Μοντελοποίηση και μελέτη υπεράκτιου αιολικού πάρκου

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως σκοπό πρώτον την εκτεταμένη βιβλιογραφική επισκόπηση κυρίως των ηλεκτρικών δομών ενός υπεράκτιου αιολικού πάρκου και δεύτερον την μελέτη της απόκρισης των ηλεκτρικών μεγεθών μιας τοπολογίας υπεράκτιου αιολικού πάρκου σε σημαντικά μοντελοποιημένα σφάλματα με την βοήθεια του λογισμικού DigSilent PowerFactory. Αρχικά γίνεται αναφορά στην επικρατούσα κατάσταση στο χώρο των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας με έμφαση στην αιολική και ειδικότερα στην υπεράκτια αιολική ενέργεια, καθώς και στους κλιματικούς στόχους που έχουν θέσει μεγάλο ποσοστό κρατών για επίτευξη του στόχου συγκράτησης του ρυθμού αύξησης της θερμοκρασίας του πλανήτη στον 1.5℃ εώς το 2050. Έπειτα παρουσιάζονται δομικά μέρη, κυρίως ηλεκτρικά, ενός υπεράκτιου αιολικού πάρκου, συμπεριλαμβανομένης και της διασύνδεσής του με το δίκτυο της στεριάς. Στη συνέχεια μελετώνται τοπολογίες που έχουν ωριμάσει με το πέρασμα των χρόνων στην ανάπτυξη των υπεράκτιων αιολικών πάρκων, καθώς και τοπολογίες που είναι σε ερευνητικό στάδιο και έχουν τις περγαμηνές να κυριαρχήσουν στο μέλλον. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην τεχνολογία HVDC-VSC, που πλέον βρίσκει ευρεία εφαρμογή, εξαιτίας της αυξημένης δυνατότητας που παρέχει να εναρμονίζεται στις απαιτήσεις των Διαχειριστών των Δικτύων Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας, οι οποίες ολοένα και αυστηροποιούνται. Έπειτα παρουσιάζονται μοντελοποιημένα τα βασικά ηλεκτρικά μεγέθη και ακολούθως, αφού γίνει αναφορά στο λογισμικό DigSilent PowerFactory, με βάση το μοντέλο του υπεράκτιου αιολικού πάρκου που υπάρχει στην βιβλιοθήκη του λογισμικού, και με κατάλληλες τροποποιήσεις και εισαγωγής επιπλέον παραμέτρων και μεταβλητών που θα βοηθήσουν στην καλύτερη κατανόηση, μοντελοποιούνται βασικά σφάλματα και εκπονούνται διάφορες προσομοιώσεις. Οι προσομοιώσεις αυτές, έχουν τον σκοπό να παρουσιάσουν την συμπεριφορά του συνολικού συστήματος κατά την διάρκεια διαφόρων σφαλμάτων, που είναι κομβική για την μελέτη του ηλεκτρικού συστήματος και των προστασιών του και να οδηγήσουν όχι μόνο στην επαλήθευση της βιβλιογραφίας αλλά και να δώσουν ‘τροφή΄ για μελλοντικές μελέτες.