Εκτίμηση επάρκειας ισχύος σε ευρύτερη περιοχή διασυνδεδεμένων ηλεκτρικών συστημάτων με την τεχνική Monte Carlo

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία διερευνά την μετάβαση του ηλεκτρικού συστήματος της νοτιοανατολικής (ΝΑ) Ευρώπης το 2030 προς ένα σύστημα με αυξημένες ΑΠΕ και περισσότερες τεχνολογίες ευελιξίας, όπως σταθμοί αποθήκευσης και διασυνοριακές διασυνδέσεις. Σε αυτό το περιβάλλον, βασικός στόχος της εργασίας είναι η εκτίμηση της επάρκειας ισχύος σε ένα σύνολο διασυνδεδεμένων περιοχών με τη τεχνική Monte Carlo και η διερεύνηση διαφορετικών μεθοδολογιών και στρατηγικών διαχείρισης των πόρων ευελιξίας. Για το σκοπό αυτό αναπτύσσονται και μοντελοποιούνται διαφορετικές στρατηγικές διαχείρισης των αποθηκευτικών σταθμών και των διασυνδέσεων στα πλαίσια μοντέλου εκτίμησης της επάρκειας ισχύος πολλαπλών διασυνδεδεμένων περιοχών. Οι εναλλακτικές στρατηγικές υλοποιούνται ως προβλήματα βελτιστοποίησης που στοχεύουν στην ελαχιστοποίηση της μη εξυπηρετούμενης ενέργειας και διαφοροποιούνται ως προς τον τρόπο λειτουργίας του συστήματος σε περιπτώσεις ανεπάρκειας. Για κάθε εναλλακτική στρατηγική που εξετάζεται υπολογίζονται και συγκρίνονται οι βασικοί δείκτες αξιοπιστίας των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας: LOLE (Loss of Load Expectation) και EENS (Expected Energy Not Served). Το μοντέλο εκτίμησης της επάρκειας ισχύος λαμβάνει υπόψη το στοχαστικό χαρακτήρα της διαθεσιμότητας των πόρων παραγωγής αξιοποιώντας την πιθανοτική μέθοδο Monte Carlo. Για την αποτελεσματικότερη ανάδειξη των μεθοδολογιών, πέρα από το βασικό σενάριο για το 2030, γίνονται διερευνήσεις με μειωμένη θερμική παραγωγή προς ανάδειξη του ρόλου της αποθήκευσης στην επάρκεια ισχύος. Για την μοντελοποίηση και τη βελτιστοποίηση του προβλήματος αξιοποιήθηκε το λογισμικό MATLAB. Συνοψίζοντας, η παρούσα εργασία προσφέρει μια εκτίμηση για την επάρκεια ενός συνόλου διασυνδεδεμένων χωρών υπό την παρουσία ΑΠΕ και αποθήκευσης μέσα από τη σύγκριση διαφορετικών στρατηγικών διαχείρισης των πόρων παραγωγής και ευελιξίας ενός συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας.