Έλεγχος παραγωγής σε μικρά απομονωμένα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας

• Κύριος συγγραφέας: Κοκκόρη, Γιαννούλα
• Άλλοι συγγραφείς: Αλεξανδρίδης, Αντώνιος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2016
• Θέματα: PI ελεγκτές; Απομονωμένο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας; Ανεμογεννήτριες; Μετατροπείς back-to-back; Φορτία; Έλεγχος εύρεσης σημείου μέγιστης ισχύος; PI controllers; Isolated power system; Wind turbines; Back-to-back converters; Loads; MPPT control; 621.312 136

Δύο από τα σημαντικότερα προβλήματα που πλήττουν σήμερα τον πλανήτη και σχετίζονται με την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι η ρύπανση του περιβάλλοντος και η ελάττωση των ορυκτών πόρων. Τα παραπάνω αποτέλεσαν τη βάση για να στραφούν τα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας σε νέες πηγές, ανεξάντλητες και φιλικές προς το περιβάλλον, τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η συνεχής ανάπτυξη των τεχνολογιών των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε συνδυασμό με την εμφάνιση της κατανεμημένης παραγωγής αλλάζει την ήδη υπάρχουσα δομή των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Καινοτόμα ΣΗΕ, απομονωμένα ή μη, χρησιμοποιούν πλήθος μονάδων κατανεμημένης πράσινης ενέργειας και εγκαθίστανται κοντά στους καταναλωτές. Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναλύεται το μοντέλο ενός απομονωμένου συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας που περιλαμβάνει μία ανεμογεννήτρια με σύγχρονη μηχανή μόνιμου μαγνήτη και το τροφοδοτούμενο φορτίο. Οι μετατροπείς ισχύος που εγκαθίστανται είναι υπεύθυνοι για τον έλεγχο του συστήματος αυτού. Πιο αναλυτικά: Στο κεφάλαιο 1 γίνεται μια μικρή αναφορά στα είδη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, τους λόγους που οδήγησαν στην ανάπτυξή τους, καθώς και τα θετικά και τα αρνητικά που προκύπτουν από τη χρήση τους. Ακόμα, γίνεται μια περιγραφή της κατανεμημένης παραγωγής, των μονάδων από τις οποίες αποτελείται και μια μικρή ανάλυση των απομονωμένων συστημάτων ενέργειας. Στο κεφάλαιο 2 αναλύεται η λειτουργία της ανεμογεννήτριας. Αρχικά, παρουσιάζεται μια ιστορική αναδρομή και έπειτα τα κύρια χαρακτηριστικά των αιολικών συστημάτων, οι κατηγορίες στις οποίες χωρίζονται και η δομή τους. Τέλος, γίνεται αναφορά στον έλεγχο των ανεμογεννητριών και την αλληλεπίδρασή τους με το δίκτυο. Το κεφάλαιο 3 ασχολείται με τη σύγχρονη γεννήτρια μόνιμου μαγνήτη. Παρουσιάζονται κάποια χαρακτηριστικά σχετικά με τη λειτουργία της και τελικά με τη βοήθεια του μετασχηματισμού Park εξάγεται το μοντέλο που την περιγράφει. Το κεφάλαιο 4 έχει ως θέμα τους ηλεκτρονικούς μετατροπείς ισχύος. Αρχικά κατηγοριοποιούνται και στη συνέχεια γίνεται μια μικρή ανάλυση του μετατροπέα που χρησιμοποιήθηκε για τη μοντελοποίηση του εν λόγω συστήματος που εξετάζουμε και της τεχνικής παλμοδότησης. Στο κεφάλαιο 5 παρουσιάζεται ο έλεγχος των μετατροπέων ισχύος του αιολικού συστήματος, οι τεχνικές για την εύρεση του σημείου μέγιστης ισχύος και ο έλεγχος της γωνίας βήματος πτερυγίων. Υπολογίζονται επίσης οι λόγοι κατάτμησης και τα κέρδη των ελεγκτών που χρησιμοποιούνται. Στο κεφάλαιο 6 φαίνονται τελικά τα αποτελέσματα της προσομοίωσης του απομονωμένου συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας όπως αυτά προέκυψαν με τη χρήση του προγράμματος λογισμικού MATLAB/Simulink, καθώς και τα συμπεράσματα και οι προοπτικές για περαιτέρω μελέτη του συστήματος.