Καταστολή αναποτελεσματικών ενεργειών ελέγχου σε προβλήματα βέλτιστης ροής ισχύος.

Abstract

Mελετάται η δυνατότητα καταστολής των αναποτελεσματικών ενεργειών ελέγχου σε προβλήματα βέλτιστης ροής ισχύος (OPF) καθώς και σε προβλήματα βέλτιστης ροής ισχύος υπό περιορισμούς ασφαλείας (SCOPF). Αναπτύσσεται μεθοδολογία τριών βημάτων, η οποία στηρίζεται στη λογική της εύρεσης του ιδανικού συνολικού κόστους στο 1ο Βήμα και την εύρεση του ελάχιστου απαραίτητου αριθμού ενεργειών ελέγχου, για την επίλυση του προβλήματος, στο 2ο Βήμα. Το 3ο Βήμα εστιάζει στην εύρεση της κατάλληλης, από τον χρήστη καθοριζόμενης, ισορροπίας μεταξύ του ιδανικού κόστους και των ελάχιστων ενεργειών ελέγχου, μέσω του καθορισμού της τιμής του συντελεστή απόκλισης ε από το ιδανικό κόστος. Η μεθοδολογία αρχικά εφαρμόζεται σε προβλήματα OPF, όπου ως ενέργειες ελέγχου λαμβάνονται αρχικά μόνο οι απορρίψεις φορτίου και στη συνέχεια τυχόν απαραίτητες μεταβολές ενεργού παραγωγής γεννητριών. Τα δύο αυτά προβλήματα επιλύονται για λόγους σύγκρισης με τρεις τρόπους. Η Συμβατική Μέθοδος κάνει χρήση δυαδικών μεταβλητών και αποτελεί το μέτρο σύγκρισης (benchmark) για την Μέθοδο Προσέγγισης με συντελεστή a_i και την Μέθοδο Προσέγγισης L_1. Για την εξέταση προβλημάτων SCOPF πραγματοποιήθηκε επέκταση της μεθοδολογίας, ώστε να λαμβάνει υπόψη και περιορισμούς ασφαλείας. Έτσι, εφαρμόζεται σε παραλλαγή προβλήματος Preventive SCOPF, το οποίο στην παρούσα διπλωματική εργασία ονομάστηκε PG–CC SCOPF. Επιπλέον εφαρμόζεται σε AC Preventive Corrective – SCOPF, το οποίο αντιμετωπίστηκε αρχικά μέσω DC προσέγγισης και όπου επιπρόσθετα έγινε χρήση δύο διαφορετικών τρόπων απαρίθμησης των ενεργειών ελέγχου. Τα αποτελέσματα των DC προσεγγίσεων στη συνέχεια εφαρμόστηκαν στο πλήρες πρόβλημα AC–SCOPF για την αξιολόγηση της πραγματοποιούμενης προσέγγισης. Η προσομοίωση των αναφερόμενων προβλημάτων πραγματοποιήθηκε στο λογισμικό GAMS όπου αναπτύχθηκαν 3 διαφορετικά δίκτυα, 3, 74 και 118 ζυγών. Συμβατικές προσεγγίσεις προβλημάτων OPF και SCOPF παρέχουν στον διαχειριστή του συστήματος μεταφοράς (TSO) λύσεις αποκλειστικά ακαδημαϊκού χαρακτήρα, με ιδιαίτερα υψηλό αριθμό ενεργειών ελέγχου, η πρακτική κατανόηση και εφαρμογή των οποίων παρουσιάζει δυσκολίες, και χωρίς διαφάνεια ως προς το γιατί πραγματοποιείται κάποια από αυτές και πως συνδέεται με το συνολικό κόστος λειτουργίας. Αντίθετα, η παρατηρούμενη επιτυχής εφαρμογή της προτεινόμενης μεθοδολογίας τροφοδοτεί τον TSO αρχικά με τον ελάχιστο απαραίτητο αριθμό ενεργειών ελέγχου, δίνοντάς του ένα σαφές φυσικό όριο, και στη συνέχεια με αριθμό πραγματικά αποτελεσματικών ενεργειών ελέγχου, δίνοντάς του την δυνατότητα να κατανοήσει ευκολότερα την σχέση που έχουν με τη λειτουργία του δικτύου και να εκτιμήσει εάν αυτό συμβαδίζει με τις εμπειρίες του ίδιου και να πράξει ανάλογα. Ταυτόχρονα δίνεται η δυνατότητα δραστικής μείωσης του χρόνου εκτέλεσης των προβλημάτων, μέσω της παρουσιαζόμενης προσεγγιστικής μεθόδου με συντελεστή a_i, η οποία βασίζεται σε συνάρτηση προσέγγισης δυαδικών μεταβλητών. Η παρούσα διπλωματική εργασία υιοθετεί σαφώς πρακτική προσέγγιση παρέχοντας αποτελέσματα ευκολότερα ερμηνεύσιμα και εφαρμόσιμα στον πραγματικό κόσμο.