| Περίληψη: | Στη σημερινή εποχή γίνεται εντονότερη η ανάγκη για εκσυγχρονισμό των συμβατικών συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας και για το λόγο αυτό κερδίζει έδαφος η εμφάνιση έξυπνων δικτύων και μικροδικτύων για την παραγωγή και διανομή της ηλεκτρικής ενέργειας. Οι αρμονικές αποτελούν έναν από τους κυριότερους παράγοντες που πλήττουν την αποτελεσματική λειτουργία των μικροδικτύων, ιδίως λόγω της ευρείας χρήσης μετατροπέων και μη γραμμικών φορτίων. Η ανάλυση του αρμονικού φάσματος συμβάλλει καθοριστικά στην αξιολόγηση της ποιότητας ισχύος που διακινείται στο μικροδίκτυο. Επιπλέον, οι πιο σύγχρονες και διαδομένες μέθοδοι αντιμετώπισης αρμονικών, όπως κάποιες τεχνικές ενεργού φιλτραρίσματος, βασίζονται στον σαφή προσδιορισμό του αρμονικού περιεχομένου της τάσης ή του ρεύματος, προτού προχωρήσουν στη διαδικασία εξάλειψης των αρμονικών.
Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και η ανάπτυξη μιας συσκευής, η οποία αναλύει το αρμονικό περιεχόμενο της τάσης σε κάποιο κόμβο ενός μικροδικτύου ηλεκτρικής ενέργειας, στο οποίο διασυνδέεται. Συγκεκριμένα υπολογίζεται η συχνότητα της τάσης, το μέτρο της βασικής αρμονικής, τα μέτρα των ανώτερων αρμονικών ως ποσοστά επί της βασικής αρμονικής και οι φάσεις των ανώτερων αρμονικών με αναφορά τη φάση της βασικής αρμονικής. Ως εργαλείο για την αρμονική ανάλυση επιλέγεται μεταξύ άλλων ο μετασχηματισμός Fourier. Για τον προγραμματισμό της συσκευής ακολουθείται η μέθοδος της ταχείας προτυποποίησης, ενώ η ανάπτυξη του αντίστοιχου μοντέλου γίνεται με χρήση της πλατφόρμας Matlab/Simulink.
Τα αποτελέσματα της αρμονικής ανάλυσης διαμοιράζονται τηλεπικοινωνιακά σε άλλες συσκευές του μικροδικτύου μέσω του δικτύου CAN. Το δίκτυο CAN ενδείκνυται για τη συγκεκριμένη εφαρμογή, καθώς παρέχει ασφαλή και ταχύτατη μετάδοση δεδομένων ταυτόχρονα με την εύκολη σύνδεση και αποσύνδεση μιας συσκευής στο δίαυλο. Παράλληλα, διαγνώστηκαν προβλήματα που αφορούν την επικοινωνία μεταξύ δύο κόμβων και σχεδιάστηκε μια ειδική συσκευή, ώστε να αποτρέπεται η ρήξη αυτής.
Για την απόδειξη της ορθής της λειτουργίας της συσκευής έλαβε χώρα η διεξαγωγή μιας πειραματικής διαδικασίας, κατά την οποία αναλύθηκε το αρμονικό περιεχόμενο της τάσης για τρία διαφορετικά ηλεκτρικά φορτία που τροφοδοτούνται από έναν μετατροπέα DC/AC. Τα αποτελέσματα συγκρίνονται με αυτά που προέκυψαν από έναν παλμογράφο με δυνατότητα αρμονικής ανάλυσης. Τέλος, παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που εξάγονται από την παρούσα εργασία και συζητούνται οι προοπτικές και οι μελλοντικές επεκτάσεις που αφορούν την επικείμενη συσκευή. Η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για την αξιολόγηση της ποιότητας της διακινούμενης ισχύος ενός μικροδικτύου, όσο και σε συνδυασμό με μια συσκευή ενεργού φιλτραρίσματος για την εξάλειψη αρμονικών.
|
|---|
