ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΤΗΣ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΔΙΑΣΥΝΔΕΔΕΜΕΝΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΟΥ ΠΕΡΙΛΑΜΒΑΝΟΥΝΚΑΙ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΕΙΣ ΜΕ ΣΥΝΕΧΕΣ ΡΕΥΜΑ

Abstract

ISOLATED ISLAND NETWORKS WITHOUT LOCAL GENERATION, SUPPLIED BY HVDC LINKS, ARE GENERALLY WEAK AC SYSTEMS WITH SMALL EFFECTIVE SHORT CIRCUIT RATIO. IN SUCH CASES THE NORMAL MASTER CONTROL MODE OF OPERATION OF THE HVDC LINK IS THE FREQUENCY CONTROL MODE. IN THIS THESIS THE DESIGN OF A SUPERIMPOSED HVDC CONTROL SYSTEMIS PROPOSED, THAT COORDINATES SIMULTANEOUSLY THE MODULATION OF ACTIVE AND REACTIVE POWER OF THE CONVERTERS AND USES ADVANTAGEOUSLY THEIR STRONG INTERACTION, BY CONTROLLING BESIDES THE FREQUENCY, THE AC BUS VOLTAGE AT THE INVERTER SIDE. FOR THIS PURPOSE, SUBOPTIMAL CONTROLLERS ARE PROPOSED, IN THE SENSE THAT THEY RETAIN A PRESCRIBED OPTIMAL SUBSPACE FROM AN OPTIMAL STATE FEEDBACK REGULATOR. THE CONTROLLERS ARE DESIGNED USING THE PROJECTIVE CONTROL TECHNIQUE, WHICH IS SUITABLE FOR STATIC OR DYNAMIC CONTROLLERS AND CENTRALIZED OR DECENTRALIZED CONTROL SYSTEMS. THE PROPOSED CONTROL METHODS ARE SIMPLE AND EASILY SUPERIMPOSED TO HVDC LINK CLASSICAL CONTROL SYSTEMS. THE MASTER CONTROL SYSTEM IS LOCATED AT THE INVERTER SIDE. CONSTANT CURRENT CONTROL IN THE RECTIFIER-CONSTANT EXTINCTION ANGLE CONTROL IN THE INVERTER, AS WELL AS CONSTANT CURRENT CONTROL IN THE INVERTER- MINIMUM IGNITION ANGLE CONTROL IN THE RECTIFIER ARE THE TWO INVESTIGATED CONTROL MODES. USING A LINEARIZED MODEL OF THE INTEGRATED AC/DC SYSTEM, AN INTERACTIVE PROGRAM ENVIRONMENT HAS BEEN DEVELOPED, BASED ON THE PROJECTIVE CONTROL TECHNIQUE, FOR THE CALCULATION OF THE CONTROLLERS PARAMETERS. THE FINAL DECISION ABOUT THE EFFECTIVENESS AND ROBUSTNESS OF DIFFERENT CANDIDATE SOLUTIONS IS BASED ON THE SIMULATION RESULTS OF A FUNDAMENTAL FREQUENCY DIGITAL SIMULATION PROGRAM, REPRESENTING THE COMPLETE NONLINEAR INTEGRATED AC/DC SYSTEM.

ΤΑ ΑΣΘΕΝΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΠΟΥ ΤΡΟΦΟΔΟΤΟΥΝΤΑΙ ΑΠΟ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΕΙΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ (ΣΡ), ΕΠΕΙΔΗ ΕΧΟΥΝ ΜΙΚΡΗ ΤΟΠΙΚΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ, ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΖΟΝΤΑΙ ΑΠΟ ΜΙΚΡΗ ΑΝΤΟΧΗ ΣΕ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑ. ΓΙΑ ΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΥΤΑ, ΣΤΙΣ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΕΙΣ ΣΡ ΕΦΑΡΜΟΖΕΤΑΙ ΚΥΡΙΑ ΕΛΕΓΧΟΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΣΤΗΝ ΠΛΕΥΡΑ ΤΟΥ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑ. ΣΤΗΝ ΕΡΓΑΣΙΑ ΑΥΤΗ ΠΡΟΤΑΘΗΚΕ ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΟΥ ΚΑΙ ΤΗΣ ΑΕΡΓΟΥ ΙΣΧΥΟΣ ΤΗΣ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗΣ ΣΡ, ΜΕ ΣΚΟΠΟ ΤΗΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΤΕΡΗ ΑΠΟΣΒΕΣΗ ΤΩΝ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΩΝ ΤΟΥ ΣΥΝΟΛΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ. Ο ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΥΤΟΣ ΥΛΟΠΟΙΗΘΗΚΕ ΛΑΜΒΑΝΟΝΤΑΣ ΥΠΟΨΗ ΟΧΙΜΟΝΟ ΤΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΤΡΟΦΟΔΟΤΟΥΜΕΝΟΥ ΑΣΘΕΝΟΥΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΡ ΑΠΟ ΤΗΝ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΣΡ, ΑΛΛΑ ΚΑΙ ΤΗΝ ΤΑΣΗ ΤΟΥ ΖΥΓΟΥ ΕΡ ΤΗΣ ΠΛΕΥΡΑΣ ΤΟΥ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑ. ΓΙΑ ΤΟ ΣΚΟΠΟ ΑΥΤΟ ΠΡΟΤΑΘΗΚΕ Η ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΥΠΟΒΕΛΤΙΣΤΩΝ ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΤΩΝ, ΟΙ ΟΠΟΙΟΙ ΔΙΑΤΗΡΟΥΝ ΜΕΡΟΣ ΜΟΝΟ ΤΟΥ ΣΥΝΟΛΟΥ ΤΩΝ ΙΔΙΟΤΙΜΩΝ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΚΛΕΙΣΤΟΥ ΒΡΟΧΟΥ ΜΕ ΒΕΛΤΙΣΤΟ ΕΛΕΓΧΟ. Η ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΤΩΝ ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΤΩΝ ΥΛΟΠΟΙΗΘΗΚΕ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗ ΘΕΩΡΙΑ ΠΡΟΒΟΛΗΣ ΕΛΕΓΧΩΝ, Η ΟΠΟΙΑ ΔΙΝΕΙ ΤΗ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΣΧΕΔΙΑΣΗΣ ΣΤΑΤΙΚΩΝ 'Η ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΤΩΝ ΓΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΕ ΚΕΝΤΡΙΚΟ 'Η ΑΠΟΚΕΝΤΡΩΜΕΝΟ ΕΛΕΓΧΟ. ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΛΕΓΧΟΥ, ΠΟΥ ΠΡΟΤΑΘΗΚΕ, ΕΙΝΑΙ ΕΠΟΠΤΙΚΟ ΜΕ ΑΠΛΗ ΔΟΜΗ, ΥΠΕΡΤΙΘΕΤΑΙ ΕΥΚΟΛΑ ΣΤΑ ΒΑΣΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΛΕΓΧΟΥ ΤΩΝ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΩΝ ΜΙΑΣ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗΣ ΣΡ ΚΑΙ ΕΓΚΑΘΙΣΤΑΤΑΙ ΣΤΗΝ ΠΛΕΥΡΑ ΤΟΥ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑ. ΕΞΕΤΑΣΤΗΚΕ Η ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΜΕ ΕΛΕΓΧΟ ΣΤΑΘΕΡΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΣΤΟΝ ΑΝΟΡΘΩΤΗ-ΣΤΑΘΕΡΗΣ ΓΩΝΙΑΣ ΣΒΕΣΗΣ ΣΤΟΝ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑ, ΟΠΩΣ ΕΠΙΣΗΣ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟ ΕΛΑΧΙΣΤΗΣ ΓΩΝΙΑΣ ΚΑΘΥΣΤΕΡΗΣΗΣ ΕΝΑΥΣΗΣ ΣΤΟΝ ΑΝΟΡΘΩΤΗ-ΣΤΑΘΕΡΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΣΤΟΝ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑ.ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΕΝΑ ΓΡΑΜΜΙΚΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΕΝΟΣ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΡ/ΣΡ ΑΝΑΠΤΥΧΘΗΚΕ ΕΝΑ ΣΥΝΟΛΟ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΩΝ ΓΙΑ ΤΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΤΩΝ ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΤΩΝ ΑΥΤΩΝ. Η ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΤΗΣ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΟΥ ΠΕΡΙΛΑΜΒΑΝΕΙ ΤΟΥΣ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟΥΣ ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΤΕΣ, ΑΠΟΔΕΙΧΘΗΚΕ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΠΟΚΡΙΣΗΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΓΙΑ ΕΝΑ ΣΥΝΟΛΟ ΔΙΑΤΑΡΑΧΩΝ, ΠΟΥ ΛΑΜΒΑΝΕΤΑΙ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΕΝΟΣ ΨΗΦΙΑΚΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΠΟΥ ΕΞΟΜΟΙΩΝΕΙ ΤΟ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΟ ΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΕΡ/ΣΡ.