Εφαρμογή τεχνικών υπολογιστικής νοημοσύνης για την αδιάλειπτη λειτουργία συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας με ανεμογεννήτριες σε διαταραχές βραχυκυκλωμάτων
Στα πλαίσια της διδακτορικής διατριβής μελετήθηκε η αποτελεσματικότητα διαφόρων κυκλωμάτων ελέγχου που βασίζονται στην υπολογιστική νοημοσύνη με σκοπό την αντιμετώπιση βραχυκυκλωμάτων σε δίκτυα διασύνδεσης ανεμογεννητριών με το δίκτυο. Πιο συγκεκριμένα, τα προτεινόμενα συστήματα ελέγχου έχουν σκοπό...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2014
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/7514 |
| id |
nemertes-10889-7514 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Γενετικοί αλγόριθμοι Ασαφής λογική Αδιάλειπτη λειτουργία συστημάτων ηλεκτρικής ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Βραχυκυκλώματα Ανεμογεννήτριες Διασύνδεση ΕΡ/ΣΡ/ΕΡ με μετατροπείς πηγής τάσης Genetic algorithms Fuzzy logic HVDC link based on voltage source converters (VSC) Double-fed induction generators Fault ride-through Wind turbines 621.312 136 |
| spellingShingle |
Γενετικοί αλγόριθμοι Ασαφής λογική Αδιάλειπτη λειτουργία συστημάτων ηλεκτρικής ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Βραχυκυκλώματα Ανεμογεννήτριες Διασύνδεση ΕΡ/ΣΡ/ΕΡ με μετατροπείς πηγής τάσης Genetic algorithms Fuzzy logic HVDC link based on voltage source converters (VSC) Double-fed induction generators Fault ride-through Wind turbines 621.312 136 Βρυώνης, Θεόδωρος Εφαρμογή τεχνικών υπολογιστικής νοημοσύνης για την αδιάλειπτη λειτουργία συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας με ανεμογεννήτριες σε διαταραχές βραχυκυκλωμάτων |
| description |
Στα πλαίσια της διδακτορικής διατριβής μελετήθηκε η αποτελεσματικότητα διαφόρων κυκλωμάτων ελέγχου που βασίζονται στην υπολογιστική νοημοσύνη με σκοπό την αντιμετώπιση βραχυκυκλωμάτων σε δίκτυα διασύνδεσης ανεμογεννητριών με το δίκτυο. Πιο συγκεκριμένα, τα προτεινόμενα συστήματα ελέγχου έχουν σκοπό τη διαμόρφωση κατάλληλων συνθηκών ώστε οι ανεμογεννήτριες να καταφέρουν να συνεχίσουν να είναι συνδεδεμένες στο δίκτυο κατά τη διάρκεια και αμέσως μετά τα βραχυκυκλώματα, συνεισφέροντας στη γρήγορη επαναφορά της τάσης στο Σημείο Κοινής Σύνδεσης με το Δίκτυο (ΣΚΣΔ).
Στο πρώτο μέρος της διατριβής μελετήθηκε ένα προσαρμοζόμενο ασαφές σύστημα ελέγχου με σκοπό τη βελτιωμένη απόκριση Αιολικού Πάρκου (ΑΠ) με επαγωγικές γεννήτριες που τροφοδοτεί ένα ασθενές σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας μέσω διασύνδεσης ΕΡ/ΣΡ/ΕΡ με Μετατροπείς Πηγής Τάσης (ΜΠΤ). Το σύστημα αυτό εντοπίζει τη σοβαρότητα του σφάλματος και διαμορφώνει ανάλογα την παλμοδότηση των βαλβίδων των ΜΠΤ κατά τη διάρκεια του σφάλματος. Επίσης, έχει την ιδιότητα να αυτορυθμίζεται κατά τη διάρκεια της μετασφαλματικής περιόδου, επιτυγχάνοντας εξασθένηση της ταλαντωτικής συμπεριφοράς του συστήματος που προκαλείται από τα βραχυκύκλωμα και την παραμονή των ανεμογεννητριών στο δίκτυο.
Το ηλεκτρικό σύστημα που μελετήθηκε στο δεύτερο μέρος της διδακτορικής διατριβής περιλαμβάνει μια επαγωγική ανεμογεννήτρια διπλής τροφοδότησης (γνωστή με την ονομασία double-fed induction machine) η οποία τροφοδοτεί ένα δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Στη βιβλιογραφία που έχει δημοσιευθεί μέχρι σήμερα, για την αντιμετώπιση των βραχυκυκλωμάτων σε ανάλογα ηλεκτρικά συστήματα, προτείνονται διατάξεις οι οποίες βασίζονται είτε σε κατάλληλο μηχανικό εξοπλισμό όπως μπάρες βραχυκύκλωσης (crowbars) είτε σε κατάλληλο προγραμματισμό των ελεγκτών. Σε αυτό το μέρος της διατριβής προτείνεται ένα εναλλακτικό σύστημα ελέγχου που βασίζεται στον κατάλληλο προγραμματισμό των ελεγκτών, χωρίς να χρησιμοποιεί κάποιον εξοπλισμό προστασίας. Το σύστημα ελέγχου, το οποίο βασίζεται στους γενετικούς αλγορίθμους, συμβάλει στη βέλτιστη «συνεργασία» των δύο ΜΠΤ της γεννήτριας, επιτυγχάνοντας την εξασθένιση των διακυμάνσεων της τάσης στο ΣΚΣΔ και τη διατήρηση της σύνδεσης της γεννήτριας στο ηλεκτρικό δίκτυο. |
| author2 |
Βοβός, Νικόλαος |
| author_facet |
Βοβός, Νικόλαος Βρυώνης, Θεόδωρος |
| format |
Thesis |
| author |
Βρυώνης, Θεόδωρος |
| author_sort |
Βρυώνης, Θεόδωρος |
| title |
Εφαρμογή τεχνικών υπολογιστικής νοημοσύνης για την αδιάλειπτη λειτουργία συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας με ανεμογεννήτριες σε διαταραχές βραχυκυκλωμάτων |
| title_short |
Εφαρμογή τεχνικών υπολογιστικής νοημοσύνης για την αδιάλειπτη λειτουργία συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας με ανεμογεννήτριες σε διαταραχές βραχυκυκλωμάτων |
| title_full |
Εφαρμογή τεχνικών υπολογιστικής νοημοσύνης για την αδιάλειπτη λειτουργία συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας με ανεμογεννήτριες σε διαταραχές βραχυκυκλωμάτων |
| title_fullStr |
Εφαρμογή τεχνικών υπολογιστικής νοημοσύνης για την αδιάλειπτη λειτουργία συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας με ανεμογεννήτριες σε διαταραχές βραχυκυκλωμάτων |
| title_full_unstemmed |
Εφαρμογή τεχνικών υπολογιστικής νοημοσύνης για την αδιάλειπτη λειτουργία συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας με ανεμογεννήτριες σε διαταραχές βραχυκυκλωμάτων |
| title_sort |
εφαρμογή τεχνικών υπολογιστικής νοημοσύνης για την αδιάλειπτη λειτουργία συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας με ανεμογεννήτριες σε διαταραχές βραχυκυκλωμάτων |
| publishDate |
2014 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/7514 |
| work_keys_str_mv |
AT bryōnēstheodōros epharmogētechnikōnypologistikēsnoēmosynēsgiatēnadialeiptēleitourgiasystēmatōnēlektrikēsenergeiasmeanemogennētriessediatarachesbrachykyklōmatōn AT bryōnēstheodōros implementationofintelligentcontrolinthefaultridethroughofgridconnectedwindgenerator |
| _version_ |
1771297267367542784 |
| spelling |
nemertes-10889-75142022-09-05T14:07:42Z Εφαρμογή τεχνικών υπολογιστικής νοημοσύνης για την αδιάλειπτη λειτουργία συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας με ανεμογεννήτριες σε διαταραχές βραχυκυκλωμάτων Implementation of intelligent control in the fault ride through of grid connected wind generator Βρυώνης, Θεόδωρος Βοβός, Νικόλαος Βοβός, Νικόλαος Γιαννακόπουλος, Γαβριήλ Αλεξανδρίδης, Αντώνιος Τζες, Αντώνιος Χατζηαργυρίου, Νικόλαος Ζαχαρίας, Θωμάς Μητρονίκας, Επαμεινώνδας Vryonis, Theodoros Γενετικοί αλγόριθμοι Ασαφής λογική Αδιάλειπτη λειτουργία συστημάτων ηλεκτρικής ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Βραχυκυκλώματα Ανεμογεννήτριες Διασύνδεση ΕΡ/ΣΡ/ΕΡ με μετατροπείς πηγής τάσης Genetic algorithms Fuzzy logic HVDC link based on voltage source converters (VSC) Double-fed induction generators Fault ride-through Wind turbines 621.312 136 Στα πλαίσια της διδακτορικής διατριβής μελετήθηκε η αποτελεσματικότητα διαφόρων κυκλωμάτων ελέγχου που βασίζονται στην υπολογιστική νοημοσύνη με σκοπό την αντιμετώπιση βραχυκυκλωμάτων σε δίκτυα διασύνδεσης ανεμογεννητριών με το δίκτυο. Πιο συγκεκριμένα, τα προτεινόμενα συστήματα ελέγχου έχουν σκοπό τη διαμόρφωση κατάλληλων συνθηκών ώστε οι ανεμογεννήτριες να καταφέρουν να συνεχίσουν να είναι συνδεδεμένες στο δίκτυο κατά τη διάρκεια και αμέσως μετά τα βραχυκυκλώματα, συνεισφέροντας στη γρήγορη επαναφορά της τάσης στο Σημείο Κοινής Σύνδεσης με το Δίκτυο (ΣΚΣΔ). Στο πρώτο μέρος της διατριβής μελετήθηκε ένα προσαρμοζόμενο ασαφές σύστημα ελέγχου με σκοπό τη βελτιωμένη απόκριση Αιολικού Πάρκου (ΑΠ) με επαγωγικές γεννήτριες που τροφοδοτεί ένα ασθενές σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας μέσω διασύνδεσης ΕΡ/ΣΡ/ΕΡ με Μετατροπείς Πηγής Τάσης (ΜΠΤ). Το σύστημα αυτό εντοπίζει τη σοβαρότητα του σφάλματος και διαμορφώνει ανάλογα την παλμοδότηση των βαλβίδων των ΜΠΤ κατά τη διάρκεια του σφάλματος. Επίσης, έχει την ιδιότητα να αυτορυθμίζεται κατά τη διάρκεια της μετασφαλματικής περιόδου, επιτυγχάνοντας εξασθένηση της ταλαντωτικής συμπεριφοράς του συστήματος που προκαλείται από τα βραχυκύκλωμα και την παραμονή των ανεμογεννητριών στο δίκτυο. Το ηλεκτρικό σύστημα που μελετήθηκε στο δεύτερο μέρος της διδακτορικής διατριβής περιλαμβάνει μια επαγωγική ανεμογεννήτρια διπλής τροφοδότησης (γνωστή με την ονομασία double-fed induction machine) η οποία τροφοδοτεί ένα δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Στη βιβλιογραφία που έχει δημοσιευθεί μέχρι σήμερα, για την αντιμετώπιση των βραχυκυκλωμάτων σε ανάλογα ηλεκτρικά συστήματα, προτείνονται διατάξεις οι οποίες βασίζονται είτε σε κατάλληλο μηχανικό εξοπλισμό όπως μπάρες βραχυκύκλωσης (crowbars) είτε σε κατάλληλο προγραμματισμό των ελεγκτών. Σε αυτό το μέρος της διατριβής προτείνεται ένα εναλλακτικό σύστημα ελέγχου που βασίζεται στον κατάλληλο προγραμματισμό των ελεγκτών, χωρίς να χρησιμοποιεί κάποιον εξοπλισμό προστασίας. Το σύστημα ελέγχου, το οποίο βασίζεται στους γενετικούς αλγορίθμους, συμβάλει στη βέλτιστη «συνεργασία» των δύο ΜΠΤ της γεννήτριας, επιτυγχάνοντας την εξασθένιση των διακυμάνσεων της τάσης στο ΣΚΣΔ και τη διατήρηση της σύνδεσης της γεννήτριας στο ηλεκτρικό δίκτυο. This thesis studies the implementation of intelligent control techniques in the Fault Ride-Through (FRT) of grid connected Wind Turbines (WTs). The first part of the dissertation studies the issue of the fault ride-through capability of a wind farm of induction generators, which is connected to an ac grid through an HVDC link based on Voltage Sourced Converters (VSCs). This work proposes a control strategy which is implemented with adaptive fuzzy controllers and deals with every different type of fault with a corresponding appropriate action, blocking the converter valves for a time interval which depends on the severity of the fault. In addition, after the deblocking of the valves, the proposed control system activates a special controller, which alleviates the oscillations at the electrical system caused by the blocking of the valves. In this way, the overcurrents are limited, the wind turbines manage to remain connected and the ac voltage recovers quickly, as it is imposed by national grid codes. The second part of the dissertation proposes a Computational Intelligence–based control strategy, to enhance the low voltage ride-through capability of grid-connected WTs with doubly fed induction generators (DFIGs). The conventional crowbar-based systems that were initially applied in order to protect the rotor-side converter at the occurrence of grid faults, do not fulfill the recent requirement of the national GCs that the WTs should supply reactive power to the grid during and after the fault, in order to support the grid voltage. In order to conform to the above mentioned requirement, this work proposes a control scheme, which contributes to the optimal coordination of the two converters, aiming to attenuate the disturbances to the system caused by the fault and ensure system stability. Aiming to encounter the difficulties met due to the uncertainties of the system modeling and considering the non linearity of the system, the controllers were designed based on fuzzy logic and genetic algorithms, which are more efficient in such cases. By this concept the overcurrents at the rotor windings and the dc side overvoltages are effectively eliminated. In addition, the FRT requirement concerning the reactive power supply is fulfilled. 2014-05-16T08:10:45Z 2014-05-16T08:10:45Z 2013-12-02 2014-05-16 Thesis http://hdl.handle.net/10889/7514 gr Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. 0 application/pdf application/pdf |
