| Περίληψη: | Η εξάντληση των ορυκτών καυσίμων σε συνδυασμό με την περιβαλλοντική επιβάρυνση που επιφέρουν οι συμβατικές πηγές ενέργειας οδήγησαν στην αξιοποίηση πιο ήπιων μορφών ενέργειας. Μέσα σε αυτά τα πλαίσια της διείσδυσης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ) στα ηλεκτρικά δίκτυα αναπτύχθηκε και η φιλοσοφία της διεσπαρμένης παραγωγής (ΔΠ). Διεσπαρμένη παραγωγή θεωρείται μια μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας μικρής ισχύος που συνδέεται πολύ κοντά στις καταναλώσεις, παρακάμπτοντας το δίκτυο μεταφοράς.
Παράλληλα με την ιδέα της διεσπαρμένης παραγωγής, αναπτύχθηκε και η φιλοσοφία του μικροδικτύου (ΜΔ). Το μικροδίκτυο αποτελείται από παραγωγές, συστήματα αποθήκευσης και φορτία πολύ κοντά συνδεδεμένα μεταξύ τους και μπορεί να λειτουργεί είτε αυτόνομα είτε σε σύνδεση με το κυρίως δίκτυο. Τα μικροδίκτυα συνεχούς τάσης έχουν προσελκύσει μεγάλο ερευνητικό ενδιαφέρον καθώς εμφανίζουν πολλά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τα αντίστοιχα εναλλασσόμενου ρεύματος και είναι συμβατά με τα περισσότερα φορτία και πηγές.
Με βάση τα παραπάνω, σκοπός της εργασίας είναι η μοντελοποίηση ενός μικροδικτύου συνεχούς ρεύματος και η εφαρμογή ιεραρχικού ελέγχου σε αυτό. Το υπό μελέτη μικροδίκτυο αποτελείται από παραγωγές ενέργειας παράλληλα συνδεδεμένες στον κοινό ζυγό (DC bus) του δικτύου, στον οποίο είναι συνδεδεμένο και το φορτίο. Ο έλεγχος πραγματοποιείται από την πλευρά των μετατροπέων ισχύος που παρεμβάλλονται μεταξύ των παραγωγών και του κοινού ζυγού του μικροδικτύου. Για την παρούσα εργασία γίνεται χρήση του μετατροπέα συνεχούς ρεύματος ανύψωσης τάσης (Boost Converter). Όσον αφορά τα φορτία μελετιούνται τα φορτία σταθερής εμπέδησης καθώς όμως και τα φορτία σταθερής ισχύος (Constant Power Load, CPL) τα οποία παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον λόγω του φαινομένου αρνητικής εμπέδησης. Η προσομοίωση του μικροδικτύου και του ελέγχου γίνεται σε περιβάλλον MATLAB/Simulink.
Ο ιεραρχικός έλεγχος που θα εφαρμοστεί αποτελείται από τρία επίπεδα, εκ των οποίων τα δύο πρώτα θα μελετηθούν στα πλαίσια της εργασίας. Πρόκειται για τον πρωτογενή και δευτερογενή έλεγχο. Για τον πρωτογενή έλεγχο θα μελετηθεί ο έλεγχος στατισμού (droop control) και ένας μη γραμμικός έλεγχος, ενώ για τον δευτερογενή θα χρησιμοποιηθεί τεχνική ελέγχου βασισμένη σε συμφωνία (consensus based).
|
|---|
