Αντιμετώπιση συμφόρησης δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας με συντονισμένη συνεργασία δικτύων μεταφοράς και διανομής

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία, πραγματοποιήθηκε η προσομοίωση του ελληνικού δικτύου μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς και επιλεγμένων τμημάτων του δικτύου διανομής, για το έτος 2030. Η προσομοίωση αυτή εκτελέστηκε βάσει των προβλέψεων που διατυπώνονται στο Εθνικό Σχέδιο για την Ενέργεια και το Κλίμα (ΕΣΕΚ), το οποίο περιγράφει τις μεταβολές στο πλήθος τόσο των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας όσο και των συμβατικών πηγών, στα επόμενα έτη. Σύμφωνα με τις προβλέψεις αυτές, αναμένεται σημαντική αύξηση της διείσδυσης των ΑΠΕ στο ενεργειακό μείγμα της χώρας, γεγονός που θα οδηγήσει σε πιθανή συμφόρηση του δικτύου μεταφοράς και διανομής εξαιτίας της αυξημένης παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας αλλά και της μειωμένης ανάπτυξης των αντίστοιχων υποδομών υποστήριξης. Πιο συγκεκριμένα, λόγω της ραγδαίας αύξησης της παραγόμενης ενέργειας στο ηλεκτρικό σύστημα της Ελλάδας, αναμένεται να δημιουργηθεί πλεονάζουσα παραγωγή η οποία δε θα μπορεί να απορροφήθει από το δίκτυο. Το γεγονός αυτό μπορεί να οδηγήσει σε συμφόρηση των γραμμών προκαλώντας προβλήματα αστάθειας. Σκοπό της εργασίας αποτελεί η εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με την αποτελεσματική λειτουργία του συστήματος μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς και οι προτάσεις αποσυμφόρησης και βελτίωσης του, προκειμένου να διασφαλιστεί η αποδοτική ένταξη περαιτέρω στοιχειών παραγωγής, χωρίς τον κίνδυνο εμφάνισης προβλημάτων υπερφόρτισης ή αστάθειας. Η προσομοίωση του δικτύου που μελετάται, πραγματοποιείται με τη χρήση του λογισμικού DigSILENT, ενός εξειδικευμένου εργαλείου ανάλυσης και προσομοίωσης ηλεκτρικών συστημάτων, το οποίο χρησιμοποιείται για τη μελέτη της λειτουργίας ηλεκτρικών δικτύων μικρής και μεγάλης κλίμακας. Η παρούσα εργασία αναπτύσσεται σε πέντε διακριτά κεφάλαια όπου παρουσιάζονται διαδοχικά, το θεωρητικό υπόβαθρο που απαιτείται, καθώς και το εθνικό σχέδιο για την ενέργεια και το κλίμα, το περιβάλλον προσομοίωσης, τα αποτελέσματα και τα συμπεράσματα της μελέτης. Πιο συγκεκριμένα, στο πρώτο κεφάλαιο περιγράφονται βασικές ορολογίες ενός συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Το δεύτερο κεφάλαιο εστιάζει στο ενεργειακό μείγμα της Ελλάδας, καθώς και την εξέλιξη έως το έτος 2030. Στη συνέχεια, στο τρίτο κεφάλαιο αναλύεται ο τρόπος δημιουργίας και δομής του δικτύου μεταφοράς και ορισμένων τιμημάτων του δικτύου διανομής, με τη χρήση του προγράμματος DigSILENT. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μαθηματική μοντελοποίηση της βέλτιστης ροής φορτίου, ακολουθούμενη από την προσομοίωση τεσσάρων σεναρίων μελέτης, καθώς και την παράθεση των αντίστοιχων αποτελεσμάτων τους. Τέλος, στο πέμπτο κεφάλαιο συνοψίζονται τα αποτελέσματα που απορρέουν από την παρούσα διπλωματική εργασία και αναφέρονται τρόποι επέκτασης της.