Μελέτη σκοπιμότητας διασυνδέσεων νησιών με το ηπειρωτικό σύστημα μέσω συνδέσμων HVDC - Μενεγάτος, Παναγιώτης (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος, 2015)
Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη σκοπιμότητας διασυνδέσεως μεγάλων νησιωτικών συστημάτων με το ηπειρωτικό σύστημα μέσω συνδέσμων HVDC. Έτσι αναπτύσσεται ένα τεχνοοικονομικό μοντέλο με τη χρήση του λογισμικού MATLAB, προκειμένου με δεδομένα εισόδου ενέργειας του κάθε νησιού και στοιχείων που αφορούν την εξέλιξη του κόστους στο ΔΣ να γίνεται η ανάδειξη τόσο των τεχνικά εφικτών λύσεων διασύνδεσης όσο και των πιο ελκυστικών οικονομικά, σε αντιδιαστολή πάντα με την αυτοδύναμη ανάπτυξη του νησιού. Αρχικά όσον αφορά το τεχνικό μοντέλο, με βάση στοιχεία όπως το χιλιομετρικό μήκος ΥΒ όδευσης, την μεταφορική ικανότητα της διασύνδεσης, μελέτες ευστάθειας κλπ γίνεται η εύρεση του τύπου καλωδίων, μετατροπέων και λοιπών στοιχείων των συνδέσμων. Στη συνέχεια εισάγονται στο μοντέλο πραγματικές ωριαίες χρονοσειρές φορτίου και ΑΠΕ του υπό μελέτη νησιού με κατάλληλη πρόβλεψη για τα επόμενα χρόνια εξέτασης ενώ παράλληλα λαμβάνονται υπόψη οι απώλειες των στοιχείων της διασύνδεσης. Έτσι προσομοιώνεται το σύστημα και επιπλέον πραγματοποιείται μελέτη αξιοπιστίας. Για τα διάφορα εξεταζόμενα σενάρια λοιπόν υπολογίζεται ωριαία και για όλη τη διάρκεια της εξέτασης το μέρος της ενέργειας που δίνεται για την εξυπηρέτηση του φορτίου τόσο από τη διασύνδεση, όσο και από τις ΑΠΕ και την τοπική παραγωγή, με βάση πάντα κριτήρια τήρησης της απαιτούμενης εφεδρείας και ένταξης νέων μονάδων ΤΠ στο σύστημα όπου κρίνεται αναγκαίο. Όσον αφορά στο οικονομικό μοντέλο προσομοίωσης, έγινε μια ενδελεχής μελέτη αντίστοιχων έργων εξωτερικού και βιβλιογραφίας ώστε να κοστολογηθεί ο τεχνικός εξοπλισμός και να υπολογιστεί το επενδυτικό κόστος της διασύνδεσης. Επιπλέον με βάση τα τελευταία Φ.Ε.Κ και στοιχεία της Δ.Ε.Η γίνεται η τιμολόγηση των διάφορων ειδών ΑΠΕ που θεωρούνται στο μίγμα του νησιού με βάση τις feed-in tariffs, καθώς και η εκτίμηση του μεταβλητού και σταθερού κόστους της τοπικής παραγωγής με βάση τις ΥΚΩ. Τέλος, το κόστος μεταφοράς ενέργειας από το ΕΣΜΗΕ στο νησί υπολογίστηκε ωριαία με βάση τις χρονοσειρές ΟΤΣ του ηπειρωτικού συστήματος. Με αυτόν τον τρόπο από τα αποτελέσματα που προέκυψαν από το τεχνικό μοντέλο, βρέθηκε το κόστος εξυπηρέτησης του φορτίου του νησιού που προκύπτει από τις ΑΠΕ, την διασύνδεση και την τοπική παραγωγή. Εν τέλει συγκρίνοντας τα συνολικά κόστη και με βάση τους δείκτες LCOE που προκύπτουν γίνεται η επιλογή της πιο συμφέρουσας λύσης διασύνδεσης που εξυπηρετεί οικονομικότερα την ζήτηση του νησιού. Η εφαρμογή του παραπάνω μοντέλου έγινε για το νησιωτικό σύστημα της Κρήτης για περίοδο εξέτασης 20 χρόνων, συγκεκριμένα από 2020-2040 με βάση πραγματικά στοιχεία από τη Δ.Ε.Η. Εξετάστηκε πληθώρα σεναρίων διασύνδεσης σε σύγκριση με την αυτοδύναμη ανάπτυξη, τα αποτελέσματα των οποίων παρουσιάζονται αναλυτικά. Ακολούθησε διερεύνηση προς τα κύρια ερωτήματα που προέκυψαν, όπως την επίδραση των ΑΠΕ στο κόστος, την μέγιστη διείσδυσή τους στο νησί, την επιλογή μεταφορικής ικανότητας, την τάση λειτουργίας συνεχούς κλπ. Τέλος πραγματοποιήθηκε μελέτη ευαισθησίας τόσο ως προς την εξέλιξη της τιμής υγρών καυσίμων, της ΟΤΣ όσο και ως προς το φορτίο.