| Περίληψη: | Στην παρούσα διδακτορική διατριβή μελετήθηκε η διασύνδεση ενός υπεράκτιου Αιολικού Πάρκου (ΑΠ) επαγωγικών μηχανών ονομαστικής ισχύος 90MW με ένα απομακρυσμένο ασθενές δίκτυο ΕΡ. Η περίπτωση αυτή παρουσιάζει σημαντικές δυσκολίες λόγω του χαμηλού λόγου ισχύων βραχυκύκλωσης ανάμεσα στις δύο πλευρές και των έντονων διακυμάνσεων της ισχύος που απομαστεύεται από τον άνεμο. Με σκοπό να περιορισθούν οι δυσκολίες αυτές και δεδομένου ότι τα διασυνδεδεμένα άκρα είναι απομακρυσμένα (άρα επιβάλλεται η μεταφορά με καλώδιο ΣΡ), επιλέχθηκε η εφαρμογή της διασύνδεσης του ΑΠ στο δίκτυο ΕΡ μέσω της τεχνολογίας Εναλλασσομένου Ρεύματος/ Συνεχούς Ρεύματος/ Εναλλασσομένου Ρεύματος (ΕΡ/ΣΡ/ΕΡ) με Μετατροπείς Πηγής Τάσης (ΜΠΤ). Η τεχνολογία αυτή επιτρέπει τον ανεξάρτητο έλεγχο της πραγματικής από την άεργο ισχύ και έτσι καθιστά δυνατή τη διασύνδεση δικτύων με χαμηλό λόγο ισχύων βραχυκύκλωσης. Ένα επιπλέον πρόβλημα το οποίο επιλύεται μέσω της χρήσης της τεχνολογίας ΕΡ/ΣΡ/ΕΡ με ΜΠΤ είναι αυτό της δυναμικής αντιστάθμισης αέργου ισχύος των επαγωγικών γεννητριών.
Ωστόσο, παρόλα τα οφέλη που αποκομίζονται εφαρμόζοντας την τεχνολογία ΕΡ/ΣΡ/ΕΡ με ΜΠΤ, ο έλεγχος της διασύνδεσης παραμένει μια απαιτητική διαδικασία. Ο σχεδιασμός του συστήματος ελέγχου απαιτεί λεπτομερή γνώση της συμπεριφοράς του συστήματος και ακριβή ρύθμιση ώστε να αποκτηθεί η επιθυμητή έξοδος. Η παρουσία έντονα μεταβαλλόμενων και με θόρυβο εισόδων μπορούν να καταστήσουν πολύ δύσκολη την επιλογή των παραμέτρων ελέγχου οι οποίες παρέχουν σωστή συμπεριφορά σε οποιεσδήποτε συνθήκες λειτουργίας.
Σύμφωνα με τα παραπάνω κριτήρια ελέγχου, το σύστημα ελέγχου που επιλέχθηκε για την παραπάνω διασύνδεση σχεδιάστηκε σύμφωνα με την υπολογιστική νοημοσύνη, η οποία βασίζεται στην ποιοτική περιγραφή των ελεγχόμενων διαδικασιών και στη μίμηση του συλλογισμού ενός έμπειρου ανθρώπου-χειριστή της διαδικασίας. Οι κλάδοι της υπολογιστικής νοημοσύνης που εφαρμόσθηκαν είναι τα ασαφή συστήματα και τα υβριδικά νευρο-ασαφή συστήματα. Πιο συγκεκριμένα, για τον έλεγχο της διασύνδεσης του ΑΠ με το ασθενές δίκτυο ΕΡ, σχεδιάστηκαν και μελετήθηκαν τρεις διαφορετικές εκδοχές, οι οποίες περιελάμβαναν:
1. ένα ασαφές σύστημα ελέγχου,
2. ένα νευρο-ασαφές σύστημα ελέγχου,
3. ένα προσαρμοζόμενο ασαφές σύστημα ελέγχου, το οποίο ρυθμίζεται σε πραγματικό χρόνο.
Προκειμένου να ελεγχθεί η αποτελεσματικότητα του συστήματος ελέγχου, αλλά και να συγκριθούν οι τρεις εκδοχές του ως προς την αποτελεσματικότητά τους σε διαφορετικές διαταραχές, η αξιολόγηση του συστήματος περιέλαβε τρία μέρη. Στο πρώτο μέρος παρουσιάσθηκε η απόκριση του συστήματος σε μια βηματική αύξηση της μέσης τιμής της ταχύτητας του ανέμου. Η μεταβολή που επιλέχθηκε είναι ιδιαίτερα απότομη με σκοπό να ελεγχθεί η απόκριση του συστήματος υπό ακραίες συνθήκες. Στο δεύτερο μέρος παρουσιάσθηκε η απόκριση του συστήματος σε μια βηματική μείωση της μέσης τιμής της ταχύτητας του ανέμου, εξίσου απότομη με την προηγούμενη, ώστε να σχηματισθεί μια ολοκληρωμένη εικόνα για τη δυναμική συμπεριφορά του συστήματος κατά τη μετάβασή του στις διάφορες περιοχές λειτουργίας. Στο τρίτο μέρος έγινε μια αξιολόγηση της αρμονικής παραμόρφωσης, η οποία προκαλείται από τη διακοπτική λειτουργία του αντιστροφέα, στις κυματομορφές του ρεύματος και της τάσης στο ΣΚΣΔ, σύμφωνα με τα προτεινόμενα όρια του κανονισμού ΙΕΕΕ 519.
Μέσω εκτενών αποτελεσμάτων εξομοίωσης αποδείχθηκε ότι το προτεινόμενο σύστημα ελέγχου και στις τρεις περιπτώσεις αντιδρά γρήγορα στις μεταβολές ισχύος του ανέμου και η διασύνδεση ΕΡ/ΣΡ/ΕΡ με ΜΠΤ τροφοδοτεί ομαλά το σύστημα ΕΡ με πραγματική ισχύ υπό σχεδόν σταθερή εναλλασσόμενη τάση. Επιπρόσθετα, λόγω του ελέγχου μεταβλητών στροφών, το ΑΠ οδηγείται σε μέγιστη αεροδυναμική απόδοση, χωρίς να απαιτείται μέτρηση της ταχύτητας του ανέμου ή του ρότορα των μηχανών.
|
|---|
