Μοντελοποίηση Δικτύων Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας με Αξιοποίηση Ανοιχτών Δεδομένων για την Μελέτη Διείσδυσης ΑΠΕ

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με την μελέτη της λειτουργίας δικτύων μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, όπως αυτά προκύπτουν μέσω του μοντέλου PyPSA-EUR, με στόχο την την ανάλυση της συμπεριφοράς τους υπό την προσθήκη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ) και τελικά την αξιολόγηση της νέας προσθήκης.

Το θεωρητικό μέρος της εργασίας καλύπτει βασικές έννοιες των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας και της μελέτης τους μέσω της ανάλυσης ροής φορτίου. Ταυτόχρονα μιλάει για την σημασία της μοντελοποίησης των δικτύων μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας και την σημασία της χρήσης ανοιχτών δεδομένων, αναδεικνύοντας ταυτόχρονα τις προκλήσεις και τις δυσκολίες που τα συνοδεύουν. Τέλος αναλύει την σημασία της διείσδυσης νέων ανανεώσιμων πηγών, και παρουσιάζει βασικά σενάρια και μεθοδολογίες αξιολόγησης της,

Η μελέτη που πραγματοποιήθηκε χωρίζεται σε τρία στάδια. Αρχικά πραγματοποιήθηκε η εξαγωγή και η επεξεργασία των δικτύων έξι ευρωπαϊκών χωρών από το PyPSA-Eur. Στη συνέχεια δημιουργήθηκε αλγόριθμος κλιμάκωσης φορτίων και αναλογική κατανομή της παραγωγή, ώστε τα δίκτυα να μελετηθούν υπό ρεαλιστικές συνθήκες και συγκεκριμένα υπό συνθήκες μέγιστης ζήτησης, Κατόπιν εκτελέστηκε ανάλυση ροής φορτίου για την αξιολόγηση της λειτουργίας των δικτύων, εξετάζοντας κυρίως τα όρια ισχύος των γραμμών μεταφοράς και των μονάδων παραγωγής και αποθήκευσης. Στο επόμενο στάδιο πραγματοποιήθηκε η προσθήκη υπεράκτιων σταθμών ΑΠΕ, μέσω αλγορίθμου που επιτρέπει τον αυτόματο εντοπισμό του πλησιέστερο ζυγό σύνδεσης, βάση των γεωγραφικών συντεταγμένων της νέας γεννήτριας. Η αξιολόγηση της επίδρασης της νέας μονάδας έγινε μέσω νέας εκτέλεσης ροής φορτίου και σύγκρισης των αποτελεσμάτων με αυτά των αρχικών δικτύων, Τέλος, αναπτύχθηκε επίσης αλγόριθμος εντοπισμού υπερφορτώσεων γραμμών μεταφοράς και διόρθωσης τους, με ανα κατανομή της παραγωγής τοπικά.

Συνολικά αναδεικνύεται η χρησιμότητα και η σημασία της μοντελοποίησης δικτύων μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας μικρών και μεγάλων χωρών με τη χρήση εργαλείων ανοιχτών δεδομένων, ενώ η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε προσφέρει ένα ευέλικτο και επεκτάσιμο πλαίσιο για τη μελέτη σεναρίων ενεργειακής μετάβασης, επιτρέποντας τη γρήγορη αξιολόγηση της ένταξης νέων μονάδων παραγωγής στα δίκτυα μεταφοράς.