Βέλτιστη ροή ισχύος με περιορισμούς ασφαλείας και συχνότητας

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και επίλυση του προβλήματος της βέλτιστης ροής ισχύος με περιορισμούς ασφάλειας και συχνότητας, έπειτα από απότομες αυξήσεις φορτίου (βηματικές διαταραχές) σε δίκτυα με διαφορετική διείσδυση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Στόχος είναι η επίλυση του προβλήματος της βέλτιστης ροής ισχύος (OPF) κρατώντας συνδεδεμένες στο δίκτυο τις κατάλληλες γεννήτριες, ώστε να υπάρχει η απαραίτητη αδράνεια για την αντιμετώπιση της αύξησης του φορτίου, ελαχιστοποιώντας ταυτόχρονα τον αριθμό των συμβατικών γεννητριών που είναι συνδεδεμένες στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Γίνεται εφαρμογή σε πρόβλημα βέλτιστης ροής ισχύος, του οποίου οι περιορισμοί ασφάλειας αποτελούν βάση και στη συνέχεια προστίθενται και οι περιορισμοί συχνότητας (περιορισμός μόνιμου σφάλματος, μέγιστης απόκλισης συχνότητας και ρυθμού μεταβολής της συχνότητας). Στις εφαρμογές χρησιμοποιήθηκε τετραγωνική αντικειμενική συνάρτηση. Το μαθηματικό μοντέλο περιλαμβάνει όλες τις εξισώσεις που αφορούν την άεργο ισχύ, καθώς και τις πλήρεις εξισώσεις ροής ισχύος. Η προσομοίωση έγινε στα λογισμικά GAMS και MATLAB, όπου χρησιμοποιήθηκαν δύο δίκτυα: 118 και 74 ζυγών, αντίστοιχα. Έχουν χρησιμοποιηθεί δύο βασικές περιπτώσεις: στη μία περίπτωση οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας δεν συμμετέχουν στην υποστήριξη της συχνότητας, ενώ στην άλλη συμμετέχουν. Στη συνέχεια, για κάθε μια από τις περιπτώσεις που αναφέρθηκαν πριν, και για κάθε δίκτυο χρησιμοποιούνται και συγκρίνονται τρεις διαφορετικές περιπτώσεις, με βάση τον συνδυασμό παραγωγής των χωρών Γερμανίας, Γαλλίας, και Ελλάδας. Στις περιπτώσεις αυτές λαμβάνονται υπόψη τα δυναμικά χαρακτηριστικά των μονάδων παραγωγής