Σχεδιασμός τεχνολογίας synchronverter και πειραματική υλοποίηση
Loading...
Date
2025-10-07
Authors
Καφρίτσας, Γεώργιος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στην ανάπτυξη και αξιολόγηση της μεθόδου ελέγχου “synchronverter” για μετατροπείς ισχύος με στόχο να μιμούνται τη συμπεριφορά των σύγχρονων γεννητριών, προσφέροντας εικονική αδράνεια στα σύγχρονα Συστήματα Ηλεκτρικής Ενέργειας .
Στο εισαγωγικό μέρος παρουσιάζεται το ενεργειακό πλαίσιο και οι σύγχρονες προκλήσεις που συνδέονται με την ενεργειακή μετάβαση, με έμφαση στη διείσδυση των ΑΠΕ και τη συνεπακόλουθη μείωση της μηχανικής αδράνειας στα δίκτυα. Αναλύεται η σημασία της ευστάθειας, η ταξινόμηση των μορφών αστάθειας (γωνίας ισχύος, τάσης, συχνότητας) και ο ρόλος της αδράνειας στην απόκριση συχνότητας.
Στη συνέχεια αναπτύσσονται τα μαθηματικά μοντέλα και οι αρχές λειτουργίας της σύγχρονης γεννήτριας και των μετατροπεών ισχύος, τα οποία θεμελιώνουν τη θεωρητική βάση πάνω στην οποία αναπτύσσεται ο synchronverter.
Ακολούθως, περιγράφεται αναλυτικά η δομή του: το κύκλωμα ισχύος και οι ελεγκτές. Παρουσιάζονται διαφορετικές στρατηγικές ελέγχου για λειτουργία σε διασύνδεση με το δίκτυο (Droop Control, Power Setpoint) αλλά και μεμονωμένα φορτία (P–f και Q–v control loops). Ιδιαίτερη βαρύτητα δίνεται στην στρατηγική ελέγχου της τιμής της εικονικής αδράνειας, με στόχο την βέλτιστη απόκριση συχνότητας σε μια διαταραχή.
Ακολουθεί η ενότητα των προσομοιώσεων που πραγματοποιήθηκαν στο περιβάλλον Simulink του MATLAB, με σκοπό τη μελέτη και τη κατανόηση της συμπεριφοράς του synchronverter και των στρατηγικών ελέγχου του, τόσο σε λειτουργία διασύνδεσης με το δίκτυο όσο και σε αυτόνομη λειτουργία με φορτίο.
Τέλος, η σχεδίαση του ελεγκτή αξιολογήθηκε σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας μέσω της χρήσης του Typhoon HIL 404 hardware και ενός πραγματικού κυκλώματος ισχύος. Παρατίθονται και εξετάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα επιβεβαιώνοντας τη σωστή λειτουργία του ελεγκτή. Η εργασία ολοκληρώνεται με συμπεράσματα και προτάσεις για μελλοντική έρευνα.
Description
Keywords
Εικονική αδράνεια, Εικονική σύγχρονη γεννήτρια, Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας