Πειραματική υλοποίηση εικονικής σύγχρονης γεννήτριας
| datacite.contributor.RelatedPerson | Αλεξανδρίδης, Αντώνιος | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Καλαντώνης, Βασίλειος | |
| datacite.contributor.Supervisor | Κωνσταντόπουλος, Γεώργιος | |
| dc.contributor.author | Καρανάσου, Ιωάννα | |
| dc.contributor.other | Karanasou, Ioanna | |
| dc.date.accessioned | 2025-10-14T06:45:01Z | |
| dc.date.available | 2025-10-14T06:45:01Z | |
| dc.date.issued | 2025-10-13 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.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. | |
| dc.description.translatedabstract | This diploma thesis deals with the experimental implementation of a Virtual SynchronousGenerator (VSG). The study focuses on the design and development of an experimental system that emulates the operation of a synchronous generator by employing virtual inertia. Specifically, the control strategy is applied to a three-phase inverter connected between the DC-link and the load.The aim of this method is to analyze the dynamic response and the ability of the synchronous generator to contribute to the stabilization and balance of frequency after sudden load changes, thereby ensuring system stability, providing inertia, smoothing disturbances, and improving power quality. Initially, the importance of renewable energy sources is highlighted, and the main challenges associated with their integration into the power system are presented, particularly under conditions of increased distributed generation and microgrid development. Subsequently, the circuit components and the mathematical tools used for the study are described, such as the Park transformation, control theory principles, and network parameterization techniques, supported by the relevant literature. The work then proceeds with the theoretical investigation of the proposed circuit and the design of the corresponding controllers based on the dynamic equations. For this purpose, a simulation of the system was developed and implemented, where scenarios with resistive, inductive, and capacitive loads were examined, as well as cases of varying virtual inertia. In addition, the contribution of integral frequency control was assessed, along with the application of a dynamic inertia control scheme, aiming at improving both transient and steady state performance. Subsequently, experimental measurements were carried out under real operating conditions using the Typhoon HIL 404 hardware, and the main conclusions were derived.Finally, directions for future research are proposed. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/30604 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Greece | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/ | |
| dc.subject | Μικροδίκτυα | |
| dc.subject | Εικονική αδράνεια | |
| dc.subject | Έλεγχος αντιστροφέα | |
| dc.subject.alternative | Microgrids | |
| dc.subject.alternative | Virtual inertia | |
| dc.subject.alternative | Inverter control | |
| dc.title | Πειραματική υλοποίηση εικονικής σύγχρονης γεννήτριας | |
| dc.title.alternative | Experimental implementation of virtual synchronous generator |