ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑ ΚΑΙ ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ ΔΙΑΝΟΜΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΜΕ ΥΨΗΛΗ ΔΙΕΙΣΔΥΣΗ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΕΥΦΥΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΜΙΚΡΟΔΙΚΤΥΩΝ - Στημονιάρης, Δημήτριος (Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών, 2016)
Η αυξανόμενη διείσδυση των Ανανεώσιμων Πηγών ηλεκτρικής Ενέργειας (ΑΠΕ) στο δίκτυο διανομής ηλεκτρικής ενέργειας, αν και επιβεβλημένη, δημιουργεί προβλήματα στο δίκτυο. Σημαντικό ρόλο στο μελλοντικό δίκτυο θα παίξει το μικροδίκτυο, που μπορεί να οριστεί ως ένα δίκτυο διανομής που περιλαμβάνει μονάδες διανεμημένης παραγωγής, μονάδες αποθήκευσης και ελεγχόμενα φορτία και που ρυθμίζει την τάση, τη συχνότητα, την εσωτερική ροή ισχύος αυτόνομα. Κατά την εκπόνηση της παρούσας διδακτορικής διατριβής, προτάθηκε μια τοπολογία ευφυούς δικτύου διανομής ηλεκτρικής ενέργειας, οι δομικές της μονάδες και ο αντίστοιχος αλγόριθμος ελέγχου, ενώ στόχος της είναι να αναδειχθούν τα πλεονεκτήματά της έναντι άλλων. Στη συνέχεια της διατριβής, πραγματοποιήθηκαν οι απαραίτητες τροποποιήσεις των υποδομών και του αναπτυχθέντος αλγορίθμου της προτεινόμενης τοπολογίας ώστε αυτή να καταστεί διαδραστική με υπάρχουσες τεχνολογίες αυτομάτου ελέγχου κτιρίων (ΚΝΧ). Η εφαρμογή τους σε πειραματικό επίπεδο καταδεικνύει την αύξηση της αξιοπιστίας παροχής ηλεκτρικής ενέργειας που μπορεί να προσδώσει η ενσωμάτωση τέτοιων τεχνολογιών διαχείρισης της ζήτησης (demand-side management). Ακολούθως, δοκιμάστηκε ο έλεγχος του έξυπνου δικτύου με έναν αλγόριθμο που εφαρμόζει κατάλληλα μοντέλα πρόβλεψης όπως οι ασαφείς γνωστικοί χάρτες (Fuzzy Cognitive Maps). Τέλος, για να δοκιμαστεί η επεκτασιμότητα του προτεινόμενου μοντέλου ελέγχου μικροδικτύων αλλά και για να δημιουργηθεί το εργαλείο όπου θα δοκιμαστεί η λειτουργικότητα και αξιοπιστία λειτουργίας του αλγορίθμου ελέγχου με ασαφή γνωστικά δίκτυα, κρίθηκε απαραίτητη η προσομοίωση του πειραματικού μικροδικτύου. Η συνεισφορά και τα πρωτότυπα θέματα της διδακτορικής διατριβής είναι η ανάπτυξη μίας νέας και πιο αποτελεσματικής μεθόδου προσδιορισμού του επιπέδου φόρτισης των μπαταριών (State of Charge-SoC), με την εισαγωγή του νέου όρου pseudo-SoC. Με τη νέα μέθοδο, αποφεύγεται η λανθασμένη εκτίμηση του SoC από τις έως τώρα δημοσιευθείσες μεθόδους σε περιπτώσεις βαθιάς εκφόρτισης συστοιχιών και η επακόλουθη μη-αναγκαία απόρριψη φορτίων, η ανάπτυξη μιας νέας μεθόδου ελέγχου της ενεργού ισχύος εξόδου Φ/Β συστημάτων, που συνίσταται στην τοποθέτηση ρελέ επιλεκτικά στις συστοιχίες τους και τον έλεγχο των ρελέ από τον αναπτυχθέντα επαναληπτικό αλγόριθμο ελέγχου σε περιβάλλον MATLAB, η ανάπτυξη μιας νέας τεχνικής ελέγχου αυτοματισμών εξοικονόμησης ενέργειας σε κτίρια τύπου bus (KNX) από συστήματα ελέγχου μικροδικτύων τύπου SCADA (LabVIEW - MATLAB), η ανάπτυξη μιας νέας μεθόδου ελέγχου μικροδικτύων με τη χρήση ασαφών γνωστικών χαρτών που στοχεύει στην πρόβλεψη ζήτησης ενέργειας, η ανάπτυξη ενός νέου μοντέλου προσομοίωσης ευφυών δικτύων διανομής, το οποίο είναι επεκτάσιμο και μπορεί να μελετήσει όλες τις επιπτώσεις της διείσδυσης των ΑΠΕ, των ηλεκτρικών οχημάτων, κτλ στα δίκτυα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας και να προτείνει λύσεις για τη διαχείριση και τον έλεγχό τους. Με τις αναπτυχθείσες μεθόδους αναμένεται να βελτιωθεί η στάθμη αξιοπιστίας παροχής ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς και η δυνατότητά του μικροδικτύου να εξασφαλίζει στις μονάδες διανεμημένης παραγωγής και στην πλευρά της ζήτησης την παροχή επικουρικών υπηρεσιών.