυπώνει με μεγαλύτερη ακρίβεια το πραγματικό σύστημα και ως εκ τούτου υιοθετείται για το υπόλοιπο των προσομοιώσεων. Στο πλαίσιο της εργασίας διερευνήθηκε και η δυνατότητα αξιοποίησης των deflectors για συμβολή στην πρωτεύουσα ρύθμιση της συχνότητας του νησιού. Στο Κεφάλαιο 3 περιγράφεται η μοντελοποίηση του υδραυλικού μέρους του αντλιοστασίου τόσο με το κυματικό/ελαστικό όσο και με το μη κυματικό/ανελαστικό μοντέλο, ανάλογα με τη θεώρηση που γίνεται για τη στήλη ύδατος των αγωγών. Για λόγους πληρότητας της ανάλυσης, χρησιμοποιούνται και τα δύο μοντέλα, ώστε να αναδειχθεί η διαφορά μεταξύ τους και να αποδειχθεί η καταλληλόλητα του κυματικού για το αντλιοστάσιο της Ικαρίας. Στη συνέχεια παρουσιάζεται η μοντελοποίηση του ηλεκτρικού μέρους των αντλιών, οι μεν αντλίες σταθερών στροφών είναι απευθείας συνδεδεμένες στο δίκτυο, χωρίς δυνατότητα ελέγχου της απορροφούμενης ισχύος τους, οι δε αντλίες μεταβλητών στροφών συνδέονται στο δίκτυο μέσω “back-to-back” μετατροπέα ισχύος (AC/DC/AC). Επιπλέον αυτού, αναπτύσσεται και ο έλεγχος ρευμάτων των μετατροπέων πλευράς μηχανής και πλευράς δικτύου. Έπειτα, παρουσιάζονται προσομοιώσεις στο MATLAB/SIMULINK, για διάφορες διαταραχές στο αντλιοστάσιο, για να αξιολογηθεί η λειτουργία του. Επιπλέον των παραπάνω, αξιολογείται και μία αρχή ένταξης-απένταξης των αντλιών σταθερών στροφών. Εν κατακλείδι, στο Κεφάλαιο 4 αναφέρονται τα κύρια συμπεράσματα που προέκυψαν στα πλαίσια της παρούσας εργασίας, επισημαίνεται η πρωτοτυπία της και καταγράφονται πιθανές μελλοντικές της προεκτάσεις.
URI: http://artemis.cslab.ece.ntua.gr:8080/jspui/handle/123456789/17975
Εμφανίζεται στις συλλογές:Διπλωματικές Εργασίες - Theses

Αρχεία σε αυτό το τεκμήριο:
Αρχείο Περιγραφή ΜέγεθοςΜορφότυπος 
ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ_ΑΚ.pdf8.16 MBAdobe PDFΕμφάνιση/Άνοιγμα


Όλα τα τεκμήρια του δικτυακού τόπου προστατεύονται από πνευματικά δικαιώματα.