Εργαστηριακή διάταξη προσομοίωσης και ανάλυσης συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας για εκπαιδευτικούς και ερευνητικούς σκοπούς

• Κύριος συγγραφέας: Σαρακοστιανός, Θεόφιλος
• Άλλοι συγγραφείς: Sarakostianos, Theofilos
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2021
• Θέματα: Ανάλυση ροής φορτίου; Εργαστηριακή διάταξη; Power flow analysis; Laboratory layout

Στην παρούσα διπλωματική αναπτύχθηκε μια διάταξη καθώς και τα αντίστοιχα πειράματα που την πλαισιώνουν με σκοπό την προσομοίωση και ανάλυση συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Οι προτάσεις που εμπεριέχονται στην παρούσα διπλωματική μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βάση για την ανάπτυξη νέων εργαστηριακών ασκήσεων. Οι ασκήσεις αυτές θα πλαισιώνουν τη θεωρία που διδάσκεται ο νέος μηχανικός των ΣΗΕ στο αμφιθέατρο. Έτσι μετά την περάτωση των σπουδών του θα έχει αποκτήσει περισσότερη πρακτική εμπειρία και θα είναι πιο έτοιμος να αναλάβει καθήκοντα άμεσα στην ενεργειακή βιομηχανία. Επίσης η παρούσα διάταξη μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για ερευνητικούς σκοπούς. Η λύση του προβλήματος δομήθηκε σε 2 άξονες. Αρχικά έγινε ανάπτυξη της διάταξης και η περάτωση των αντίστοιχων πειραμάτων εξομοιώνοντας τη διάταξη με χρήση εργαστηριακού εξοπλισμού. Στη συνέχεια επαναλήφθηκε η ίδια διαδικασία αλλά με τη χρήση ηλεκτρονικού υπολογιστή μέσω του προγράμματος Power World. Μετρήσεις έγιναν και στις 2 διαδικασίες οι οποίες συγκρίθηκαν στη συνέχεια με σκοπό την εξαγωγή συμπερασμάτων. Κατά τη διάρκεια της εκπόνησης της παρούσας διπλωματικής φτάσαμε στο αποτέλεσμα ότι από τη μάθηση βάσει του έργου(PBL- Project based learning) ο φοιτητής κατανόησε σε μεγαλύτερο βάθος όλα αυτά που αποκόμισε μέσω της παρακολούθησης των θεωρητικών μαθημάτων. Επιπλέον, ήρθε σε επαφή με όλες τις βασικές συνιστώσες που διέπουν ένα ΣΗΕ και εξοικειώθηκε με αυτές όπως επίσης και με προγράμματα ανάλυσης ΣΗΕ που γίνονται χρήση στην ενεργειακή βιομηχανία. Τα οφέλη που μπορούν να αποκομιστούν από την εκπόνηση της παρούσας διπλωματικής αρχικά αφορούν την κοινωνία. Αναλυτικότερα όντας πιο έτοιμος να αναλάβει άμεσα καθήκοντα ο μηχανικός μετά το πέρας των σπουδών οδηγεί τις βιομηχανίες σε αξιοποίηση των πόρων τους ,την βελτίωση του δικτύου τους μειώνοντας την ανάγκη για μετεκπαίδευση του προσωπικού τους. Επίσης οφέλη αποκομίζει και η επιστημονική κοινότητα, καθώς ο νέος ενεργειακός ερευνητής μηχανικός κατέχει το απαραίτητο γνωστικό υπόβαθρο ώστε να αναπτύξει άμεσα τις ιδέες του. Η διάταξη που αναπτύχθηκε στην παρούσα διπλωματική περιέχει μόνο παθητικά φορτία τα οποία στα πλαίσια της βελτίωσης του δικτύου μπορούν να πλαισιωθούν ή ακόμα και να αντικατασταθούν από κινητήρες οι οποίοι μπορούν να προσομοιώνουν βιομηχανικά φορτία. Επίσης μπορεί να γίνει εισαγωγή μετασχηματιστών αλλαγής του μέτρου ή της φάσης των ζυγών έτσι ώστε να μελετηθεί η δυνατότητα ρύθμισης των ροών ισχύος πραγματικής και άεργης στο δίκτυο. Παρακάτω αναφέρεται εν συντομία τι περιέχει το κάθε κεφάλαιο της εργασίας. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια ιστορική αναδρομή για την εξέλιξη της εργαστηριακής εκπαίδευσης στα πανεπιστήμια. Στη συνέχεια αναλύεται η σπουδαιότητα της εργαστηριακής εκπαίδευσης στην εξέλιξη του νέου μηχανικού. Τέλος αναδεικνύεται το πρόβλημα που θα πραγματευτεί η παρούσα διπλωματική. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται εισαγωγή στο πρόγραμμα προσομοίωσης που θα χρησιμοποιηθεί για την ανάλυση της διάταξης με χρήση Η/Υ. Επίσης γίνεται ανάλυση των βασικών συνιστωσών και των χαρακτηριστικών που τις διέπουν. Τέλος παρουσιάζονται οι μέθοδοι της ανάλυσης ροής φορτίου και της ανάλυσης βραχυκυκλωμάτων οι οποίες πλαισιώνονται και με κάποια παραδείγματα. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση του εργαστηριακού εξοπλισμού που θα χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή της διάταξης. Έμφαση δίνεται στο τρόπο συνδεσμολογίας καθώς και στα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά του εκάστοτε μοντέλου. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση των μετρητικών οργάνων μέσω των οποίων θα παρθούν οι μετρήσεις των πειραμάτων. Έμφαση δίνεται στο τρόπο συνδεσμολογίας όπως επίσης και στα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά τους. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η δομή και η βήμα-βήμα κατασκευή του κυκλώματος. Επίσης παραθέτονται και οι μετρήσεις που πάρθηκαν με στόχο την εξακρίβωση της ορθής λειτουργίας του κυκλώματος. Οι μετρήσεις συγκρίνονται στη συνέχεια με εκείνες που δίνονται από το πρόγραμμα προσομοίωσης με σκοπό την επαλήθευση τους. Τέλος έμφαση δίνεται στη διαδικασία συγχρονισμού των γεννητριών. Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζονται κάποιες προσθήκες και αλλαγές που έγιναν στο βασικό κύκλωμα καθώς και τα πειράματα που πλαισιώνουν την ανάπτυξη της διάταξης. Επίσης παραθέτονται οι μετρήσεις που πάρθηκαν κατά τη διεξαγωγή των πειραμάτων από το εργαστήριο καθώς και οι αντίστοιχες από το πρόγραμμα προσομοίωσης. Στο έβδομο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που απορρέονται από την εκπόνηση της παρούσας διπλωματικής. Επίσης παραθέτονται τα οφέλη που αποκομίθηκαν τόσο σε προσωπικό επίπεδο όσο και επαγγελματικό. Τέλος παρουσιάζονται οι βελτιώσεις/τροποποιήσεις που μπορούν να γίνουν στην παρούσα διάταξη καθώς και οι μελλοντική τρόποι χρήσης της