| Περίληψη: | Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη ενός τμήματος μικροδικτύου και εστιάζει στην ανάλυση ενός συστήματος διασύνδεσης μιας ανεμογεννήτριας, ονομαστικής ισχύος 1kW, με το δίκτυο χαμηλής τάσης. Συγκεκριμένα, πραγματεύεται τη σχεδίαση, κατασκευή και έλεγχο ενός τριφασικού αντιστροφέα που αποτελεί την τελευταία βαθμίδα πριν τη σύνδεση με το δίκτυο χαμηλής τάσης. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών.
Σκοπός είναι η διασύνδεση της ανεμογεννήτριας με το δίκτυο χαμηλής τάσης μέσω δύο βαθμίδων: ενός μετατροπέα ανύψωσης τάσης και ενός τριφασικού αντιστροφέα. Ο μετατροπέας ανύψωσης τάσης αποτέλεσε αντικείμενο μελέτης της διπλωματικής εργασίας του κ. Ιωάννη Γκαρτζώνη, ενώ στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται και σχεδιάζεται ο τριφασικός αντιστροφέας. Αμφότερες οι διατάξεις περιλαμβάνουν ελέγχους κλειστού βρόχου, μέσω των οποίων απομαστεύεται η μέγιστη ισχύς από την ανεμογεννήτρια (έλεγχος μετατροπέα ανύψωσης) και διατηρείται σταθερή η τάση μεταξύ των δύο βαθμίδων, παρέχοντας ενεργό ισχύ στο δίκτυο υπό μοναδιαίο συντελεστή ισχύος (έλεγχος τριφασικού αντιστροφέα).
Αρχικά, παρουσιάζεται το ενεργειακό πρόβλημα καθώς και οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας ως λύση του προβλήματος. Επιπλέον, γίνεται μια σύντομη αναφορά στα μικροδίκτυα και αναφέρονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των υπεράκτιων ανεμογεννητριών ενώ αναλύεται και ο τρόπος με τον οποίο η αιολική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική.
Στη συνέχεια, γίνεται θεωρητική ανάλυση για κάθε βαθμίδα του συνολικού συστήματος. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στη λειτουργία του τριφασικού αντιστροφέα και στην τεχνική παλμοδότησής του που ονομάζεται Ημιτονοειδής Διαμόρφωση του Εύρους των Παλμών (Sinusoidal Pulse Width Modulation - SPWM). ¬¬¬¬¬¬¬
Το επόμενο βήμα αποτελεί η προσομοίωση στο λογισμικό προσομοίωσης κυκλωμάτων Simulink του Matlab, τόσο του τριφασικού αντιστροφέα σε ανοιχτό και σε κλειστό βρόχο, όσο και ολόκληρου του συστήματος διασύνδεσης. Ο κλειστός βρόχος αποτελεί ένα νέο και άμεσο έλεγχο της ισχύος που παρέχεται στο δίκτυο. Επιπρόσθετα, περιγράφεται ο σχεδιασμός και η κατασκευή όλων των κυκλωμάτων που απαιτούνται για την υλοποίηση του τριφασικού αντιστροφέα, καθώς και των κυκλωμάτων ελέγχου του.
Τέλος, πραγματοποιούνται πειραματικές δοκιμές για να διαπιστωθεί η ορθή λειτουργία των βαθμίδων που κατασκευάστηκαν, να εντοπιστούν και δικαιολογηθούν τυχόν διαφορές μεταξύ της θεωρητικής ανάλυσης και των μετρήσεων στην πραγματική διάταξη, καθώς και για να εκτιμηθεί τόσο η απόδοση του συστήματος, όσο και η λειτουργία ελέγχου κλειστού βρόχου.
|
|---|
