Ανάπτυξη συσκευής μέτρησης συγχροφάσορα τάσης σε δίκτυο διανομής
Loading...
Date
2026-05-29
Authors
Λιακάκης, Δαμιανός
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Τα σύγχρονα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας υφίστανται έναν ριζικό μετασχηματισμό, μεταβαίνοντας από την κλασική συγκεντρωτική παραγωγή στα Ενεργά Δίκτυα Διανομής. Η μαζική ενσωμάτωση των ΑΠΕ σε συνδυασμό με την εμφάνιση αμφίδρομων ροών ισχύος προκαλούν έντονα δυναμικά φαινόμενα. Τα συμβατικά συστήματα SCADA αδυνατούν να καταγράψουν αυτά τα ταχέως εξελισσόμενα φαινόμενα. Παρόλο που η τεχνολογία των Μονάδων Μέτρησης Συγχροφασόρων (PMUs) επιλύει αυτό το πρόβλημα παρέχοντας δυναμική εποπτεία, το υψηλό τους κόστος τα καθιστά απαγορευτική τη μαζική εγκατάσταση τους στα δίκτυα διανομής Χαμηλής Τάσης. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε και αναπτύχθηκε μια συσκευή μέτρησης συγχροφασόρων εξαιρετικά χαμηλού κόστους. Σκοπός της εργασίας ήταν η δημιουργία μιας οικονομικά βιώσιμης λύσης που βασίζεται σε μια αρχιτεκτονική διαχωρισμού της συλλογής από την επεξεργασία των δεδομένων. Οι μετρήσεις συγκεντρώνονται αρχικά στον οικονομικό μικροελεγκτή και στη συνέχεια ακολουθεί η ανάλυση τους, με προηγμένους αλγόριθμους, κεντρικά. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την ακριβή εκτίμηση συχνότητας και την εξαγωγή των φασόρων. Προκειμένου να αξιολογηθεί η αξιοπιστία της συσκευής, πραγματοποιήθηκε πειραματική αξιολόγηση σε εργαστηριακή διάταξη προσομοίωσης δικτύου διανομής. Κάνοντας χρήση της διάταξης αυτής, εξετάστηκαν διάφορα σενάρια μεταβολής φορτίων και ελέγχου λειτουργίας εκτός ονομαστικής συχνότητας. Από την ανάλυση των αποτελεσμάτων εξήχθη το συμπέρασμα ότι το σύστημα παρουσιάζει σταθερότητα, ικανοποιώντας πλήρως τα όρια που θέτει το πρότυπο για τις τυπικές συνθήκες ενός δικτύου. Το σφάλμα αυξήθηκε και βγήκε εκτός ορίων μόνο υπό ακραίες συνθήκες βύθισης της τάσης λόγω εξαιρετικά υψηλής επαγωγικής αντίδρασης γραμμής. Η προτεινόμενη λύση αποδεικνύει ότι είναι εφικτή η μαζική εγκατάσταση κόμβων εποπτείας, βοηθώντας στην ασφαλή λειτουργία των έξυπνων δικτύων. Μελλοντικά θα μπορούσε να εξεταστεί η ενσωμάτωση πρωτοκόλλων όπως το MQTT για εφαρμογές σε πραγματικό χρόνο. Στο Κεφάλαιο 1 γίνεται μια γενική εισαγωγή παρουσιάζοντας τους περιορισμούς των συμβατικών συστημάτων εποπτείας και την αναγκαιότητα μέτρησης συγχροφασόρων στη Χαμηλή Τάση. Στο Κεφάλαιο 2 αναλύεται η βασική θεωρία για την πλήρη κατανόηση του φάσορα, τα πρότυπα μέτρησης και η δομή των συστημάτων WAMS. Στο Κεφάλαιο 3 παρουσιάζεται η αρχιτεκτονική της συσκευής και η επιλογή του υλικού της. Στο Κεφάλαιο 4 περιγράφεται το λογισμικό που αναπτύχθηκε για τον μικροελεγκτή, αναλύοντας τις διαδικασίες συγχρονισμού και δειγματοληψίας. Στο Κεφάλαιο 5 αναπτύσσεται η μαθηματική υλοποίηση των αλγορίθμων και το λογισμικό ανάλυσης δεδομένων στο τερματικό/PC. Στο Κεφάλαιο 6 περιγράφεται η πειραματική αξιολόγηση της συσκευής και σχολιάζονται αναλυτικά τα αποτελέσματα της. Τέλος, στο Κεφάλαιο 7 παρουσιάζονται τα συνολικά συμπεράσματα από την εργασία και οι προοπτικές μελλοντικής εξέλιξης του συστήματος.
Description
Keywords
Συγχροφάσορες, Δίκτυα διανομής ρεύματος