ΚΑΤΑΝΕΜΗΜΕΝΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΣΕ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΝΟΜΗΣ ΑΝ. ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ ΣΑΦΙΓΙΑΝΝΗ ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 1
Κατανεμημένη παραγωγή (ΚΠ) μία σχετικά νέα έννοια στην βιομηχανία ηλεκτρισμού Αντίστοιχοι ελληνικοί όροι διανεμημένη παραγωγή, διάσπαρτη παραγωγή Αντίστοιχοι όροι της διεθνούς βιβλιογραφίας embedded generation, dispersed generation, decentralised generation 2
Γενικός ορισμός Δεν υπάρχει ομοφωνία. Αυτό επιβεβαιώνεται και από τη CIRED σύμφωνα με ερωτηματολόγιο που συμπληρώθηκε από τα κράτη μέλη της Ε.Ε. Η Διεθνής Επιτροπή CIGRE έχει δημιουργήσει ομάδα εργασίας στον τομέα της ΚΠ σύμφωνα με την οποία μονάδες παραγωγής που: (α) η μέγιστη ισχύς τους κυμαίνεται από 50 έως 100 MW, (β) είναι συνήθως συνδεδεμένες στο δίκτυο διανομής και (γ) η κατανομή φορτίου στις εγκαταστάσεις παραγωγής δεν γίνεται κεντρικά συνιστούν ΚΠ. Η ΙΕΕΕ καθορίζει την ΚΠ ως παραγωγή ηλεκτρισμού από εγκαταστάσεις που είναι σαφώς μικρότερες από τις κεντρικές μονάδες παραγωγής, έτσι ώστε να είναι δυνατή η διασύνδεσή τους σχεδόν σε κάθε σημείο του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. 3
Εξαιτίας των μεγάλων διαφοροποιήσεων στους ορισμούς της διεθνούς βιβλιογραφίας, για να οριστεί η ΚΠ με μεγαλύτερη σαφήνεια, πρέπει να εξεταστούν οι εξής παράμετροι: Σκοπός της ΚΠ Θέση της ΚΠ Ισχύς της ΚΠ Περιοχή που τροφοδοτεί η ΚΠ Τεχνολογία ΚΠ Περιβαλλοντικές επιπτώσεις από την ΚΠ Τρόπος λειτουργίας της ΚΠ Ιδιοκτησία των μονάδων ΚΠ Διείσδυση της ΚΠ 4
Σκοπός της ΚΠ Παραγωγή ενεργού ισχύος χωρίς να επιβάλλεται η παραγωγή αέργου ισχύος. Θέση της ΚΠ Εγκατάσταση και λειτουργία μονάδων ηλεκτρικής παραγωγής ευθείας στο δίκτυο διανομής ή στη θέση κατανάλωσης. απ Ισχύς της ΚΠ Κατηγορίες ΚΠ ως προς την ισχύ, χωρίς όμως να είναι καθολικά αποδεκτές: ΜικρήΜικρή ΚΠ 5 kw έως 5 MW ΠολύΠολύ μικρή ΚΠ 1 W έως 5 kw ΜεσαίαΜεσαία ΚΠ 5 MW έως 50 MW ΜεγάληΜεγάλη ΚΠ 50 MW έως 300 MW 5
Περιοχή που τροφοδοτεί η ΚΠ Κυρίως εντός του δικτύου διανομής. Όμως το βράδυ και κατά τις ώρες ελαχίστου φορτίου και υψηλών ταχυτήτων ανεμογεννητριών τα πάρκα ανεμογεννητριών συνήθως εξάγουν ενέργεια στο δίκτυο μεταφοράς. Τεχνολογία ΚΠ Ποικίλει πολύ. Μπορούν να προσδιοριστούν τρεις βασικές κατηγορίες: ΚΠΚΠ από συνεργασία συμβατικών πηγών με ΑΠΕ όπως συνδυασμοί μικρών υδροηλεκτρικών, φωτοβολταϊκών, ανεμογεννητριών, μηχανών diesel, ηλιοθερμικών συστημάτων, κυψελών καυσίμου και μπαταριών ΚΠΚΠ από μονάδες συμπαραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας ΚΠΚΠ από ΑΠΕ όπως ήλιος, άνεμος, βιομάζα, υδατοπτώσεις, ενέργεια ωκεανού και γεωθερμική ενέργεια 6
Περιβαλλοντικές επιπτώσεις από την ΚΠ Λαμβάνοντας υπόψη άμεσες και έμμεσες (κατά τη διάρκεια κατασκευής της μονάδας) εκπομπές δεν μπορεί όλες οι τεχνολογίες ΚΠ να θεωρηθούν φιλικές προς το περιβάλλον. Η μείωση των απωλειών μεταφοράς λόγω κατάλληλης διείσδυσης ΚΠ είναι θετικός περιβαλλοντικός παράγων. Μεγάλη διείσδυση ΚΠ μπορεί να αναγκάσει τις μονάδες βάσης να λειτουργούν όχι με μέγιστη απόδοση πράγμα που αυξάνει τις εκπομπές ανά παραγόμενη kwh. Υπάρχει επίσης δυσκολία περιβαλλοντικής σύγκρισης όταν τίθενται θέματα ασφάλειας πυρηνικών σταθμών ή οπτικής ρύπανσης, θορύβου και απαιτήσεων γης από ανεμογεννήτριες. Γενικά λόγω του αυξημένου φαινομένου του θερμοκηπίου μπορεί να θεωρηθεί ότι όλες οι τεχνολογίες ΚΠ περιορίζουν σημαντικά τις εκπομπές έναντι των μονάδων που λειτουργούν με καύση άνθρακα. 7
Τρόπος λειτουργίας της ΚΠ Η ΚΠ δεν υπακούει στους κανόνες λειτουργίας συστημάτων παραγωγής (σχεδιασμό, τιμές, κατανομή). των κεντρικών Ιδιοκτησία των μονάδων ΚΠ Δεν υπάρχει συμφωνία για το αν οι μονάδες ΚΠ ανήκουν σε ανεξάρτητους παραγωγούς ή στους ίδιους τους καταναλωτές. Επιπλέον μεγάλες επιχειρήσεις ηλεκτρισμού ενδιαφέρονται όλο και περισσότερο για μονάδες ΚΠ και δεν υπάρχει προφανής λόγος που η ΚΠ να περιορίζεται σε ανεξάρτητη ιδιοκτησία. Διείσδυση της ΚΠ Δεν μπορεί να καθοριστεί ακριβώς το ύψος της ισχύος διείσδυσης σε σχέση με την περιοχή (τοπικό σύστημα διανομής ή εθνικό σύστημα ισχύος) 8
Ένας ορισμός που μπορεί να γίνει γενικά αποδεκτός είναι ο εξής: κατανεμημένη παραγωγή είναι οποιαδήποτε πηγή παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας συνδεδεμένη άμεσα στο δίκτυο διανομής ή στη θέση κατανάλωσης 9
Επίδραση της κατανεμημένης παραγωγής στο δίκτυο διανομής Τα δίκτυα διανομής δεν ήταν σχεδιασμένα για να δεχτούν μονάδες παραγωγής. Είναι συνήθως ακτινικά ή βροχοειδή που λειτουργούν ακτινικά και όχι διασυνδεδεμένα. Έτσι η ροή ισχύος στα δίκτυα αυτά είναι συνήθως προς μια κατεύθυνση. Με σύνδεση των μονάδων ΚΠ στο δίκτυο διανομής η ροή ισχύος αλλάζει. 10
Οι επιδράσεις των μονάδων ΚΠ στο δίκτυο διανομής που συνδέονται συνίστανται σε: αύξηση στην ισχύ βραχυκυκλώσεως, αλλαγή της εικόνας τάσης (συνήθως είναι ανύψωση τάσης οπότε δρά ευεργετικά κατά τις ώρες μεγίστου φορτίου, μπορεί όμως να μην είναι αποδεκτή κατά τις ώρες ελαχίστου φορτίου), εισαγωγή στο δίκτυο ρευμάτων ανώτερων αρμονικών που επηρεάζουν την ποιότητα της παρεχόμενης ισχύος, δυσχέρεια στην προγραμματισμένη συντήρηση του δικτύου, διότι η τροφοδότηση από πολλά σημεία επηρεάζει τις διαδικασίες ασφάλειας, δυσχέρεια στη ρύθμιση των διατάξεων προστασίας με επιπλέον απαίτηση προστασίας έναντι της νησιδοποίησης, αλλαγή των απωλειών του δικτύου, (εάν μια μικρή μονάδα ΚΠ βρίσκεται κοντά σε ένα μεγάλο φορτίο, τότε οι απώλειες του δικτύου θα μειωθούν ενώ αν μια μεγάλη μονάδα ΚΠ βρίσκεται μακριά από τα φορτία του δικτύου, τότε οι απώλειες του δικτύου είναι πιθανόν να αυξηθούν), επίδραση στα σήματα ακουστικής συχνότητας που μεταφέρονται στο δίκτυο διανομής. 11
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΜΕΛΕΤΩΜΕΝΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ Θα διερευνηθούν τα αποτελέσματα της διείσδυσης ΚΠ σε ένα δίκτυο μέσης τάσης (20kV) που βρίσκεται στη Δυτική Μακεδονία. Το εξεταζόμενο δίκτυο είναι μία από τις κύριες γραμμές (γραμμή 23) που τροφοδοτούνται από υποσταθμό 25MVA, 150/20kV και είναι σχεδόν στο σύνολό του εναέριο. Ο κορμός του αποτελείται κυρίως από αγωγούς 95mm 2 ACSR αλλά υπάρχουν πολλές διακλαδώσεις με αγωγούς 16mm 2 ACSR. Οι συνδεδεμένες μονάδες ΚΠ είναι στο σύνολό τους μικρά υδροηλεκτρικά συνολικής ισχύος περίπου 11.5MW. Οι θέσεις τους είναι προκαθορισμένες (P6, P19, P29 and P31). Το μέγιστο φορτίο του δικτύου ισούται με 110A (ή( ισοδύναμα περίπου με 4MVA) ενώ το ελάχιστο φορτίο ισούται περίπου με 20A (ή( ισοδύναμα περίπου με 0.706MVA ) 12
Σχήμα 1: Διάγραμμα δικτύου 13
Γεννήτρια Πίνακας 1: Δεδομένα του δικτύου του σχήματος 1 Δίκτυο Q, U maxq =21.4kV, U minq =20.4kV, Sk" Q =197MVA, R Q /X Q =0.1 ΥΗΣ Συμμετοχές Δυτικής Ελλάδας Α.Ε., 1.66MW (G1) (PELTON) Σύγχρονη γεννήτρια (G1): P rg1 =1.66ΜW, U rg1 =660V, x d1 =0.131 p.u., x d1 =2.39 p.u., cοsφ rg1 = 0.95 (επαγωγικός) Μετασχηματιστής Γεννήτριες Μετασχηματιστές Γεννήτριες Μετασχηματιστές Γεννήτρια Μετασχηματιστής Συντελεστής φορτίου Τ1: S rt1 =2MVA, t rt1 =20/0.66kV, u krt1 =5.66%, u krrt1 =1% ΥΗΣ Συμμετοχές Δυτικής Ελλάδας Α.Ε., 2 1.58MW (G2,G3) (PELTON) Σύγχρονες γεννήτριες (G2,G3): P rg =1.58ΜW, U rg =660V, x d =0.133 p.u., x d =2.4 p.u., cοsφ rg = 0.95 (επαγωγικός) Τ2, Τ3: S rt =2MVA, t rt =20/0.66kV, u krt =6.25%, u krrt =1 % ΔΕΗ Ανανεώσιμες Α.Ε., 1.5MW (G4) (PELTON), 3.2MW (G5) (FRANCIS) Σύγχρονη γεννήτρια (G4): P rg4 =1.5ΜW, U rg4 =660V, x d4 =0.14p.u., x d4 =1.5 p.u., cοsφ rg4 = 0.95 (επαγωγικός) Σύγχρονη γεννήτρια (G5): P rg5 =3.2ΜW, U rg5 =6.3kV, x d5 =0.23 p.u., x d5 =2.5 p.u., cοsφ rg5 = 0.95 (επαγωγικός) Τ4: S rt4 =2MVA, t rt4 =20/0.66kV, u krt4 =6.0%, u krrt4 =1 % Τ5: S rt5 =4MVA, t rt5 =20/6.3kV, u krt5 =6.0%, u krrt5 =1 % Σύγχρονη γεννήτρια (G6): P rg6 =2ΜW, U rg6 =690V, x d6 =0.133 p.u., x d6 =0.24 p.u., x d6 =1.77 p.u., cοsφ rg6 = 1 Τ6: S rt6 =2MVA, t rt6 =20/0.69kV, u krt6 =5.0%, u krrt6 =1% 0.9 (επαγωγικός) ΥΗΣ Δίστρατου, 2MW (G6) 14
ΔΙΕΙΣΔΥΣΗ ΜΟΝΑΔΩΝ ΤΕΧΝΙΚΟΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ Ισχύς μετασχηματιστή: Το μέγεθος της συνολικής μέγιστης διείσδυσης ΚΠ μείον το ελάχιστο φορτίο δεν πρέπει να υπερβαίνει την ονομαστική ισχύ του μετασχηματιστή. Θερμικό όριο: Δεν θα πρέπει να υπάρχει σε κανέναν κλάδο του δικτύου υπέρβαση του θερμικού ορίου των αγωγών του. Η ισχύς βραχυκυκλώσεως (SCL) στους ζυγούς μέσης τάσης του μετασχηματιστή (που είναι η μέγιστη) πρέπει μετά τη διείσδυση ΚΠ να παραμένει μικρότερη της σχετικής αντοχής του εξοπλισμού (SCL rated ). Εικόνα τάσης: Η διακύμανση τάσης στους ζυγούς του δικτύου πρέπει να βρίσκεται εντός αποδεκτών ορίων. 15
ΜΕΛΕΤΗ ΔΙΚΤΥΟΥ Λαμβάνοντας υπόψη ότι η συνολική διείσδυση ΚΠ είναι 11.52MW ή περίπου 11.52/0.95=12.12MVA 12.12MVA και ότι το ελάχιστο φορτίο είναι περίπου 20A ή ισοδύναμα 0.706MVA, η διαφορά τους είναι περίπου 11.5MVA, που είναι μικρότερη από την ονομαστική ισχύ του μετασχηματιστή (25MVA). Έτσι ο πρώτος τεχνικός περιορισμός (ισχύς μετασχηματιστή) δεν παραβιάζεται. Ανάλυση ροής φορτίου (πακέτο λογισμικού NEPLAN) ρεύματα κλάδων, ισχύς βραχυκυκλώσεως και τάσεις ζυγών. 16
Πίνακας 2: Κλάδοι με τα μεγαλύτερα ρεύματα για ελάχιστο φορτίο Μέγεθος αγωγών (mm 2 ) Μέγιστα ρεύματα κλάδων χωρίς ΚΠ Κλάδος Ρεύμα (A) Μέγιστα ρεύματα κλάδων με ΚΠ Κλάδος Ρεύμα (A) ACSR 16, I rated =127 A S4-P12 και P2-P3 4 P5-P6 126 ACSR 35, I rated =197 A - - P19-Tr1 48 ACSR 95, I rated =400 A P1-P2 22 P1-P2 307 Συνεστραμμένο καλώδιο 3 150, I rated =280 A - - S10-S11 55 XLPE(3 240+25), I rated =280 A S9-P30 2 S9-P30 92 Συγκρίνοντας τα μέγιστα ρεύματα κλάδων με τα ονομαστικά ρεύματα των αντίστοιχων αγωγών είναι προφανές ότι ο δεύτερος περιορισμός (θερμικό όριο) δεν παραβιάζεται. 17
Πίνακας 3 SCL SCL max Ρεύμα βραχυκυκλώσεως στους ζυγούς 20kV, I'' k3p (ka) SCL max (MVA) Χωρίς ΚΠ Με ΚΠ Χωρίς ΚΠ Με ΚΠ 5.32 6.18 197.00 229.03 Διείσδυση ΚΠ σημαντική αύξηση SCL max χωρίς υπέρβαση SCL rated =250MVA. Έτσι ο τρίτος τεχνικός περιορισμός δεν παραβιάζεται. 18
Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Μηχανικών Υπολογιστών, Εργαστήριο Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας Πίνακας 4: Εικόνα τάσης του δικτύου για ελάχιστο φορτίο Ζυγός Τάση Ζυγού U i (kv) Διακύμανση Τάσης Ζυγού ε i % Χωρίς ΚΠ Με ΚΠ Χωρίς ΚΠ Με ΚΠ P1 20.40 20.40 0.00 0.00 P2 20.31 20.39-0.43-0.03 P3 20.30 20.56-0.46 0.77 P4 20.26 21.70-0.68 6.19 P5 20.25 21.97-0.72 7.49 P6 20.24 22.46-0.76 9.80 P7 20.24 22.46-0.77 9.80 P8 20.22 22.44-0.85 9.72 P9 20.23 22.45-0.80 9.78 P10 20.31 20.40-0.44-0.02 P11 20.30 20.39-0.48-0.07 P12 20.28 20.36-0.60-0.18 P13 20.23 20.31-0.83-0.42 P14 20.21 20.30-0.89-0.47 P15 20.19 20.28-0.99-0.57 P16 20.26 20.46-0.65 0.28 P17 20.26 20.56-0.68 0.76 P18 20.25 20.83-0.73 2.06 P19 20.24 21.14-0.74 3.51 19
ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ 20
Η επιτρεπτή πτώση τάσης (-3%) δεν υπερβαίνεται όταν οι μονάδες ΚΠ δεν είναι συνδεδεμένες και το φορτίο είναι ελάχιστο. Όταν όλες οι μονάδες ΚΠ είναι συνδεδεμένες στο δίκτυο, εμφανίζεται ανεπίτρεπτη ανύψωση τάσης στη διαδρομή P4- P8, P9 και οριακά ανεπίτρεπτη ανύψωση τάσης στο ζυγό P19, όπως φαίνεται στα γκρι κελιά της τελευταίας στήλης του πίνακα 4. Το πρόβλημα είναι σημαντικό για τη διαδρομή P4-P8, P8, P9 και λαμβάνοντας υπόψη ότι ο τέταρτος τεχνικός περιορισμός (φαινόμενο ανύψωσης τάσης) παραβιάζεται, το ερώτημα είναι αν είναι δυνατή η σύνδεση των μονάδων ΚΠ της ΔΕΗ Ανανεώσιμες Α.Ε. στο ζυγό P6, χωρίς τη χρήση ρυθμιστή τάσης. 21
1η πρόταση: Σύνδεση των μονάδων ΚΠ της ΔΕΗ Ανανεώσιμες Α.Ε. στο ζυγό P24 αντί του ζυγού P6. Η σύνδεση μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω υφιστάμενης γραμμής 95mm 2 ACSR μήκους 7km. 22
2η πρόταση: Αντικατάσταση αγωγών της διαδρομής P2-P6 P6 με αγωγούς 95mm 2 ACSR (περίπου 12km). 23
Πίνακας 5: Επίδραση των εναλλακτικών προτάσεων στα μέγιστα ρεύματα κλάδων Μέγεθος αγωγών (mm 2 ) Υφιστάμενη κατάσταση Κλάδος Ρεύμα (A) Κλάδος 1 η Πρόταση Ρεύμα (A) Κλάδος 2 η Πρόταση Ρεύμα (A) ACSR 16, I rated =127 A P5-P6 126 S4-P12 και P2-P3 4 S4-P12 4 ACSR 35, I rated =197 A P19-Tr1 48 P19-Tr1 48 P19-Tr1 48 ACSR 95, I rated =400 A P1-P2 307 P10-P16 325 P1-P2 319 Συνεστραμμένο καλώδιο 3 150, I rated =280 A S10-S11 55 S10- S11 55 S10- S11 54 XLPE(3 240+25), I rated =280 A S9-P30 92 S9-P30 92 S9-P30 92 Ο δεύτερος τεχνικός περιορισμός (θερμικό όριο) δεν παραβιάζεται. 24
Πίνακας 6: Επίδραση των εναλλακτικών προτάσεων στην ισχύ βραχυκυκλώσεως (SCL) Ρεύμα βραχυκυκλώσεως στους ζυγούς 20kV, I'' k3p (ka) SCL max (MVA) Υφιστάμενη κατάσταση 1 η Πρόταση 2 η Πρόταση Υφιστάμενη κατάσταση 1 η Πρόταση 2 η Πρόταση 6.18 6.09 6.25 229.03 225.70 231.55 Η SCL max παραμένει μικρότερη της SCL SCL rated. 25
Πίνακας 7: Επίδραση των εναλλακτικών προτάσεων στην εικόνα τάσης του δικτύου για ελάχιστο φορτίο Ζυγός P1 Υφιστάμενη κατάσταση 20.40 Τάση Ζυγού U i (kv) 1 η Πρόταση 20.40 2 η Πρόταση 20.40 Υφιστάμενη κατάσταση 0.00 Διακύμανση Τάσης Ζυγού ε i % 1 η Πρόταση 0.00 2 η Πρόταση 0.00 P2 20.39 20.27 20.41-0.03-0.62 0.06 P3 20.56 20.26 20.42 0.77-0.66 0.08 P4 21.70 20.22 20.46 6.19-0.88 0.28 P5 21.97 20.21 20.47 7.49-0.91 0.33 P6 22.46 20.20 20.50 9.80-0.96 0.45 P7 22.46 20.20 20.49 9.80-0.97 0.44 P8 22.44 20.18 20.48 9.72-1.05 0.37 P9 22.45 20.19 20.49 9.78-1.00 0.42 P10 20.40 20.27 20.41-0.02-0.63 0.07 P11 20.39 20.26 20.41-0.07-0.68 0.02 P12 20.36 20.23 20.38-0.18-0.79-0.09 P13 20.31 20.18 20.33-0.42-1.03-0.33 P14 20.30 20.17 20.32-0.47-1.08-0.38 P15 20.28 20.15 20.30-0.57-1.18-0.48 P16 20.46 20.29 20.48 0.28-0.54 0.37 P17 20.56 20.39 20.58 0.76-0.06 0.85 P18 P19 20.83 21.14 20.66 20.97 20.85 21.16 2.06 3.51 1.25 2.71 2.15 3.60 26
1η πρόταση: Με την προτεινόμενη σύνδεση των μονάδων ΚΠ το δίκτυο αποκτά μία πολύ καλή εικόνα τάσης και ο σχετικός τεχνικός περιορισμός ικανοποιείται. 2η πρόταση: Η πρόταση βελτιώνει σημαντικά την εικόνα τάσης του δικτύου. Παραμένει ένα μόνο μικρό πρόβλημα τάσης στο ζυγό P19 που μπορεί να χαρακτηριστεί ως οριακό. Η υλοποίηση της πρότασης δίνει στη διαδρομή P2-P6 P6 τη δυνατότητα να τροφοδοτήσει επιπλέον φορτία. Και οι δύο προτάσεις επιλύουν το αρχικό πρόβλημα. Η επιλογή μίας εκ των δύο είναι θέμα οικονομικής εκτίμησης, δυνατότητας υλοποίησης και γενικής πολιτικής της ΔΕΗ. 27
ΠΡΟΣΘΕΤΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ Ένας αλγόριθμος έχει εφαρμοστεί με στόχο τον προσδιορισμό της βέλτιστης διείσδυσης ΚΠ (μέγιστη ισχύς, κατανομή) στο υφιστάμενο δίκτυο και στους προεπιλεγέντες ζυγούς (P6, P19, P29 and P31), χωρίς παραβίαση των προαναφερθέντων τεχνικών περιορισμών. Στον πίνακα που ακολουθεί δίδεται η υφιστάμενη διείσδυση μονάδων ΚΠ και η προτεινόμενη μέγιστη-βέλτιστη βέλτιστη. Ζυγός P19 P31 P06 P29 Σύνολο [MW] Υφιστάμενη διείσδυση ΚΠ 1.66 3.16 4.7 2 11.52 Προτεινόμενη διείσδυση ΚΠ 1.7 5.1 1.5 4.25 12.55 28
Πίνακας 8: Κλάδοι με τα μεγαλύτερα ρεύματα για την υφιστάμενη και τη βέλτιστη διείσδυση ΚΠ Μέγεθος αγωγών (mm 2 ) Υφιστάμενη διείσδυση ΚΠ Κλάδος Ρεύμα (A) Βέλτιστη διείσδυση ΚΠ Κλάδος Ρεύμα (A) ACSR 16, I rated =127 A P5-P6 126 P5-P6 49 ACSR 35, I rated =197 A P19-Tr1 48 P19-Tr1 49 ACSR 95, I rated =400 A P1-P2 307 P1-P2 371 Συνεστραμμένο καλώδιο 3 150, I rated =280 A S10-S11 55 S10-S11 130 XLPE(3 240+25), I rated =280 A S9-P30 92 S9-P30 155 Συγκρίνοντας τα μέγιστα ρεύματα κλάδων με τα ονομαστικά ρεύματα των αντίστοιχων αγωγών είναι προφανές ότι ο δεύτερος περιορισμός (θερμικό όριο) δεν παραβιάζεται. 29
Πίνακας 9: Σύγκριση SCL max υφιστάμενης και βέλτιστης διείσδυσης ΚΠ SCL max SCLmax (MVA) Υφιστάμενη διείσδυση ΚΠ Βέλτιστη διείσδυση ΚΠ 229.03 226.504 Η SCL max βέλτιστης διείσδυσης είναι λίγο μικρότερη της SCL υφιστάμενης κατάστασης SCL max 30
Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Μηχανικών Υπολογιστών, Εργαστήριο Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας Πίνακας 10: Εικόνα τάσης του δικτύου για ελάχιστο φορτίο, για βέλτιστη και υφιστάμενη διείσδυση ΚΠ Ζυγός Τάση Ζυγού U i (kv) Διακύμανση Τάσης Ζυγού ε i % Βέλτιστη διείσδυση ΚΠ Υφιστάμενη διείσδυση ΚΠ Βέλτιστη διείσδυση ΚΠ Υφιστάμενη διείσδυση ΚΠ P1 20.40 20.40 0 0.00 P2 20.06 20.39-1.61-0.03 P3 20.13 20.56-1.30 0.77 P4 20.56 21.70 0.77 6.19 P5 20.67 21.97 1.27 7.49 P6 20.85 22.46 2.16 9.80 P7 20.85 22.46 2.15 9.80 P8 20.84 22.44 2.07 9.72 P9 20.85 22.45 2.12 9.78 P10 20.05 20.40-1.65-0.02 P11 20.04 20.39-1.70-0.07 P12 20.02 20.36-1.81-0.18 P13 19.97 20.31-2.06-0.42 P14 19.96 20.30-2.11-0.47 P15 19.94 20.28-2.11-0.57 P16 19.90 20.46-2.38 0.28 P17 20.00 20.56-1.90 0.76 P18 20.28 20.83-0.57 2.06 P19 20.59 21.14-0.92 3.51 31
Από τον προηγούμενο πίνακα είναι προφανές ότι η προτεινόμενη ως βέλτιστη διείσδυση ΚΠ, λόγω του επαγωγικού χαρακτήρα των μονάδων, προκαλεί αρκετά σημαντική πτώση αντί για ανύψωση τάσης σε κάποιους ζυγούς. Για το λόγο αυτό πρέπει να εξεταστεί η εικόνα τάσης του δικτύου με τη συγκεκριμένη διείσδυση για μέγιστο φορτίο. 32
Ζυγός P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P18 P19 Πίνακας 11: Εικόνα τάσης του δικτύου για μέγιστο φορτίο Χωρίς ΚΠ 0.000-2.313-2.509-3.654-3.860-4.089-4.145-4.556-4.271-2.374-2.603-3.220-4.500-4.780-5.304-3.528-3.673-3.949-4.033 Διακύμανση Τάσης Ζυγού ε i % Με βέλτιστηκπ 0.000-2.874-2.893-2.883-2.822-2.589-2.645-3.051-2.771-2.944-3.178-3.794-5.084-5.369-5.897-4.285-3.911-2.794-1.369 Ζυγός P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27 P28 P29 P30 P31 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 Διακύμανση Τάσης Ζυγού ε i % Χωρίς ΚΠ -3.542-4.280-4.752-5.070-5.079-5.107-5.416-5.453-5.836-5.836-5.565-5.612-2.313-2.509-2.318-2.808-3.491-3.621-5.416 Με βέλτιστηκπ -4.304-5.047-5.523-5.617-5.631-5.636-5.944-5.570-5.411-5.393-5.285-5.061-2.784-2.897-2.879-3.383-4.070-4.397-5.944 33
Όπως διαπιστώνεται από τον πίνακα 11 η προτεινόμενη ως βέλτιστη διείσδυση ΚΠ δεν επηρεάζει ουσιαστικά την εικόνα τάσης του δικτύου για μέγιστο φορτίο, η οποία ήταν έτσι και αλλιώς προβληματική ιδιαίτερα στα άκρα του. Για να επιλυθεί το παραπάνω πρόβλημα θα πρέπει ή οι μονάδες ΚΠ να λειτουργούν με χωρητικό συντελεστή ισχύος ή να γίνει διείσδυση μικρότερης ισχύος ΚΠ ή να γίνει ενίσχυση του υφιστάμενου δικτύου με αγωγούς μεγαλύτερης διατομής. 34
Ως τελικό συμπέρασμα της μελέτης διείσδυσης ΚΠ που προηγήθηκε μπορεί να λεχθεί ότι αυτή είναι αρκετά σύνθετη. Αν οι ζυγοί διείσδυσης ΚΠ δεν προκαθοριστούν και όλοι οι ζυγοί του δικτύου είναι πιθανά σημεία σύνδεσης μονάδων ΚΠ, τότε η διείσδυση γίνεται μέγιστη αλλά το πρόβλημα καθορισμού της βέλτιστης κατανομής συνθετότερο. 35
Ευχαριστώ για την προσοχή σας! 36