Συμβολη Στον Ελεγχο Και Στην Προσομοιωση Συστηματων Ισχυος Χαμηλης Τασης Με Διεσπαρμενη Παραγωγη

Abstract

Το αντικείμενο της διατριβής είναι η απομονωμένη λειτουργία δικτύων χαμηλής τάσης με διεσπαρμένη παραγωγή, η οποία ανάγεται στον παραλληλισμό των αντιστροφέων πηγής τάσης των διεσπαρμένων μονάδων που έχουν δυνατότητα ελεγχόμενης παραγωγής, επειδή οι διεσπαρμένες πηγές χρησιμοποιούν στην έξοδό τους αντιστροφέα. Διερευνάται ο τοπικός έλεγχος των μονάδων μέσω των αντιστροφέων τους ώστε να εξασφαλίζεται ευσταθής λειτουργία με κατάλληλη ρύθμιση της τάσης και της συχνότητας. Η προσομοίωση της δυναμικής συμπεριφοράς του συστήματος καθίσταται δυνατή προσαρμόζοντας την μεθοδολογία μεταβατικής ευστάθειας ενός συστήματος με σύγχρονες μηχανές για εφαρμογή σε αυτόνομο σύστημα με αντιστροφείς πηγής τάσης, λαμβάνοντας ταυτόχρονα υπόψη την ασυμμετρία του δικτύου χαμηλής τάσης. Για τον παραλληλισμό των αντιστροφέων χρησιμοποιώντας μόνο τοπικές μετρήσεις, η συχνότητα και το μέτρο της τάσης ελέγχονται στον καθένα αναλογικά κατά αντιστοιχία από την ενεργό και την άεργο ισχύ εξόδου. Η συμπεριφορά του συστήματος εξαρτάται από το μέτρο και την γωνία των συνθέτων αντιστάσεων που διασυνδέουν τους αντιστροφείς πηγής τάσης καθώς και από τις παραμέτρους ελέγχου κάθε αντιστροφέα. Με έλεγχο της συχνότητας με την ενεργό ισχύ η παραγωγή ενεργού ισχύος κάθε μονάδας μπορεί να καθοριστεί ανεξάρτητα από την θέση της στο δίκτυο. Μελετάται η επίπτωση που έχει στον έλεγχο ο λόγος αντίσταση προς αντίδραση των γραμμών του δικτύου και προτείνεται μέθοδος για την βελτίωση της απόδοσης του ελέγχου. Η ευστάθεια του συστήματος αναλύεται διεξοδικά θεωρώντας δύο παραλληλισμένους αντιστροφείς εφαρμόζοντας κλασικές μεθόδους της θεωρίας αυτομάτου ελέγχου. Λόγω της ταχείας απόκρισης του αντιστροφέα η δυναμική του δικτύου συμπεριλαμβάνεται στην ανάλυση. Προτείνεται συγκεκριμένη αντιστάθμιση για την βελτίωση της δυναμικής ευστάθειας έτσι ώστε οι προδιαγραφές που ορίζονται για την απόκριση του συστήματος να ικανοποιούνται για το εύρος των αναμενόμενων παραμέτρων του.Μεγάλο ποσοστό φορτίων στην χαμηλή τάση είναι μη γραμμικά, οπότε προτείνεται ο έλεγχος της τάσης των ακροδεκτών σε κλειστό βρόχο και η πρόσω τροφοδότηση του ρεύματος φορτίου σε κάθε αντιστροφέα πηγής τάσης. Έτσι επιτυγχάνεται κατά την απομονωμένη λειτουργία καλή ποιότητα τάσης και επιμερισμός των αρμονικών μεταξύ των αντιστροφέων ανάλογα με την δυναμικότητά τους. Ο έλεγχος γίνεται στο πεδίο του χρόνου χρησιμοποιώντας στιγμιαίες τιμές και έτσι οι αρμονικές αντιμετωπίζονται συνολικά. Η εφαρμογή του ελέγχου δοκιμάζεται με προσομοιώσεις.