4) Development of investment strategies for wind power generation, Kongnam,

Transcript

1 ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ ΙΩΑΝΝΟΥ Χ. ΕΡΜΕΝΤΖΟΓΛΟΥ ρ. ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΟΥ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥ Επίκουρου Καθηγητή Υπεύθυνου Εργαστηρίου Ηλεκτρικών Κινητηρίων Συστηµάτων & Ηλεκτρονικών Ισχύος Τοµεάρχη Οµάδας Εργαστηρίων Ισχυρών Ρευµάτων Τµήµατος Ηλεκτρολογίας Τ.Ε.Ι. ΚΑΒΑΛΑΣ ΤΗΛΕΦΩΝΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ:2510/462260, ΤΟΠΟΣ ΓΕΝΝΗΣΗΣ: ΑΘΗΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΓΕΝΝΗΣΕΩΣ: ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ: ΑΓΑΜΟΣ Α. ΣΠΟΥ ΕΣ 2007 ίπλωµα µε χαρακτηρισµό «Αριστα» ιδακτορικών Σπουδών στο Τ.Η.Μ.&Μ.Υ. της Π.Σ. του.π.θ. Θέµα ιδακτορικής ιατριβής: «Ανάπτυξη, Μοντελοποίηση Συστήµατος Ηλεκτροπαραγωγής (Αιολικό-Ντήζελ) και Έλεγχός του µε Στατικό Σύστηµα Αντιστάθµισης Αέργου Ισχύος (SVC)» 1993 ίπλωµα ΗΛΕΚ/ΓΟΥ ΜΗΧ/ΚΟΥ του Τ.Η.Μ.&Μ.Υ. της Π.Σ. του.π.θ. Βαθµός 7.01 (Λίαν Καλώς) Τίτλος διπλωµατικής εργασίας: Προσοµοίωση υναµικής Συµπεριφοράς Επαγωγικών Κινητήρων Ενταγµένων σε Σύστηµα Ηλεκτρικής Ενέργειας ΒΑΘΜΟΣ ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ: ΑΡΙΣΤΑ (10) Β. ΥΠΟΤΡΟΦΙΕΣ Στο διάστηµα από 20/01/92 έως 31/10/92 παρέµεινε µε υποτροφία Κινητικότητας φοιτητών του προγράµµατος ERASMUS στο UNIVERSITY OF STRATHCLYDE του ΗΝΩΜΕΝΟΥ ΒΑΣΙΛΕΙΟΥ όπου ασχολήθηκε µε την εκπόνηση της διπλωµατικής του εργασίας υπό την προσωπική επίβλεψη του Καθηγητή J. R. Smith, στην ευρύτερη περιοχή της µοντελοποίησης και προσοµοίωσης ενεργειακών και κινητηρίων συστηµάτων. Συγκεκριµένα εργάστηκε για την ανάπτυξη λογισµικού σε κώδικα Fortran το οποίο προσοµοιώνει πλήρες ενεργειακό σύστηµα αποτελούµενο από σύγχρονες γεννήτριες οδηγούµενων από συστήµατα υδροστροβίλων (Hydro turbines), ατµοστροβίλων(steam turbines) και αεροστροβίλων(gas turbines) συµπεριλαµβανοµένων και των σχετικών συστηµάτων αυτόµατης ρύθµισης τάσης (Automatic Voltage Regulators), µετασχηµατιστών, γραµµών µεταφοράς, επαγωγικών κινητήρων/επαγωγικών γεννητριών και στατικών φορτίων(ηλεκτρικοί καταναλωτές). Βάσει αυτού του λογισµικού έγιναν και πολλές µελέτες για τη διερεύνηση της δυναµικής/µεταβατικής συµπεριφοράς διαφόρων πρακτικών συστηµάτων µεγάλης κλίµακας, που βρίσκονται στο Ηνωµένο Βασίλειο. Επίσης παρακολούθησε σεµινάρια και µαθήµατα στην περιοχή των Ηλεκτρικών Μηχανών και των Ηλεκτρονικών Ισχύος.

2 Γ. Ι ΑΚΤΙΚΗ ΕΜΠΕΙΡΙΑ I. ΣΥΝ Ι ΑΣΚΑΛΙΑ , δίδαξε τις φροντιστηριακές ασκήσεις και τα εργαστήρια των Μαθηµάτων, Ηλεκτρικές Μηχανές Ι, Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ και υναµική Συµπεριφορά των Ηλεκτρικών Μηχανών, των χειµερινών και εαρινών εξαµήνων, στο Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών της Πολυτεχνικής Σχολής του.π.θ. II. ΑΥΤΟ ΥΝΑΜΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΕΜΠΕΙΡΙΑ , διδάσκει στα Τµήµατα Ηλεκτρολογίας και Βιοµηχανικής Πληροφορικής της Σ.Τ.ΕΦ. του Τ.Ε.Ι. Καβάλας, ως Καθηγητής Εφαρµογών µε ελλειπή προσόντα, Επιστηµονικός Συνεργάτης µε πλήρη προσόντα, και Εργαστηριακός Συνεργάτης µε πλήρη προσόντα, τα Εργαστήρια των Μαθηµάτων Ηλεκτρονικών Ισχύος και Ηλεκτρικών Κινητηρίων Συστηµάτων και ειδικότερα στο Τµήµα Ηλεκτρολογίας τις Θεωρίες των Μαθηµάτων Ηλεκτρικών Κινητηρίων Συστηµάτων και Ηλεκτρονικών Ισχύος και στο Τµήµα Βιοµηχανικής Πληροφορικής τη θεωρία του µαθήµατος των Ηλεκτρονικών Κινητηρίων Συστηµάτων.. ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗ ΕΜΠΕΙΡΙΑ Ανέλαβε υπηρεσία ως Επίκουρος Καθηγητής, στο Εργαστήριο Ηλεκτρικής Κίνησης και Ηλεκτρονικών Ισχύος, του Τµήµατος Ηλεκτρολογίας του Τ.Ε.Ι. Καβάλας /11/09, υπηρέτησε ως Ηλεκτρολόγος Μηχανικός αρµόδιος για εξειδικευµένες µελέτες στη ιεύθυνση Πληροφορικής και Τεχνικών Υπηρεσιών του Τ.Ε.Ι. Καβάλας όπως παρακάτω: -«Θέρµανση/Ψύξη του Κτηρίου της Βιβλιοθήκης του Τ.Ε.Ι. Καβάλας µέσω συστήµατος Ηλιακών Συλλεκτών». Η συγκεκριµένη µελέτη έγινε παίρνοντας υπόψη εµπορικά διαθέσιµα συστήµατα ηλιακών συλλεκτών, σωληνώσεων, κυκλοφορητών κ.λ.π.. Η διαστασιολόγηση, οικονοµική αποτίµηση της απόδοσης της επένδυσης και η οριστικοποίηση του βέλτιστου µεγέθους της εγκατάστασης, έγινε µέσω ειδικού λογισµικού το οποίο αναπτύχθηκε από τον µελετητή παίρνοντας υπόψη τη σχετική θεωρία των συστηµάτων ηλιακών συλλεκτών, τη γεωγραφική θέση και τοποθέτηση του συστήµατος στις εγκαταστάσεις του Τ.Ε.Ι., διεθνώς χρησιµοποιούµενα τεχνοοικονοµικά κριτήρια όπως η Καθαρή Παρούσα Αξία (NPV, Net Present Value), ο Εσωτερικός Βαθµός Απόδοσης (IRR, Internal Rate of Return), ο λόγος Οφέλους/κόστους (BCR, Benefit/Cost Ratio), η εξοικονόµηση υγρών καυσίµων, η αποφυγή ρύπων κ.λ.π. Η µελέτη προωθήθηκε για χρηµατοδότηση από την Περιφέρεια Ανατολικής Μακεδονίας-Θράκης. -«Μελέτη της Ψηφιοποίησης των κτηριακών υποδοµών/εγκαταστάσεων του Τ.Ε.Ι. Καβάλας». Υποδείχθηκε ο βέλτιστος και οικονοµικότερος τρόπος µε τον οποίο µπορεί να γίνει συνδυασµός εµπορικά διαθέσιµων λογισµικών

3 σκαναρίσµατος (ανάγνωσης/ψηφιοποίησης) και επεξεργασίας οικοδοµικών και Η/Μ σχεδίων. Επίσης προτάθηκε η εκπαίδευση από το µελετητή σπουδαστών στη χρήση τους στα πλαίσια της «πρακτικής τους άσκησης», και η ανάπτυξη λογισµικού ανάγνωσης/ψηφιοποίησης από τους σπουδαστές (µε τη βοήθεια του µελετητή) για λόγους εκπαίδευσής τους σε τεχνικές προγραµµατισµού. «Μελέτη της παρακολούθησης της εξέλιξης των ηλεκτρικών µεγεθών των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων του Τ.Ε.Ι. Καβάλας». Υποδείχθηκε ο βέλτιστος συνδυασµός και τοποθέτηση ειδικών καταγραφικών σε κρίσιµα ενεργοβόρα ηλεκτρικά φορτία για την παρακολούθησή τους και προτάθηκε η ανάπτυξη ειδικού λογισµικού από το µελετητή σε συνεργασία µε τους σπουδαστές (στα πλαίσια της εξασκήσεώς τους σε τεχνικές προγραµµατισµού) για την περαιτέρω επεξεργασία των στιγµιαίων ηλεκτρικών µεγεθών που καταγράφουν τα ειδικά καταγραφικά. -14/5/08-15/07/09 Υπεύθυνος Συντήρησης και Καλής Λειτουργίας του Η/Μ εξοπλισµού/τεχνικός Ασφαλείας/Αρχιµηχανικός στη GROUPAL Α.Β.Ε.Ε. (Βιοµηχανία ιέλασης Αλουµινίου, Μονάδα Ευλάλου Ξάνθης). Πέρα των παραπάνω προαναφερόµενων ασχολήθηκε µε τη διάγνωση και αποκατάσταση βλαβών στα P.L.C., την εγκατάσταση και λειτουργία µονάδας εναζώτωσης µητρών. -31/03/ /03/06 Εργάστηκε σαν Ηλεκτρολόγος Μηχανικός στο Εργαστήριο Ηλεκτρονικών Ισχύος & Ηλεκτρονικών Κινητηρίων Συστηµάτων του τµήµατος Βιοµηχανικής Πληροφορικής, µε έµφαση στην εφαρµογή λογισµικών σχετικών µε το αντικείµενο του Εργαστηρίου την ανάπτυξη εργαστηριακών ασκήσεων, και θεµάτων εφαρµογών γενικά, για χρήση από τους σπουδαστές, στα πλαίσια του προγράµµατος ΕΠΕΑΕΚ Εργάστηκε στο πρόγραµµα «Μελέτη µέσω προσοµοιώσεων προβλήµατος ισοκατανοµής παραγωγής γεννητριών του «ΠΓΕΥ-Προµηθέας» που χρηµατοδοτήθηκε από το Π.Ν. υπό την Επίβλεψη του Επίκουρου Καθηγητού Ιωάννη Προυσαλίδη του Τµήµατος Ναυπηγών του Ε.Μ.Π. Αυτή η µελέτη αφορά την προσοµοίωση της δυναµικής/µεταβατικής συµπεριφοράς του κινητήριου συστήµατος ενός πλοίου του οποίου η πρόωση γίνεται µε ηλεκτρικούς κινητήρες (thrusters), οι οποίοι τροφοδοτούνται και ελέγχονται µέσω µετατροπέων µε ηλεκτρονικά ισχύος από 8 Σύγχρονες Γεννήτριες µε κινητήρες Ντήζελ. 19/6/ /12/99 Υπηρέτησε ως Εφεδρος Αξιωµατικός Τεχνικού µε Ειδικότητα Τεχνικού Τηλεπικοινωνιών , ανεξάρτητος εργολήπτης στο έργο Αποτίµηση Αιολικού υναµικού Ξάνθης για ενεργειακή αξιοποίηση µέσω εγκατάστασης συστηµάτων ανεµογεννητριών (Α/Γ) για ηλεκτροπαραγωγή που χρηµατοδοτήθηκε από τη ΕΥΑΞ. Εργάστηκε καταρχήν για την αποτίµηση του αιολικού δυναµικού της Ξάνθης, ψηφιοποιώντας τους σχετικούς χάρτες µε το ανάγλυφο της περιοχής και χρησιµοποιώντας το διεθνώς αποδεκτό λογισµικό WaSP για την αποτίµηση του αιολικού δυναµικού µίας περιοχής. Στη συνέχεια προσοµοίωσε διάφορους εµπορικά διαθέσιµους τύπους Α/Γ µε όλα τα υποσυστήµατά τους για την ακριβή αποτίµηση της παραγωγής ηλεκτρικής ισχύος για διάφορες τιµές της ταχύτητας του ανέµου και την αξιόπιστη εξαγωγή των σχετικών καµπυλών απόδοσης. Στη συνέχεια ενέταξε τις παραπάνω καµπύλες στο WaSP για τον ακριβή υπολογισµό της παραγόµενης ισχύος από κάθε τύπο Α/Γ σε ελκυστικές από πλευράς εκτίµησης αιολικού δυναµικού τοποθεσίες. Τέλος βάσει διεθνών τεχνοοικονοµικών κριτηρίων όπως η Καθαρή Παρούσα Αξία (NPV, Net Present Value), ο Εσωτερικός Βαθµός Απόδοσης (IRR, Internal Rate of Return), ο λόγος

4 Οφέλους/κόστους (BCR, Benefit/Cost Ratio), έγινε η αποτίµηση της οικονοµικής απόδοσης µίας τέτοιας επένδυσης παίρνοντας υπόψη και τους σχετικούς αναπτυξιακούς νόµους και σενάρια χρηµατοδοτήσεων µέσω ειδικών λογισµικών που αναπτύχθηκαν για τον σκοπό αυτόν σήµερα, εκπόνησε διάφορες ηλεκτροµηχανολογικές µελέτες ως ελεύθερος επαγγελµατίας όπως µελέτη συµπεριφοράς ηλεκτρικών κινητήρων σε συστήµατα άντλησης υδάτων πισίνας κ.λ.π , Εργάστηκε στη.ε.η (περιοχή Χαλκίδας) κατά την περίοδο των θερινών διακοπών του έτους 1991, ως ασκούµενος φοιτητής Ηλεκτρολόγος και ασχολήθηκε µε θέµατα Συστήµατος ιανοµής. Ε. ΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ ΣΕ ΕΓΚΥΡΑ ΙΕΘΝΗ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ ΠΕΡΙΟ ΙΚΑ ΜΕ ΚΡΙΤΕΣ 1. Wind Energy Surveying and Technoeconomic Assessment of Identifiable WEC System Installations, A.D. Karlis, John Ch. Dermentzoglou, D. P. Papadopoulos, Energy Conversion and Management, Vol. 42, 2001, pp Economic Viability Analysis of Planned WEC System Installations for Electrical Power Production, D. P. Papadopoulos, John Ch. Dermentzoglou, Renewable Energy, Vol. 25, 2002, pp Dynamic Stability Enhancement of a Planned Wind Farm with a Static Var Compensator, John Ch. Dermentzoglou, D. P. Papadopoulos, Journal of Electrical Engineering, Vol. 57, No.3, 2006, pp Development of linear models of static var compensators suitable for enhancing performance of power systems including wind farms, John Ch. Dermentzoglou, D. P. Papadopoulos, International Journal on Energy Technology and Policy, Special Issue on Wind Power Trading in Electricity Markets, 2008, Vol. 6, No 3, pp Development of linear models of static var compensators and design of controllers suitable for enhancing dynamic/transient performance of power systems including wind farms, J. Ch. Dermentzoglou, A.D. Karlis, Electric Power Systems Research, Vol. 81, Issue 4, pp , April ΣΤ ΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ ΣΕ ΕΓΚΥΡΑ ΙΕΘΝΗ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ ΣΥΝΕ ΡΙΑ ΜΕ ΚΡΙΤΕΣ 1.Evaluation of Wind Energy Resources in the Rodopi-Evros area of Eastern Macedonia-Thrace Region, John Ch. Dermentzoglou, D. P. Papadopoulos, RETBE 96, Alexandria, Egypt, Dec ,1996, pp Design of Fixed Gain PID Controller for Use with a Static Var Compensator, John Ch. Dermentzoglou, D. P. Papadopoulos, ICEM 2006, Chania, Greece, Sept. 2-5,2006, Reference No 107.

5 Ζ ΑΝΑΦΟΡΕΣ ΑΠΟ ΑΛΛΟΥΣ ΕΡΕΥΝΗΤΕΣ Στην εργασία Ε1 1) Chong, W.T., Naghavi, M.S., Poh, S.C. Techno-economic analysis of a wind-solar hybrid renewable energy system with rainwater collection feature for urban high-rise application (2011) Applied Energy 2) Economic assessment of a two-stage solar organic Rankine cycle for reverse osmosis desalination, Kosmadakis G, Manolakos D, Kyritsis S, Papadakis G, Renewable Energy 34 (6),2009, pp ) A review of wind speed probability distributions used in wind energy analysis. Case studies in the Canary Islands, Carta J. A., Ramirez P., Velazquez, S., Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13(5), pp ) Development of investment strategies for wind power generation, Kongnam, C., Nuchprayoon, S. IEEE Canada Electrical Power Conference, EPC, 2007, art. No , pp ) Res in Greece and necessity aspects for systematic techno-economic Assessment of such system installations, Papadopoulos, D.P., Karlis, A.D., Katsigiannis, P.A., Proceeding of the 2003 Energy and Environment, pp , ) Impact of wind generation on losses and voltage profile in a distribution system, Agalgaonkar, A.P., Kulkarni, S.V., Khaparde, S.A., IEEE Region 10 Annual International Conference, Proceedings/TENCON 3, pp ,2003 7) A New Concept for a Thermal Air Power Tube used with Concentrated Solar Energy Power Generation in Open-Pit Mines and Large Natural Geophysical Phenomenon, Di Bella, F.A., Gwiazda, J., Proceedings of the 2003 International Joint Power Generation Conference, pp , ) Biomass energy surveying and techno-economic assessment of suitable CHP system installations, Papadopoulos, D.P., Katsigiannis, P.A., Biomass and Bioenergy 22 (2), pp , ) A novel thermally induced draft air power generation system for very tall, man-made and natural geo-physical phenomenon, Di Bella, F.A., Gwiazda, J., Proceedings of the 2002 International Joint Power Generation Conference, pp , 2002

6 10) New paradigms in energy conservation and power generation for the world's tallest buildings (part 1), Di Bella, F.A., Gregorian, G., ASEE Annual Conference Proceedings, pp , ) Wind speed distributions: A new catalogue of defined models, Chadee, J.C., Sharma, C., Wind Engineering 25 (6), pp , ) Method and system for providing a diverse supply of electrical energy, U.S. PATENT B2/Nov ) Method and system for determining allocation of a wind-powered electrical energy facility, U.S. PATENT B2/Sep Στην εργασία Ε2 1) Ahmed, N.A., Al-Othman, A.K., Alrashidi, M.R. Development of an efficient utility interactive combined wind/photovoltaic/fu... cell power system with MPPT and DC bus voltage regulation (2011) Electric Power Systems Research 2)Decision analysis on generation capacity of a wind park, Kongnam, C., Nuchprayoon, S., Premrudeepreechacharn, S., Uatrongjit, S., Renewable and Sustainable Energy Reviews 13 (8), pp , ) Efficient design and simulation of an expandable hybrid (wind-photovoltaic) power system with MPPT and inverter input voltage regulation features in compliance with electric grid requirements, Skretas S.B., Papadopoulos D.P., Electric Power Systems Research 79 (9), pp , ) Modeling of hybrid renewable energy systems, Deshmukh M.K., Deshmukh S.S., Renewable and Sustainable Energy Reviews 12 (1), pp , ) Systematic procedure for efficient design of electric water pumping systems fed by PV or/and WECS: Application using measured meteorological data for the city of Xanthi/Thrace, Greece, Skretas, S.B., Papadopoulos, D.P., Energy Conversion and Management 49 (4), pp , ) Economic evaluation of grid-connected fuel-cell systems, Nelson, D.B., Nehrir, M.H., Gerez, V.,

7 IEEE Transactions on Energy Conversion 20 (2), pp , ) Assessment of the wind power potential at SANAE IV base, Antarctica: a technical and economic feasibility study, Renewable Energy,Volume 28, Issue 13, October 2003, pp ) A Feasibility Study and Evaluation of Financing Models for Wind Energy Projects: A Case Study on Izmir Institute of Technology CampusArea, Serra ÖZER A Dissertation Submitted to the Graduate School in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of MASTER OF SCIENCE Department: Mechanical Engineering Major: Mechanical Engineering Izmir Institute of Technology Izmir, Turkey July, 2004 Στην Εργασία Ε4 1) Bibliography of FACTS: 2008 Part I, IEEE Working Group Report, Rajiv Varma (chair), Member IEEE, Shah Arifur Rahman, Member IEEE, and Wayne H. Litzenberger (Vice Chair), Fellow, IEEE, IEEE Working Group on HVDC and FACTS Bibliography, HVDC and FACTS Sub Committee of IEEE T&D Committee, /10,2010 στην κατηγορία των SVC.) 2) Rahman, S.A., Varma, R.K., Litzenberger, W.H. Bibliography of FACTS applications for grid integration of wind and PV solar power systems: IEEE working group report (2011) IEEE Power and Energy Society General Meeting Η. Ερευνητική Περιοχή/ εξιότητες 1)Μαθηµατική Μοντελοποίηση-Προσοµοίωση της δυναµικής/µεταβατικής συµπεριφοράς : -Ηλεκτρικών Κινητηρίων Συστηµάτων (Συστηµάτων Ηλεκτρικής πρόωσης Πλοίων, Συστηµάτων Ηλεκτρικής Έλξεως) -Ενεργειακών Συστηµάτων (Αιολικά Πάρκα, Συστήµατα Ηλεκτροπαραγωγής, Φωτοβολταϊκοί µετατροπείς, Συστηµάτων διανοµής και κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας κ.λ.π.) - Μετατροπέων µε ηλεκτρονικά ισχύος - Συστηµάτων Αυτοµάτου Ελέγχου -Συστηµάτων Βιοµηχανικής Παραγωγής - Συστηµάτων UPS - FACTS (Flexible A.C. Transmission Systems, π.χ. SVC,

8 STATCOM κ.λ.π.) -Κινητήρων Diesel, Αεριοστροβίλων (Gas-Turbines), Ατµοστροβίλων (Steam- Turbines) κ.λ.π. 2)Αναγνώριση και εξαγωγή εξισώσεων (µοντελοποίηση) συστηµάτων µε «System Identification Techniques». Επεξεργασία σηµάτων και µετρήσεων. 3)Ανάλυση της οικονοµικής απόδοσης µίας επένδυσης µε διεθνώς αποδεκτά τεχνοοικονοµικά κριτήρια. 4)Άριστος γνώστης/χειριστής των παρακάτω λογισµικών: -MATLAB/SIMULINK, για τη µαθηµατική µοντελοποίηση-προσοµοίωση της δυναµικής/µεταβατικής συµπεριφοράς των παραπάνω συστηµάτων - EMTP/ATP, για τη µαθηµατική µοντελοποίηση-προσοµοίωση της δυναµικής/µεταβατικής συµπεριφοράς των παραπάνω συστηµάτων - PSCAD, για τη µαθηµατική µοντελοποίηση-προσοµοίωση της υναµικής/µεταβατικής συµπεριφοράς των παραπάνω συστηµάτων -WaSP, για την αξιόπιστη αποτίµηση του αιολικού δυναµικού µίας περιοχής/τοποθεσίας -SPSS, για την ανάλυση στατιστικών στοιχείων 5) Προγραµµατισµός σε διάφορες γλώσσες, κυρίως FORTRAN, ανάπτυξη κώδικα m.files (MATLAB) και C ++. Έχει αναπτύξει ιδιαίτερα λογισµικά (Softwares) για την προσοµοίωση ηλεκτρικών κινητηρίων/ενεργειακών συστηµάτων και αποτίµησης της οικονοµικής απόδοσης µίας επένδυσης. Ανάπτυξη αλγορίθµων διαφόρων µαθηµατικών µεθόδων. 6) Προγραµµατισµός P.L.C. Θ. ΣΥΝΟΠΤΙΚO ΥΠΟΜΝΗΜΑ ΤΟΥ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟΥ ΕΡΓΟΥ Ε1 Αυτή η εργασία έγινε στα πλαίσια του έργου Αποτίµηση Αιολικού υναµικού Ξάνθης για ενεργειακή αξιοποίηση µέσω εγκατάστασης συστηµάτων ανεµογεννητριών για ηλεκτροπαραγωγή και χρηµατοδοτήθηκε από τη ΕΥΑΞ. Τα µετεωρολογικά δεδοµένα που χρησιµοποιήθηκαν προέρχονταν από το µετεωρολογικό σταθµό του αεροδροµίου Χρυσουπόλεως (Καβάλας), και από έναν µετεωρολογικό σταθµό της Ε.Μ.Υ. στην περιοχή της Κοµοτηνής. Επικουρικά και κυρίως για την επαλήθευση κάποιων αποτελεσµάτων, εγκαταστάθηκε και ένας µετεωρολογικός σταθµός/ιστός στην οροφή του κτιρίου της βιοτεχνίας «ΞΑΝΤΕΞ» έξω από την πόλη της Ξάνθης. Από αυτήν την ανάλυση επιλέχθηκαν 13 θέσεις για τις οποίες έγινε η σχετική τεχνοοικονοµική ανάλυση της βιωσιµότητας τέτοιων επενδύσεων, λαµβάνοντας υπόψη εµπορικά µεγέθη συστηµάτων Α/Γ ( kw, µε τα στατικά και τα δυναµικά τους µοντέλα), για την περίπτωση των ανεξάρτητων παραγωγών και εφαρµόζοντας τις σχετικές προϋποθέσεις του αναπτυξιακού νόµου Ν. 2601/98. Ε2 Σε αυτήν την εργασία παρουσιάζεται ο συνολικός αιολικός χάρτης της Θράκης, δηλ. για τους Νοµούς Ξάνθης, Ροδόπης και Εβρου (συµπεριλαµβανοµένης και της Νήσου Σαµοθράκης). Η σχετική τεχνοοικονοµική

9 µελέτη της οικονοµικής βιωσιµότητας αιολικών εγκαταστάσεων σε διάφορες υποψήφιες περιοχές/θέσεις γίνεται για εµπορικά µεγέθη συστηµάτων Α/Γ των kw (µε τα στατικά και τα δυναµικά τους µοντέλα) και λαµβάνει υπόψη της δύο περιπτώσεις: i) ανεξάρτητων παραγωγών και ii) αυτοπαραγωγών. Σε αυτή την ανάλυση παίρνεται υπόψη και το αναθεωρηµένο νοµικό πλαίσιο Ν. 2273/99 και οι υπουργικές αποφάσεις Υ.Α. 8295/95 και Υ.Α. 8907/96 για την εκµετάλλευση των ανανεώσιµων πηγών ενέργειας. Επίσης δίνονται στοιχεία για τον εσωτερικό βαθµό απόδοσης της επένδυσης (IRR), της καθαρής παρούσας αξίας (NPV), του λόγου κέρδους/κόστος (BCR), και του κόστους της παραγόµενης κιλοβατώρας (COE), ανάλογα µε το εάν ο παραγωγός χρηµατοδοτεί εξ ολοκλήρου την επένδυση ή κάνει χρήση του αναπτυξιακού νόµου, και πάντα σε συνάρτηση µε τη µέση αναµενόµενη ετήσια ταχύτητα του ανέµου στο ύψος της πλήµνης των παραπάνω συστηµάτων Α/Γ. Ε3 Σε αυτή την εργασία µελετάται η διασύνδεση της Νήσου Σαµοθράκης µε το Ηπειρωτικό δίκτυο µέσω υποβρυχίου καλωδίου των MVA. Στο Νησί εξετάζεται η λειτουργία Α.Π. µε 9 Α/Γ συνολικής ισχύος 7.2 MVA το οποίο τροφοδοτεί το σύστηµα καταναλωτών και την υπόλοιπη παραγόµενη ενέργεια τη στέλνει µέσω του υποβρυχίου καλωδίου στο Ηπειρωτικό δίκτυο. Πρώτα προσοµοιώνεται το σύστηµα (χρησιµοποιώντας τα πλήρη µη γραµµικά µαθηµατικά µοντέλα για κάθε συνιστώσα του) σε διάφορες λειτουργικές καταστάσεις και επιβάλλονται σε αυτό συµµετρικά τριφασικά σφάλµατα τόσο στην πλευρά του Ηπειρωτικού δικτύου, όσο και στο Νησί κοντά στο ζυγό του Α.Π. Στη συνέχεια βάσει των αποτελεσµάτων γίνεται η βελτίωση της δυναµικής συµπεριφοράς του συστήµατος µε την εισαγωγή ενός SVC (στην πλήρη µη γραµµική µαθηµατική µορφή του, µε τη σχετική µαθηµατική µοντελοποίηση των θυρίστορς του στο δίκτυο της Νήσου Σαµοθράκης. Κατόπιν σχετικών διερευνήσεων της δυναµικής συµπεριφοράς του υπό εξέταση συστήµατος για διάφορα µεγέθη SVC και για διάφορες παραµέτρους του ρυθµιστή τάσης του (χρόνου απόκρισης και κέρδους) και σε συνδυασµό µε προγράµµατα ροής φορτίου (LOAD FLOW STUDIES) γίνεται η τελική επιλογή του µεγέθους του SVC το οποίο είναι από -9 MVAR (επαγωγικό) έως 9 MVAR (χωρητικό) καθώς και των παραµέτρων του ρυθµιστή τάσης του. Στη συνέχεια επιδιώκεται µία περαιτέρω βελτίωση της δυναµικής συµπεριφοράς του συστήµατος, µε την ανατροφοδότηση του σήµατος της ταχύτητας µιας Α/Γ του Α.Π. µέσω ενός ελεγκτή PID µε δύο βαθµίδες αντισταθµιστών υστέρησης-προήγησης, ο οποίος ανατροφοδοτεί το σήµα της µεταβολής της ταχύτητας µίας Α/Γ του Α.Π. στο ρυθµιστή τάσης του SVC. Η επιλογή των παραµέτρων του συστήµατος γίνεται αφού πρώτα γραµµικοποιηθεί το σύστηµα γύρω από ένα σηµείο λειτουργίας του. Η γραµµικοποίηση έγινε θεωρώντας ότι υπάρχει χαµηλή φόρτιση από πλευράς των καταναλωτών στη Νήσο Σαµοθράκη και το Α.Π. δίνει τη µέγιστη ισχύ του. Για τις ανάγκες της γραµµικοποίησης υιοθετήθηκε για το SVC ένα γραµµικό µαθηµατικό µοντέλο 4 ης τάξης (στο τριφασικό σύστηµα αξόνων του). Στη συνέχεια έγινε ο υπολογισµός των παραµέτρων του ελεγκτή PID µε δύο βαθµίδες αντισταθµιστών υστέρησης-προήγησης επιδιώκοντας τη µετατόπιση ενός αριθµού ιδιοτιµών που προέκυψαν από τη γραµµικοποίηση του συστήµατος σε πιο επιθυµητές θέσεις. Εγιναν διάφορες προσπάθειες µετατόπισης ιδιοτιµών (κυρίως των χειρότερων από πλευράς θέσης τους στο µιγαδικό επίπεδο), πλήν όµως αυτό δεν οδήγησε τελικά σε ελεγκτές PID που να βελτιώνουν πιο ικανοποιητικά τη δυναµική/µεταβατική συµπεριφορά του εξεταζόµενου

10 συστήµατος. Ετσι ο σχεδιασµός του ελεγκτή PID βασίσθηκε κυρίως στη µετατόπιση των ιδιοτιµών του SVC πράγµα το οποίο έδωσε πιο ικανοποιητικά αποτελέσµατα. Ο ίδιος ελεγκτής PID µε δύο βαθµίδες αντισταθµιστών υστέρησης-προήγησης εφαρµόστηκε και σε άλλα σηµεία λειτουργίας του συστήµατος (µε µέσα και υψηλά φορτία κατανάλωσης στο Νησί) µε εξίσου ικανοποιητικά αποτελέσµατα. Ε4 Σε αυτή την εργασία βελτιώνεται περαιτέρω το γραµµικό µαθηµατικό µοντέλο 18 ης τάξεως του SVC (που προτάθηκε στη ΣΤ2) και προτείνεται ένα νέο γραµµικό µαθηµατικό µοντέλο 16 ης τάξεως του SVC( το οποίο προκύπτει µε τεχνικές αναγνώρισης συστηµάτων, System Identification Methods) του οποίου είσοδοι είναι οι διαταραχές της τάσης στους άξονες d-q, που διεγείρονται ανεξάρτητα η µία από την άλλη µε τη χρήση κατάλληλων στατικών φορτίων και τη στρέψη του διανύσµατος της τάσης µε τέτοιο τρόπο ώστε κάθε φορά να διεγείρεται η µία µόνο συνιστώσα. Εξοδοι είναι και πάλι τα ρεύµατα του SVC στους άξονες d-q. Οι παραπάνω ελεγκτές PID εφαρµόστηκαν µε επιτυχία και στην περίπτωση της διαταραχής που προκύπτει από την αποσύνδεση ενός σηµαντικού αριθµού των Α/Γ του Α.Π., πράγµα που δεν µπορεί να πετύχει το SVC χωρίς τους ελεγκτές PID. Ε5 Σε αυτή την εργασία γίνεται η µελέτη της δυναµικής/συµπεριφοράς ενός συστήµατος που αποτελείται από έναν Αυτόνοµο Σταθµό Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας αποτελούµενο Σύγχρονες Γεννήτριες µε κινητήρες Diesel σε ένα Νησί, ένα Αιολικό Πάρκο συνολικής ισχύος (220 kw, 4 55), και ένα σύστηµα ηλεκτρικών καταναλώσεων που κυµαίνεται µεταξύ 750 kw η ελάχιστη και περίπου 2.0 MW η µέγιστη. Και για αυτό το σύστηµα εξετάζεται η δυναµική/µεταβατική συµπεριφοράς του σε διάφορες λειτουργικές καταστάσεις µε διαφορετικό συνδυασµό των τύπων των Σύγχρονων Γεννητριών, η βελτίωση αυτής µε την εισαγωγή ενός SVC (µεγέθους -400 kvar-400 kvar) καθώς και η περαιτέρω βελτίωση αυτής µε την εισαγωγή δύο ελεγκτών (PID controller with two stage lead-lag compensator), ο σχεδιασµός των οποίων βασίζεται σε ένα 4 ης τάξεως µαθηµατικό µοντέλο για το SVC κατάλληλο για µικροµεταβολές, και ένα 16 ης τάξεως µαθηµατικό µοντέλο για το SVC κατάλληλο για µεγάλες διαταραχές το οποίο εξάχθηκε χρησιµοποιώντας System Identification Techniques. Σε αυτήν την περίπτωση η αποτελεσµατικότητα του σχεδιαζόµενου ελεγκτή που βασίζεται στο 16 ης τάξεως µαθηµατικό µοντέλο είναι εµφανής ακόµα και στην περίπτωση εφαρµογής µη συµµετρικών σφαλµάτων όπως διφασικό (µεταξύ δύο φάσεων ή µεταξύ δύο φάσεων και γης) σφάλµα ή µονοφασικό σφάλµα ως προς γη. ΣΤ1 Σε αυτή την εργασία γίνεται προσπάθεια αποτίµησης του αιολικού δυναµικού της περιοχής Εβρου-Ροδόπης (συµπεριλαµβανοµένης και της Νήσου Σαµοθράκης) χρησιµοποιώντας κατάλληλους ψηφιοποιηµένους χάρτες µε το γεωγραφικό ανάγλυφο της περιοχής και χάρτες µε την τραχύτητα του εδάφους, καθώς και µετεωρολογικά στοιχεία (εικοσαετίας) από τρείς µετεωρολογικούς σταθµούς της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας στην ευρύτερη περιοχή της ηπειρωτικής Θράκης, και ένα µετεωρολογικό σταθµό της.ε.η. στη θέση Αγιος Ανδρέας στη Νήσο Σαµοθράκη. Σ αυτή την προκαταρτική ερευνα

11 χρησιµοποιήθηκε το διεθνές αποδεκτό λογισµικό WAsP, και η χωρική διακριτότητα (grid resolution) ορίσθηκε στα 1000 m για το Ηπειρωτικό µέρος της υπό διερεύνηση γεωγραφικής περιοχής, και στα m για τη Νήσο Σαµοθράκη. Ολόκληρη η περιοχή πλην της Νήσου Σαµοθράκης χωρίστηκε σε τέσσερεις υπο-περιοχές µε κάποια αλληλοεπικάλυψη µεταξύ τους ώστε να εξαλειφθούν φαινόµενα «ασυνέχειας» κατά τον υπολογισµό του αιολικού δυναµικού. Ετσι βάσει αυτών των δεδοµένων προέκυψε ένας αιολικός χάρτης της περιοχής. Στη συνέχεια επιλέχθηκαν κάποιες ιδιαίτερες πρακτικές περιοχές/θέσεις οι οποίες γειτνίαζαν µε το ηλεκτρικό δίκτυο της.ε.η., και που αναµενόταν σ αυτές µέση ετήσια τιµή της ταχύτητας του ανέµου πάνω από 6 m/sec. στα 10 m πάνω από την επιφάνεια του εδάφους, και ήταν από πλευράς προσπελάσεως σχετικά εύκολες και σε υψόµετρο κάτω από 1000 m. Για αυτές τις περιοχές/τοποθεσίες θεωρήθηκε ότι θα µπορούσαν να τοποθετηθούν εµπορικά διαθέσιµες ανεµογεννήτριες (Α/Γ) µε συγκεκριµένα τεχνικά στοιχεία τα οποία λήφθηκαν υπόψη, διαφόρων µεγεθών (δηλ. 150, 225, 300, 450 kw, µε τα στατικά και τα δυναµικά τους µοντέλα), για τις οποίες έγινε ο υπολογισµός της µέσης αναµενόµενης ετήσιας παραγόµενης ηλεκτρικής ενέργειας (kwhs). Με βάση αυτά τα εξαγόµενα στοιχεία εξετάσθηκαν διάφορα σενάρια για την βιωσιµότητα µε τεχνοοικονοµικά κριτήρια υποθέτοντας τα εξής: i) ο επενδυτής είναι ανεξάρτητος παραγωγός, δηλ. όλη η παραγόµενη ενέργεια από τις εγκαταστάσεις του τ διατίθεται αποκλειστικά στο δίκτυο της.ε.η. και ii) ο επενδυτής είναι αυτόπαραγωγός, δηλ. να καλύπτει µε προτεραιότητα τις δικές του καταναλώσεις και την ενδεχόµενη περίσσεια της παραγόµενης ενέργειας από τις εγκαταστάσεις του τη διαθέτει στο δίκτυο της.ε.η. (Ως ιδία κατανάλωση του αυτό-παραγωγού πάρθηκε το 30% της εγκατεστηµένης ισχύος της Α/Γ). Για την ανάλυση της οικονοµικής βιωσιµότητας ως στοιχεία χρησιµοποιήθηκαν τα σχετικά τιµολόγια της.ε.η., τα κόστη αγοράς, εγκατάστασης και συντήρησης των Α/Γ, ο αναπτυξιακός νόµος (επιδοτήσεων) ο οποίος ίσχυε τότε για την περιοχή της Θράκης, καθώς και ο νόµος Ν.2244/94 περί ανανεώσιµων πηγών ενέργειας (Α.Π.Ε.). Τα τεχνοοικονοµικά κριτήρια τα οποία χρησιµοποιήθηκαν είναι ο εσωτερικός βαθµός απόδοσης (IRR), η καθαρή παρούσα αξία (NPV), ο λόγος κέρδους/κόστος (BCR), ο χρόνος αποπληρωµής κεφαλαίου (PBP) κλπ. Μία άλλη διάσταση περιβαλλοντικής κυρίως σηµασίας η οποία διερευνήθηκε είναι για τις µέσες αναµενόµενες ετήσιες παραγόµενες κιλωβατώρες (kwhs) από κάθε τύπο Α/Γ στις συγκεκριµένες τοποθεσίες, πόσοι τόνοι πετρελαίου εξοικονοµούνται και κατά συνέπεια πόσοι τόνοι ρύπων διοξειδίων θείου (SO 2 ), διοξειδίου άνθρακα (CO 2 ) και οξειδίων αζώτου (NO x ) αντίστοιχα αποφεύγονται. ΣΤ2 Σε αυτή την εργασία, που είναι προέκταση της Ε3, εξάγεται και προτείνεται ένα γραµµικό µαθηµατικό µοντέλο για το 18 ης τάξης του SVC το οποίο προκύπτει µε τεχνικές αναγνώρισης συστηµάτων (System Identification Methods). Η είσοδος του προτεινόµενου γραµµικού µαθηµατικού µοντέλου, 18 ης τάξεως για το SVC είναι η µεταβολή της επαγωγικής αγωγιµότητάς του και η οποία προκύπτει από την επιβολή µεγάλων διαταραχών γύρω από το σηµείο λειτουργίας του (συµµετρικά σφάλµατα). Εξοδοι είναι τα ρεύµατα του SVC στους άξονες d-q του συστήµατος. Αυτό το γραµµικό µαθηµατικό µοντέλο που προκύπτει εισάγεται στην προσοµοίωση και εξετάζεται η συµπεριφορά του σε σύγκριση µε το πλήρες µη γραµµικό µοντέλο που χρησιµοποιήθηκε στις προσοµοιώσεις του συστήµατος. Εχει το πλεονέκτηµα ότι καλύπτει το ίδιο εύρος µεταβολής της επαγωγικής αγωγιµότητας σε σχέση µε το πλήρες µη-

12 γραµµικό µοντέλο γι αυτό και η συµπεριφορά του είναι πιο ικανοποιητική για µεγάλες διαταραχές (συµµετρικά τριφασικά σφάλµατα). Γι αυτό το λόγο χρησιµοποιείται για τον υπολογισµό ενός νέου ελεγκτή PID µε δύο βαθµίδες αντισταθµιστών υστέρησης-προήγησης. O νέος αυτός ελεγκτής PID δίνει περαιτέρω βελτίωση της δυναµικής συµπεριφοράς του συστήµατος τόσο από πλευράς απόσβεσης των διαταραχών των ταχυτήτων των Α/Γ µετά την επιβολή συµµετρικών τριφασικών σφαλµάτων, όσο και στην απόσβεση των διαταραχών των τάσεων των ζυγών του συστήµατος. Ι. ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ-ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ -Μέλος του Τεχνικού Επιµελητηρίου Ελλάδος -Μέλος του Πανελλήνιου Συνδέσµου Μηχανολόγων-Ηλεκτρολόγων Μηχανικών -Μέλος του Επιστηµονικού Οµίλου EMTP-ATP (EEUG) το οποίο είναι υπεύθυνο για την ανάπτυξη του προγράµµατος Electromagnetic Transients Program, το οποίο προσοµοιώνει Ηλεκτρικά Κινητήρια Συστήµατα, Ενεργειακά Συστήµατα, και του οποίου τυγχάνει εξουσιοδοτηµένος χρήστης. Κ ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΒΗΣ Ας σηµειωθεί ότι η πρώτη επαφή µε το γενικότερο αντικείµενο της αιολικής ενέργειας έγινε στη βάση της τεχνοοικονοµικής αποτίµησης της βιωσιµότητας της πιθανής εγκατάστασης Α/Γ στο χώρο της Θράκης από την οποία προέκυψαν οι επιστηµονικές εργασίες [Ε1], [Ε2], [ΣΤ1]. Το κύριο αντικείµενο της διατριβής αυτής είναι η διερεύνηση της δυναµικής/ µεταβατικής συµπεριφοράς και η βελτίωσή της σε σχέση µε δύο πρακτικά συστήµατα ισχύος που περιλαµβάνουν και Α/Γ. ηλαδή Ενός παραδοσιακού συστήµατος ηλεκτροπαραγωγής αποτελούµενου από Αυτόνοµο Σταθµό Παραγωγής (ΑΣΠ) και Αιολικό Πάρκο (Α.Π.), και του εξελισσόµενου συστήµατος ηλεκτροπαραγωγής που περιλαµβάνει τη διασύνδεση του ηλεκτρικού δικτύου µίας Νήσου µε αυτό του Ηπειρωτικού δικτύου µέσω υποβρυχίου καλωδίου. Για τη Νήσο Σαµοθράκη υπάρχει προγραµµατισµός για εγκατάσταση ενός Α.Π. συνολικής ισχύος 7.2 MVA (9 835 kva). Και για τα δύο αυτά συστήµατα επιδιώκεται η βελτίωση της δυναµικής/µεταβατικής συµπεριφοράς τους µε την εγκατάσταση και τη λειτουργία στατικών συστηµάτων αντιστάθµισης αέργου ισχύος (Static Var Compensators, SVC) τα οποία ελέγχονται από ηλεκτρονικά ισχύος (θυρίστορς) Στο Κεφάλαιο 1 γίνεται επισκόπηση της διεθνούς βιβλιογραφίας απ όπου διαπιστώνεται ότι υπάρχει ένα µικρό κενό όσον αφορά την εξαγωγή κατάλληλων γραµµικών µαθηµατικών µοντέλων για το SVC και τη χρησιµοποίησή τους για τον υπολογισµό κατάλληλων ελεγκτών (π.χ. PID controllers µε κυκλώµατα υστέρησηςπροήγησης) που θα µπορούν να συµβάλλουν στη βελτίωση της δυναµικής/µεταβατικής συµπεριφοράς των υπό διερεύνηση συστηµάτων. Αυτό το κενό επιδιώκει να καλύψει η παρούσα διδακτορική διατριβή εστιάζοντας το ενδιαφέρον της στην εξαγωγή χρήσιµων γραµµικών µαθηµατικών µοντέλων για το SVC (µε τεχνικές αναγνώρισης συστηµάτων, System Identification Methods) τα οποία περιγράφουν τη συµπεριφορά του σε µεγάλες διαταραχές και συνεπώς είναι πιο ελκυστικά στη χρησιµοποίησή τους για τον υπολογισµό κατάλληλων ελεγκτών, σε σχέση µε υπάρχοντα στη βιβλιογραφία γραµµικά µαθηµατικά µοντέλα του SVC τα οποία περιγράφουν τη συµπεριφορά του γύρω από µία µικροµεταβολή.

13 Στο Κεφάλαιο 2 δίνονται οι κατάλληλες εξισώσεις που χρησιµοποιούνται για τη µαθηµατική µοντελοποίηση των υπό διερεύνηση συστηµάτων. Στο Κεφάλαιο 3 αναπτύσσεται η µεθοδολογία µε την οποία γίνεται η εξαγωγή γραµµικών µαθηµατικών µοντέλων για το SVC και αναπτύσσονται τρία γραµµικά µαθηµατικά µοντέλα. Ένα γραµµικό µαθηµατικό µοντέλο για το SVC (16 ης τάξης) για την περίπτωση του συστήµατος του Κεφαλαίου 4, η ανάπτυξη του οποίου βασίζεται στη διαταραχή της επαγωγικής αγωγιµότητας του SVC, και δύο γραµµικά µοντέλα για την περίπτωση του συστήµατος του Κεφαλαίου 5. Η εξαγωγή του πρώτου γραµµικού µαθηµατικού µοντέλου για το SVC (16 ης τάξης) του υπό διερεύνηση συστήµατος του Κεφαλαίου 5, βασίζεται στη διαταραχή της τάσης στα άκρα του µε την εφαρµογή κατάλληλων στατικών φορτίων. Το εξαγόµενο αυτό γραµµικό µαθηµατικό µοντέλο διαπιστώθηκε ότι είναι κατάλληλο για την περιγραφή της συµπεριφοράς του SVC για περιορισµένο εύρος διαταραχών (που προκύπτουν είτε µε την επιβολή συµµετρικών τριφασικών σφαλµάτων, είτε µε την επιβολή στατικών φορτίων) και χρήζει περαιτέρω βελτίωσης γι αυτό και δεν χρησιµοποιείται στον υπολογισµό των ελεγκτών PID. Το δεύτερο γραµµικό µαθηµατικό µοντέλο που αναπτύχθηκε για το SVC (18 ης τάξης) του υπό διερεύνηση συστήµατος του Κεφαλαίου 5, βασίζεται στη διαταραχή της επαγωγικής αγωγιµότητας του SVC, και όπως αποδείχθηκε όπως και στην περίπτωση του γραµµικού µαθηµατικού µοντέλου SVC για την περίπτωση του συστήµατος του Κεφαλαίου 4 είναι κατάλληλο για µεγάλο εύρος διαταραχών γι αυτό και χρησιµοποιούνται στον υπολογισµό κατάλληλων ελεγκτών µε ευεργετικά αποτελέσµατα όπως αποδεικνύεται από τη µελέτη της δυναµικής/µεταβατικής συµπεριφοράς των υπό διερεύνηση συστηµάτων. Στο Κεφάλαιο 4 αναπτύσσεται η µεθοδολογία µε την οποία γίνεται ο υπολογισµός του κατάλληλου µεγέθους SVC και η επιλογή των παραµέτρων του ρυθµιστή τάσης του, για τη βελτίωση της δυναµικής/µεταβατικής συµπεριφοράς του υπό διερεύνηση συστήµατος ηλεκτροπαραγωγής που είναι ο παραδοσιακός Αυτόνοµος Σταθµός Παραγωγής Ντήζελ (ο οποίος παραµένει σε εφεδρεία µετά την πόντιση του υποβρυχίου καλωδίου το έτος 2000) µε το υφιστάµενο Α.Π. (4 55 kw) της Νήσου Σαµοθράκης. Η επίδραση του SVC είναι σηµαντική για την επιβολή συµµετρικών τριφασικών σφαλµάτων διάρκειας πέντε κύκλων κοντά στο ζυγό του Α.Π., για φορτία της τάξεως 400 έως 600 kw. Για µεγαλύτερα φορτία 750 έως 1500 kw η περαιτέρω βελτίωση της δυναµικής/µεταβατικής συµπεριφοράς του συστήµατος επιδιώκεται µε την εισαγωγή ενός PID ελεγκτή µε δύο βαθµίδες αντιστάθµισης (υστέρησης-προήγησης) ο οποίος ανατροφοδοτεί το σήµα της µεταβολής της ταχύτητας ( ω) µίας εκ των Α/Γ του Α.Π. στο ρυθµιστή τάσης του SVC και σχεδιάζονται δύο τέτοιοι ελεγκτές. Ο πρώτος βασίστηκε στο 4 ης τάξης γραµµικό µοντέλο SVC για µικρο-µεταβολές το οποίο υιοθετήθηκε από τη βιβλιογραφία και ο δεύτερος βασίστηκε στο 16 ης τάξης γραµµικό µοντέλο SVC που προέκυψε από της διαταραχή της επαγωγικής αγωγιµότητάς του. Τα αποτελέσµατα της δυναµικής/µεταβατικής συµπεριφοράς των µεταβλητών του συστήµατος δείχνουν περαιτέρω βελτίωση, ιδιαίτερα όταν χρησιµοποιείται ο PID ελεγκτής που βασίστηκε στο 16 ης τάξης γραµµικό µοντέλο SVC. Άλλες διαταραχές που εξετάζονται είναι η αποσύνδεση των Α/Γ του Α.Π. και η µεταβολή της ισχύος των Α/Γ του Α.Π. από 0 έως 100 % της ονοµαστικής τους ισχύος. Στο Κεφάλαιο 5 αναπτύσσεται η µεθοδολογία µε την οποία γίνεται ο υπολογισµός του κατάλληλου µεγέθους SVC και η επιλογή των παραµέτρων του ρυθµιστή τάσης του, για τη βελτίωση της δυναµικής/µεταβατικής συµπεριφοράς του υπό διερεύνηση συστήµατος ηλεκτροπαραγωγής που είναι η διασύνδεση του ηλεκτρικού δικτύου της Νήσου Σαµοθράκης µε την Ηπειρωτική περιοχή της Θράκης µέσω του υποβρυχίου

14 καλωδίου και η εγκατάσταση του µελλοντικού Α.Π. των 7.2 MVA στο Νησί. Σκοπός του SVC είναι η ενίσχυση της δυναµικής/µεταβατικής συµπεριφοράς των Α/Γ του Α.Π. ώστε ο χρόνος αναίρεσης της επιβολής συµµετρικών τριφασικών σφαλµάτων τόσο σε ζυγούς του Ηπειρωτικού δικτύου όσο και σε ζυγούς κοντά στο Α.Π. να ανέλθει στα 100 ms ώστε οι Α/Γ να µη χάνουν την παράλληλη λειτουργία τους µε το δίκτυο. Στην αντίθετη περίπτωση οι δροµείς τους υπερταχύνονται και βγαίνουν εκτός λειτουργίας. Μία περαιτέρω βελτίωση της δυναµικής/µεταβατικής συµπεριφοράς του συστήµατος επιδιώκεται µε τη σχεδίαση ενός PID ελεγκτή µε δύο βαθµίδες αντιστάθµισης (υστέρησης-προήγησης) ο οποίος ανατροφοδοτεί το σήµα της µεταβολής της ταχύτητας ( ω) µίας εκ των Α/Γ του Α.Π. στο ρυθµιστή τάσης του SVC, που βασίστηκε στο 4 ης τάξης γραµµικό µοντέλο SVC για µικρο-µεταβολές το οποίο υιοθετήθηκε από τη βιβλιογραφία. Τα αποτελέσµατα δείχνουν ότι υπάρχει περαιτέρω βελτίωση της δυναµικής/µεταβατικής συµπεριφοράς της ταχύτητας των Α/Γ του Α.Π. εις βάρος όµως της συµπεριφοράς των τάσεων σε κρίσιµους ζυγούς του συστήµατος. Η σχεδίαση ενός δεύτερου PID ελεγκτή µε δύο βαθµίδες αντιστάθµισης (υστέρησης-προήγησης) που βασίστηκε στο 18 ης τάξης γραµµικό µοντέλο που εξάχθηκε για το SVC έδωσε πιο ικανοποιητική συµπεριφορά των τάσεων σε κρίσιµους ζυγούς του συστήµατος. Ενας άλλος παράγοντας που εξετάστηκε είναι τα όρια του περιορισµού του σήµατος ανατροφοδότησης της ταχύτητας µίας εκ των Α/Γ του Α.Π. ( ω) στο ρυθµιστή τάσης του SVC. Ο περιορισµός του έχει ευεργετικά αποτελέσµατα στην επίδραση της συµπεριφοράς των τάσεων του συστήµατος αλλά σε κάθε περίπτωση το γραµµικό µοντέλο 18 ης τάξης του SVC είναι προσφορότερο για τη σχεδίαση κατάλληλων ελεγκτών. Άλλες διαταραχές που εξετάζονται είναι η αποσύνδεση ενός αριθµού των Α/Γ του Α.Π. και η µεταβολή της ισχύος των Α/Γ του Α.Π. από 0 έως 100 % της ονοµαστικής τους ισχύος. Στο Κεφάλαιο 6 δίνονται τα συµπεράσµατα και οι προτάσεις για την περαιτέρω συνέχιση της έρευνας στη συγκεκριµένη ερευνητική περιοχή. Τέλος στα σχετικά Παραρτήµατα δίνονται τα σχετικά στοιχεία που χρησιµοποιήθηκαν για τη µαθηµατική µοντελοποίηση-προσοµοίωση των υπό διερεύνηση συστηµάτων και οι Πίνακες των ιδιοτιµών βάσει των οποίων έγιναν οι σχεδιασµοί των σχετικών ελεγκτών. Λ. ΞΕΝΕΣ ΓΛΩΣΣΕΣ Αγγλικά (Πολύ Καλά), Γερµανικά (Μέτρια), Γαλλικά (Μέτρια).

15