Ιεραρχικός έλεγχος σε DC μικροδίκτυο
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 φιλοσοφί...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2022
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/15776 |
| id |
nemertes-10889-15776 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
DC μικροδίκτυο Ιεραρχικός έλεγχος Μετατροπείς ισχύος Φορτίο σταθερής ισχύος Έλεγχος στατισμού Έλεγχος συμφωνίας Μη γραμμικός έλεγχος DC microgrid Ηierarchical control Power converters Constant power load Droop control Consensus control Non linear control |
| spellingShingle |
DC μικροδίκτυο Ιεραρχικός έλεγχος Μετατροπείς ισχύος Φορτίο σταθερής ισχύος Έλεγχος στατισμού Έλεγχος συμφωνίας Μη γραμμικός έλεγχος DC microgrid Ηierarchical control Power converters Constant power load Droop control Consensus control Non linear control Ζάγκος, Κωνσταντίνος Ιεραρχικός έλεγχος σε DC μικροδίκτυο |
| description |
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). |
| author2 |
Zagkos, Konstantinos |
| author_facet |
Zagkos, Konstantinos Ζάγκος, Κωνσταντίνος |
| author |
Ζάγκος, Κωνσταντίνος |
| author_sort |
Ζάγκος, Κωνσταντίνος |
| title |
Ιεραρχικός έλεγχος σε DC μικροδίκτυο |
| title_short |
Ιεραρχικός έλεγχος σε DC μικροδίκτυο |
| title_full |
Ιεραρχικός έλεγχος σε DC μικροδίκτυο |
| title_fullStr |
Ιεραρχικός έλεγχος σε DC μικροδίκτυο |
| title_full_unstemmed |
Ιεραρχικός έλεγχος σε DC μικροδίκτυο |
| title_sort |
ιεραρχικός έλεγχος σε dc μικροδίκτυο |
| publishDate |
2022 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/15776 |
| work_keys_str_mv |
AT zankoskōnstantinos ierarchikoselenchossedcmikrodiktyo AT zankoskōnstantinos hierarchicalcontrolindcmicrogrid |
| _version_ |
1771297272247615488 |
| spelling |
nemertes-10889-157762022-09-05T13:59:56Z Ιεραρχικός έλεγχος σε DC μικροδίκτυο Hierarchical control in DC microgrid Ζάγκος, Κωνσταντίνος Zagkos, Konstantinos DC μικροδίκτυο Ιεραρχικός έλεγχος Μετατροπείς ισχύος Φορτίο σταθερής ισχύος Έλεγχος στατισμού Έλεγχος συμφωνίας Μη γραμμικός έλεγχος DC microgrid Ηierarchical control Power converters Constant power load Droop control Consensus control Non linear control 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). The depletion of fossil fuels and the environmental impact of conventional energy sources has led to the use of renewable energy sources (RES). To this context the idea of distributed generation (DG) was developed. Distributed generation is a low-power power plant that is connected directly to the transmission network and to the loads. Along with the idea of DG, the philosophy of microgrid (MG) was also developed. Microgrid is a group of interconnected loads and distributed energy resources within clearly defined electrical boundaries and it can operate either independently or in connection with the utility network. Many researchers are focusing more on DC microgrids as they have many advantages over the AC microgrids, and they are compatible with most loads, sources and energy storage systems. This thesis aims to simulate a microgrid and examine the response of the system after hierarchical control is applied to it. The microgrid consists of energy sources connected in parallel to the DC bus of the network, where the load is also connected. The sources are connected to the DC bus via a DC/DC boost converter. As far as the loads are concerned, apart from the constant impedance loads, constant power loads (CPL) are also taken into consideration. CPLs are of great interest due to the negative impedance phenomenon. The simulations of the microgrid and the control are performed in MATLAB/Simulink. Hierarchical control consists of three levels: the primary, the secondary and the tertiary control. For the sake of this thesis only the first two levels are examined. For the primary control droop control and a non-linear control scheme will be used, while for the secondary control a consensus-based control technique will be utilized. 2022-02-11T06:00:45Z 2022-02-11T06:00:45Z 2022-02-10 http://hdl.handle.net/10889/15776 gr application/pdf |
