Μοντελοποίηση έξυπνων δικτύων διανομής με χρήση του λογισμικού Opendss

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και η μοντελοποίηση της τεχνολογίας των έξυπνων ηλεκτρικών δικτύων σε περιβάλλον λογισμικού Opendss. Μια τεχνολογία η οποία θα διαδραματίσει πρωτεύων ρόλο στην εξέλιξη των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας με τεράστια οφέλη. Ωστόσο, η δομή και η πολυπλοκότητα των συστημάτων αυτών απαιτούν την χρήση εργαλείων που θα επιτρέπουν την απλοποίηση τους και την καλύτερη δυνατή δίοδο προς την πληροφορία. Ένα τέτοιο εργαλείο είναι το λογισμικό Opendss, το οποίο με χρήση μικρού και εύκολου κώδικα υπό την μορφή σεναρίων προσδίδει σημαντικά αποτελέσματα στην προσπάθεια αυτή. Στο πρώτο κεφάλαιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας γίνεται μια εισαγωγή στα Συστήματα Ηλεκτρικής Ενέργειας και στην εξέλιξη των σε Έξυπνα Δίκτυα, κάνοντας μια προσπάθεια ορισμού αυτών. Γίνεται αναφορά στα προβλήματα και στις προκλήσεις που αντιμετωπίζονται στα σημερινά δίκτυα καθώς και στα αναμενόμενα οφέλη που θα προκύψουν από τον εκσυγχρονισμό τους σε έξυπνα. Εν συνεχεία παρουσιάζεται συνοπτικά η υποδομή, οι διαθέσιμες τεχνολογίες και οι νέες προκλήσεις που θέτονται από την έλευση των έξυπνων δικτύων κάνοντας την πρώτη αναφορά στο λογισμικό Opendss. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται το λογισμικό Opendss πραγματοποιώντας μια μικρή ιστορική αναδρομή περί της ανάπτυξης του. Στην συνέχεια γίνεται μια εισαγωγή στις βασικές δυνατότητες και χαρακτηριστικά του λογισμικού, επικεντρώνοντας κυρίως στο τομέα των προσομοιώσεων που μπορούν να επιτευχθούν. Στο τρίτο κεφάλαιο υλοποιείται πλήρης διείσδυση στο περιβάλλον του λογισμικού. Γίνεται αναφορά στο περιβάλλον εργασίας του, στις βασικές λειτουργίες μέσω των αναδυόμενων μενού του καθώς και των γραμμών εργαλείων του. Στο δεύτερο μέρος του κεφαλαίου αυτού, αποτυπώνεται ο τρόπος σύνταξης των σεναρίων κάνοντας χρήση μερικών βασικών εντολών καθώς και τρόποι χρήσης εξωτερικών αρχείων προς όφελος των χρηστών. Στο τέταρτο και τελευταίο κεφάλαιο, πραγματοποιούνται μοντελοποιήσεις με χρήση παραδειγμάτων και πλήρης επεξήγηση των εντολών που λαμβάνουν χώρα. Με την χρήση της μελέτης IEEE European LV Test Feeder, στο δεύτερο μέρος του κεφαλαίου αυτού, αποτυπώνεται η χρησιμότητα του λογισμικού Opendss στον τομέα των έξυπνων ηλεκτρικών δικτύων και ο ιδιάζουσας σημασίας ρόλος που αυτό θα διαδραματίσει στο άμεσο μέλλον. Στο σημείο αυτό, πρέπει να τονισθεί ότι το εύρος και η έκταση του λογισμικού που αναπτύσσεται στην παρούσα διπλωματική εργασία είναι δαιδαλώδες. Ως εκ τούτου, είναι αδύνατον να αποτυπωθούν όλες οι εντολές και οι λειτουργίες του. Κύριος σκοπός του παρόντος έργου είναι η αποτύπωση των βασικών λειτουργιών του και η ενσωμάτωση των έξυπνων δικτύων σ’ αυτό. Το λογισμικό παρέχεται με ένα εγχειρίδιο χρήσης μεγάλου όγκου το οποίο μπορεί να ανακτηθεί και μέσω της βιβλιογραφικής αναφοράς [7] της παρούσας διπλωματικής εργασίας, για όποιον ερευνητή ενδιαφέρεται να διεισδύσει περαιτέρω.