Πειραματική υλοποίηση εικονικής σύγχρονης γεννήτριας
Loading...
Date
2025-10-13
Authors
Καρανάσου, Ιωάννα
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την πειραματική υλοποίηση μιας εικονικής σύγχρονης γεννήτριας (Virtual Synchronous Generator – VSG). Η μελέτη επικεντρώνεται στη σχεδίαση και κατασκευή ενός πειραματικού συστήματος, το οποίο προσομοιώνει τη λειτουργία μιας σύγχρονης γεννήτριας χρησιμοποιώντας εικονική αδράνεια .Συγκεκριμένα ,ο έλεγχος εφαρμόζεται στον τριφασικό αντιστροφέα που συνδέεται μεταξύ DC-link και φορτίου. Σκοπός αυτής της μεθόδου είναι η ανάλυση της δυναμικής απόκρισης και της ικανότητάς της σύγχρονης γεννήτριας να συμβάλλει στη σταθεροποίηση και ισορροπία της συχνότητας μετά από αιφνίδιες μεταβολές φορτίου στο κύκλωμα ώστε να επιτυγχάνεται ευστάθεια του συστήματος, να προσφέρει αδράνεια στο σύστημα (inertia) , να εξομαλύνει τις διαταραχές και να βελτιώνει τη ποιότητα ισχύος. Αρχικά, αναδεικνύεται η σημασία των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και παρουσιάζονται οι βασικές προκλήσεις που συνδέονται με την ένταξή τους στο ηλεκτρικό σύστημα, ιδίως σε συνθήκες αυξημένης διεσπαρμένης παραγωγής και ανάπτυξης μικροδικτύων. Στη συνέχεια, γίνεται αναφορά στα κυκλωματικά στοιχεία και στα μαθηματικά εργαλεία που αξιοποιούνται για τη μελέτη, όπως ο μετασχηματισμός Park, οι αρχές της θεωρίας ελέγχου και οι τεχνικές παραμετροποίησης του δικτύου, με τεκμηρίωση από τη σχετική βιβλιογραφία. Ακολουθεί η θεωρητική διερεύνηση του προτεινόμενου κυκλώματος και ο σχεδιασμός των αντίστοιχων ελεγκτών βάσει των δυναμικών εξισώσεων. Για τον σκοπό αυτό, αναπτύχθηκε και υλοποιήθηκε προσομοίωση του συστήματος, μέσω της οποίας εξετάστηκαν σενάρια με ωμικά, επαγωγικά και χωρητικά φορτία, καθώς και περιπτώσεις μεταβολής της εικονικής αδράνειας. Παράλληλα, αξιολογήθηκε η συμβολή του ολοκληρωτικού ελέγχου συχνότητας, όπως επίσης και η εφαρμογή δυναμικού ελέγχου αδράνειας (Dynamic Inertia), με στόχο τη βελτίωση τόσο της μεταβατικής όσο και της μόνιμης απόκρισης.Κατόπιν, ακολουθεί η υλοποίηση πειραματικών μετρήσεων σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας μέσω της χρήσης του Typhoon HIL 404 hardware και εξάγονται τα κύρια συμπεράσματα. Τέλος, προτείνονται κατευθύνσεις για μελλοντική έρευνα.
Description
Keywords
Μικροδίκτυα, Εικονική αδράνεια, Έλεγχος αντιστροφέα