Συμβολή στην Αξιοπιστία και την Ποιότητα Ισχύος των Δικτύων Διανομής Ηλεκτρικής Ενέργειας

Abstract

Η παρούσα διδακτορική διατριβή συμβάλει στην αξιοπιστία και την ποιότητα ισχύος των δικτύων διανομής (ΔΔ) ηλεκτρικής ενέργειας. Αρχικά, παρουσιάζονται οι δείκτες που χρησιμοποιούνται για την ποσοτικοποίηση της αξιοπιστίας των ΔΔ και προτείνεται η διαδικασία της επαναδιαμόρφωσης των ΔΔ ως τεχνική βελτίωσης της αξιοπιστίας τους. Σε αυτό το πλαίσιο, προτείνεται ένα καινοτόμο μοντέλο μεικτού ακέραιου προγραμματισμού με κωνικούς περιορισμούς δεύτερης τάξης για την επαναδιαμόρφωση των ΔΔ με στόχο τη βελτίωση της αξιοπιστίας τους ή/και την ελαχιστοποίηση των απωλειών ισχύος τους. Το μοντέλο αυτό εισάγει μια πρωτότυπη μεθοδολογία για τον υπολογισμό των δεικτών αξιοπιστίας των ΔΔ και, επιπρόσθετα, διαμορφώνεται ως ένα μοντέλο στοχαστικού προγραμματισμού βάσει σεναρίων για να συμπεριλάβει στο εξεταζόμενο πρόβλημα τη μεταβλητότητα του φορτίου και της παραγωγής από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Το μοντέλο εφαρμόζεται σε τυπικά ΔΔ της βιβλιογραφίας και σε πραγματικά ΔΔ. Η αποτελεσματικότητα του μοντέλου αποδεικνύεται μέσω της σύγκρισης των αποτελεσμάτων που προκύπτουν με εκείνα από άλλες μεθόδους της βιβλιογραφίας. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται τα τυπικά φαινόμενα ποιότητας ισχύος των ΔΔ, καθώς και οι δείκτες που χρησιμοποιούνται για την ποσοτικοποίηση της ποιότητας ισχύος. Ο Μετασχηματισμός Πακέτων Κυματιδίων (Wavelet Packet Transform – WPT), προκρίνεται έναντι του ευρέως διαδεδομένου Μετασχηματισμού Fourier, για την ανάλυση και την επεξεργασία των σημάτων τάσης και ρεύματος. Στο πλαίσιο αυτό, αναπτύσσεται ένα καινοτόμο μοντέλο το οποίο χρησιμοποιεί τον WPT για τον υπολογισμό των δεικτών ποιότητας ισχύος τριφασικών ΔΔ. Επιπρόσθετα, εισάγεται μια καινοτόμα μεθοδολογία για τον υπολογισμό της συμβολής κάθε αρμονικής συνιστώσας τάσης και ρεύματος στην ασυμμετρία των ΔΔ. Το μοντέλο εφαρμόζεται σε δίκτυα προσομοίωσης και σε εργαστηριακή πειραματική διάταξη. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν συγκρίνονται με εκείνα του Μετασχηματισμού Fourier και αποδεικνύουν την ανωτερότητα του προτεινόμενου μοντέλου στον υπολογισμό των δεικτών ποιότητας ισχύος των ΔΔ. Εν κατακλείδι, τα προτεινόμενα μοντέλα εισάγουν ένα καινοτόμο πλαίσιο μεθοδολογιών, οι οποίες συμβάλουν στην αξιοπιστία και την ποιότητα ισχύος των ΔΔ.