Υλοποίηση μονάδων διεσπαρμένης παραγωγής σε μικροδίκτυο χρησιμοποιώντας προσομοιωτή πραγματικού χρόνου

datacite.contributor.RelatedPersonΑλεξανδρίδης, Αντώνιος
datacite.contributor.RelatedPersonΠυργιώτη, Ελευθερία
datacite.contributor.SupervisorΚωνσταντόπουλος, Γεώργιος
dc.contributor.authorΡούσσης, Γεώργιος
dc.contributor.otherRoussis, Georgios
dc.date.accessioned2024-07-10T09:46:00Z
dc.date.available2024-07-10T09:46:00Z
dc.date.issued2024-07-03
dc.degreegraduateThesis
dc.description.abstractΗ παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη, τον έλεγχο και την υλοποίηση ενός AC μικροδικτύου το οποίο μπορεί να λειτουργεί είτε αυτόνομα είτε διασυνδεδεμένο με το κεντρικό δίκτυο. Το σύστημα αποτελείται από μια συστοιχία μπαταριών μόλυβδου – οξέος, φωτοβολταϊκά συστήματα, DC/AC αντιστροφείς, φορτία, γραμμές μεταφοράς και το κεντρικό δίκτυο. Επιπλέον, περιλαμβάνονται και φίλτρα τα οποία είναι απαραίτητα για τη μείωση των αρμονικών των σημάτων και τη βέλτιστη λειτουργία του συστήματος. Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η υλοποίηση των ελέγχων που εξάγονται θεωρητικά και η δοκιμή της λειτουργίας του συστήματος σε συνθήκες εικονικής αλλά και πιο ρεαλιστικής προσομοίωσης ώστε να πιστοποιηθεί η ευσταθής λειτουργία υπό τις επιθυμητές συνθήκες. Αναλυτικότερα, στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στις έννοιες της διεσπαρμένης παραγωγής και του μικροδικτύου, παρουσιάζονται οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας αλλά και οι ηλεκτρονικοί μετατροπείς ισχύος ως ένα αναπόσπαστο κομμάτι του προς μελέτη αλλά και παρόμοιων συστημάτων. Επιπλέον, παρουσιάζονται οι στόχοι της διπλωματικής εργασίας. Στο δεύτερο κεφάλαιο, παρουσιάζονται τα σενάρια που θα υλοποιηθούν και γίνεται μια σύντομη μοντελοποίηση των βασικών συστημάτων που απαρτίζουν το κύκλωμα. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύονται τα μοντέλα του αντιστροφέα αλλά και των διεπαφών του μικροδικτύου και εξάγονται οι δυναμικές εξισώσεις που περιγράφουν τη συμπεριφορά τους. Στο τέταρτο κεφάλαιο σχεδιάζεται ο έλεγχος των DC/AC μετατροπέων που θα οδηγήσει τις μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ισχύος στο επιθυμητό σημείο λειτουργίας ανάλογα με το σενάριο το οποίο υλοποιείται κάθε φορά. Στο πέμπτο κεφάλαιο αναλύεται ο πραγματικού χρόνου έλεγχος υλικού σε βρόχο και παρουσιάζεται η πειραματική διάταξη που αποτελείται από τον HIL προσομοιωτή της Typhoon και τον μικροελεγκτή της Texas Instruments, οι οποίοι σε συνδυασμό προσφέρουν τη δυνατότητα μιας πιο ρεαλιστικής προσομοίωσης. Επιπλέον, παρουσιάζονται και τα αντίστοιχα μοντέλα που δημιουργήθηκαν για την εικονική προσομοίωση. Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των δύο (2) μεθόδων προσομοίωσης, σχολιάζονται και γίνεται μια σύγκριση ώστε να διαπιστωθεί αν το σύστημα και στις δύο περιπτώσεις είχε την αναμένουσα και επιθυμητή συμπεριφορά. Στο έβδομο κεφάλαιο γίνεται μια ανακεφαλαίωση, διατυπώνονται τα συμπεράσματα και πιστοποιείται η ευστάθεια του συστήματος σε κάθε κατάσταση λειτουργίας.
dc.description.translatedabstractThis thesis deals with the study, control and implementation of an AC microgrid which can operate either autonomously (islanded) or interconnected with the main grid (grid-tied). The system comprises a lead-acid battery array, photovoltaic systems, DC/AC inverters, loads, transmission lines and the main grid. Additionally, it includes filters that are necessary to reduce signal harmonics and ensure the optimal operation of the system. The purpose of the thesis is to implement the controls derived theoretically and to test the system's operation in conditions of both virtual and more realistic simulation to certify stable operation under the desired conditions. More specifically, the first chapter refers to the concepts of distributed generation and microgrids, presents renewable energy sources as well as power electronic converters as integral parts of the studied and similar systems. Furthermore, the objectives of the thesis are outlined. In the second chapter, the scenarios to be implement are presented and a brief modeling of the fundamental systems constituting the circuit is provided. In the third chapter, the models of the inverter and the microgrid interfaces are analyzed and the dynamic equations that describe their behavior are derived. In the fourth chapter, the control of the DC/AC converters is designed to bring the power generation units to the desired operating point depending on the scenario implemented at each instance. In the fifth chapter, the Real Time Hardware In the Loop (HIL) control are analyzed and the experimental setup consisting of the Typhoon HIL simulator and the Texas Instruments microcontroller is presented. Together, these provide the capability for a more realistic simulation. Additionally, the corresponding models created for virtual simulation are also presented. In the sixth chapter, the results of the two (2) simulation methods are presented, discussed and compared to determine whether the system exhibited the expected and desired behavior in both cases. In the seventh chapter, a summary is provided, the conclusions are formulated and the system’s stability in every operation condition is certified.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10889/27505
dc.language.isoel
dc.subjectΦωτοβολταϊκά συστήματα
dc.subjectΣυσσωρευτές
dc.subjectΗλεκτρονικοί μετατροπείς ισχύος
dc.subjectΜικροδίκτυα
dc.subject.alternativePhotovoltaic systems
dc.subject.alternativeBatteries
dc.subject.alternativeElectronic power converters
dc.subject.alternativeMicrogrids
dc.titleΥλοποίηση μονάδων διεσπαρμένης παραγωγής σε μικροδίκτυο χρησιμοποιώντας προσομοιωτή πραγματικού χρόνου
dc.title.alternativeImplementation of distributed generation units in microgrid using real-time simulator

Files

Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
THESIS_GEORGIOS_ROUSSIS.pdf
Size:
4.68 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
5.02 KB
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description: