Προσομοίωση υπομεταβατικού και μεταβατικού σφάλματος σύγχρονης γεννήτριας σε μετατροπέα ηλεκτρονικών ισχύος

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενο τη μελέτη της λειτουργίας και της απόκρισης των μετατροπέων ηλεκτρονικών ισχύος που χρησιμοποιούνται σε διανεμημένους ενεργειακούς πόρους προσομοιώνοντας τη συμπεριφορά των σύγχρονων γεννητριών σε περιπτώσεις σφάλματος. Η σημασία της σωστής λειτουργίας και της απόκρισης των μηχανών στις περιπτώσεις σφάλματος είναι κρίσιμη, καθώς μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τη σταθερότητα και αποδοτικότητα του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας. Αρχικά, γίνεται εκτενής αναφορά στη διανεμημένη παραγωγή, υπογραμμίζοντας τα προβλήματα που αυτή μπορεί να επιφέρει στα δίκτυα. Αυτά περιλαμβάνουν ζητήματα σταθερότητας, καθώς και την ευπάθεια του συστήματος σε σφάλματα. Εξετάζεται πώς τα διάφορα στοιχεία μιας διανεμημένης παραγωγής επηρεάζουν τις διακυμάνσεις της τάσης και της συχνότητας στο σύστημα. Ιδιαίτερη αναφορά γίνεται στον τριφασικό αντιστροφέα. Αναλύονται τα ηλεκτρονικά του στοιχεία και η λειτουργία του σε μόνιμη κατάσταση. Ο αντιστροφέας λειτουργεί ως πηγή τάσης, με δυνατότητα να ανταποκρίνεται αποτελεσματικά στις μεταβολές της τάσης και της συχνότητας, διασφαλίζοντας τη σταθερότητα του συστήματος. Επιπλέον, ο αντιστροφέας διαθέτει ένα σύστημα εντοπισμού σφαλμάτων, το οποίο έχει τη δυνατότητα αλλαγής του τρόπου ελέγχου του από τη μέθοδο με στατικές χαρακτηριστικές στη μέθοδο ρεύματος. Αυτό του επιτρέπει να προσομοιώνει τα ρεύματα μιας σύγχρονης γεννήτριας (υπομεταβατική και μεταβατική συμπεριφορά) κατά τη διάρκεια καταστάσεων σφάλματος, ενισχύοντας την απόκριση του συστήματος σε τέτοιες περιπτώσεις. Η προτεινόμενη μεθοδολογία ελέγχου εξετάζεται αρχικά σε ένα δίκτυο με έναν αντιστροφέα και με σφάλματα μικρής και μεγάλης αντίστασης, ενώ στη συνέχεια εξετάζεται σε ένα πρότυπο δίκτυο χαμηλής τάσης της CRIGRE με διάφορα φορτία και μονάδες διανεμημένης παραγωγής. Όλα τα αποτελέσματα έγιναν στο λογισμικό PSIM και αποδεικνύουν την αποτελεσματικότητα της προτεινόμενης μεθοδολογίας.