Μεγιστοποίηση του ηλεκτρικού χώρου στα δίκτυα διανομής με βέλτιστο έλεγχο του χρόνου λειτουργίας των Φ/Β μονάδων

Abstract

Τα τελευταία χρόνια αυξάνεται συνεχώς η ανάγκη διείσδυσης όλο και περισσότερων Φ/Β μονάδων στα δίκτυα διανομής. Ωστόσο η διείσδυση των Φ/Β μονάδων περιορίζεται από τον ηλεκτρικό χώρο του εκάστοτε δικτύου διανομής. Η αποδεκτή χωρητικότητα ενσωμάτωσης μονάδων διεσπαρμένης παραγωγής ενός δικτύου διανομής εξαρτάται από τον ηλεκτρικό χώρο του δικτύου. Όταν κορεστεί ο ηλεκτρικός χώρος του δικτύου απαιτούνται επενδύσεις για την αναβάθμιση της υφιστάμενης υποδομής και την υποστήριξη μεγαλύτερων δυνατοτήτων ενσωμάτωσης μονάδων διεσπαρμένης παραγωγής. Ως εναλλακτική λύση, η εγκατάσταση περισσότερων μονάδων διεσπαρμένης παραγωγής με την προϋπόθεση ύπαρξης περικοπών της παραγόμενης ενέργειας μπορεί να επιτρέψει την αύξηση του ηλεκτρικού χώρου του δικτύου. Συνεπώς κρίνεται επιτακτική η ανάγκη εύρεσης κατάλληλης μεθοδολογίας για κατάλληλο έλεγχο αποκοπής των Φ/Β μονάδων του δικτύου όταν πρόκειται να παραβιαστούν οι λειτουργικοί περιορισμοί. Στην παρούσα διπλωματική εργασία προτείνεται μία μεθοδολογία ελέγχου των Φ/Β μονάδων εστιάζοντας ταυτόχρονα στην μεγιστοποίηση της εγχεόμενης ενεργής ισχύος στο δίκτυο διανομής από τις Φ/Β μονάδες και στη δίκαιη μεταχείριση των αποκοπών τους. Η προτεινόμενη μεθοδολογία αποτελείται από δύο βασικά μέρη. Στο πρώτο μέρος, μετά την εισαγωγή των απαιτούμενων δεδομένων, υπολογίζεται η μέγιστη παραγόμενη ισχύς η οποία επιτρέπεται να εγχυθεί στο δίκτυο χωρίς να παραβιάζονται οι λειτουργικοί περιορισμοί του. Στο δεύτερο μέρος υπολογίζεται ο ποσοστιαίος χρόνος αποκοπής της εκάστοτε Φ/Β μονάδας λαμβάνοντας υπόψιν τη δίκαιη μεταχείριση των αποκοπών και την μέγιστη θυσία εγχεόμενης ενεργούς ισχύος συγκριτικά με τη μέγιστη δυνατή τιμή της, η οποία υπολογίστηκε στο πρώτο μέρος, που διατίθεται να κάνει ο διαχειριστής του δικτύου. Κάθε φορά που απαιτείται η λήψη απόφασης για τις αποκοπές των Φ/Β μονάδων λαμβάνονται υπόψιν οι προηγούμενες αποφάσεις, προσπαθώντας να αποφευχθεί η συχνή αποκοπή των ίδιων Φ/Β μονάδων. Το πρώτο μέρος αποτελεί ένα γραμμικό πρόβλημα βελτιστοποίησης και το δεύτερο ένα μη γραμμικό πρόβλημα βελτιστοποίησης. Τέλος παρουσιάζονται δύο βασικά σενάρια πάνω στα οποία έγιναν Monte Carlo προσομοιώσεις εφαρμόζοντας τη μεθοδολογία ώστε να διερευνηθεί η συμπεριφορά του κατασκευασμένου αλγορίθμου. Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων χρησιμοποιούνται και αξιολογούνται ώστε να επαληθευτεί η εγκυρότητα της μεθοδολογίας.