Please use this identifier to cite or link to this item:
Title: Ανάλυση και προσομοίωση τμήματος μικροδικτύου
Other Titles: Analysis and aimulation of a part of a microgrid
Authors: Λαλάκου, Μαρία
Keywords: Μικροδίκτυα
Γεννήτριες diesel
Φωτοβολταϊκά συστήματα
Keywords (translated): Microgrids
Diesel generators
Droop control
Photovoltaic systems
Abstract: Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την ανάλυση και προσομοίωση ενός αυτόνομου μικροδικτύου, το οποίο αποτελείται από μια φωτοβολταϊκή συστοιχία, μια συστοιχία μπαταριών και μια γεννήτρια diesel. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Απώτερος σκοπός είναι η μελέτη του αυτόνομου μικροδικτύου κι ο προγραμματισμός της ροής ισχύος μέσα σε αυτό. Δημιουργούνται σενάρια και στρατηγικές ελέγχου για την κάλυψη του φορτίου, μέσω της συνδυασμένης χρήσης των φωτοβολταϊκών, των μπαταριών και της γεννήτριας diesel. Παράλληλα, προσομοιώνονται οι ηλεκτρονικοί μετατροπείς που ρυθμίζουν τη ροή ισχύος και γίνονται οι απαραίτητοι έλεγχοι για τη λειτουργία τους. Αρχικά, γίνεται μια θεωρητική περιγραφή των βασικών χαρακτηριστικών των έξυπνων δικτύων, των μικροδικτύων, της χρησιμότητάς τους και των πλεονεκτημάτων τους έναντι των παραδοσιακών Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ). Επίσης, περιγράφεται συνοπτικά, το μικροδίκτυο που προσομοιώνεται στα πλαίσια αυτής της διπλωματικής εργασίας. Στη συνέχεια, γίνεται θεωρητική ανάλυση και μοντελοποίηση των φωτοβολταϊκών κυψελών, καθώς και των μπαταριών μολύβδου-οξέος. Ακόμα, προσομοιώνεται ο μετατροπέας ανύψωσης τάσης και ο τριφασικός αντιστροφέας. Στον ανυψωτή τάσης εφαρμόζεται έλεγχος εύρεσης του σημείου μέγιστης ισχύος (ΜΡΡΤ) της φωτοβολταϊκής συστοιχίας, ενώ στον αντιστροφέα γίνεται έλεγχος ισχύος με χρήση του d-q στρεφόμενου πλαισίου αναφοράς. Επόμενο βήμα είναι η θεωρητική ανάλυση της γεννήτριας diesel και των ελέγχων P-f και Q-V. Για την εφαρμογή των παραπάνω, σχεδιάζεται ένα μοντέλο της ντιζελογεννήτριας κι αναπτύσσεται μια λογική ένταξής της στο μικροδίκτυο. Τέλος, γίνεται προσπάθεια να προσομοιωθεί η συνδυασμένη λειτουργία των πηγών ενέργειας του μικροδικτύου, προκειμένου να εξαχθούν χρήσιμα συμπεράσματα. Πιο συγκεκριμένα, επιλέγεται η κατάσταση ταυτόχρονης λειτουργίας των μπαταριών με τη γεννήτρια diesel και των μπαταριών με τη φωτοβολταϊκή συστοιχία.
Abstract (translated): The present diploma thesis deals with the analysis and the simulation of an autonomous microgrid which consists of a photovoltaic module, a battery module and a diesel generator. This thesis was conducted in the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion of the Department of Electrical and Computer Engineering of the University of Patras. The ultimate goal is the study of an autonomous microgrid and the power flow within it. Control scripts and strategies about the load coverage are created, through the combined use of the photovoltaics, the batteries and the diesel generator. Meanwhile, the voltage converters which regulate the power flow are simulated in Matlab/Simulink and the necessary control strategies are implemented. Initially, a theoretical analysis of the basic characteristics of the smart grids and the microgrids is presented. Moreover, their advantages and disadvantages compared to the traditional power systems are investigated. There is also a brief description of the microgrid simulation at the beginning of this thesis. After that, a theoretical analysis and modelling of the photovoltaic cells, as well as of the lead acid batteries, is conducted. Furthermore, the DC-DC boost converter and the three-phase inverter are simulated. The maximum power point tracker control (MPPT) of the photovoltaic module is applied on the boost converter, while power control with the use of the d-q rotating frame is applied on the inverter. The next step is the theoretical analysis of the diesel generator and the P-f and Q-V controls. In addition, a model of the diesel generator was implemented and the interconnection to the microgrid was fully simulated. Finally, an attempt to simulate the combined operation of the microgrid energy sources was made. Specifically, two case scenarios were studied: the combined operation of the batteries along with the diesel generator and the batteries with the photovoltaic module.
Appears in Collections:Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογ. (ΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Lalakou(ele).pdf5.79 MBAdobe PDFView/Open

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.