Βέλτιστη προληπτική λειτουργία μικροδικτύου για την ενίσχυση της ανθεκτικότητάς του έναντι πλημμυρών - Κοσμά, Στέφανος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος, 2018)
Οι φυσικές καταστροφές αποτελούν μία από τις μεγαλύτερες απειλές των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Είναι ικανές να προκαλέσουν σημαντικές βλάβες στο σύστημα, με πιθανότητα διακοπής της λειτουργίας του για μεγάλο χρονικό διάστημα, με σημαντικές επιπτώσεις τόσο σε οικονομικό όσο και σε κοινωνικό επίπεδο. Ως φυσικές καταστροφές χαρακτηρίζονται τα γεωλογικά και μετεωρολογικά φαινόμενα, όπως τα ακραία καιρικά γεγονότα, οι πλημμύρες, οι σεισμοί και οι πυρκαγιές. Ως εκ τούτου, απαιτείται η ενίσχυση της ανθεκτικότητας του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας ώστε να αντιμετωπίζει γεγονότα μικρής πιθανότητας, αλλά με μεγάλο αντίκτυπο (high-impact low-probability events), να ανακάμπτει ταχέως μετά την εμφάνιση τέτοιων γεγονότων, καθώς και να προσαρμόζει την λειτουργία του και τη δομή του, ώστε να αντιμετωπίσει και να μετριάσει τις επιπτώσεις παρόμοιων γεγονότων στο μέλλον. Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως στόχο την ενίσχυση της ανθεκτικότητας ενός μικροδικτύου έναντι πλημμύρας, εφαρμόζοντας προληπτικά μέτρα, με στόχο την ελαχιστοποίηση της αποκοπής φορτίου υπό τους οικονομικότερους όρους. Τα προληπτικά μέτρα εφαρμόζονται πριν από την εκδήλωση της πλημμύρας και στοχεύουν στην ενίσχυση της ανθεκτικότητας του μικροδικτύου εντός του επόμενου εικοσιτετράωρου. Η προτεινόμενη μέθοδος εφαρμόστηκε στο πρότυπο δίκτυο 33 ζυγών της IEEE, προκειμένου να εκτιμηθεί η αποδοτικότητα της. Αρχικά πραγματοποιήθηκε η μαθηματική μοντελοποίηση της βέλτιστης λειτουργίας του μικροδικτύου με στόχο την ενίσχυση της ανθεκτικότητας του. Η επίλυση της βελτιστοποίησης πραγματοποιήθηκε με την βοήθεια του πακέτου YALMIP, όπου αποτελεί μία εργαλειοθήκη μοντελοποίησης και βελτιστοποίησης και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιβάλλον MATLAB. Ως προληπτικά μέτρα εξετάστηκαν η ελεγχόμενη δημιουργία νησίδων εντός του μικροδικτύου, θέτοντας εκτός λειτουργίας τις κρίσιμες γραμμές και κατανέμοντας κατάλληλα την παραγωγή των ελεγχόμενων μονάδων και συνεισφορά της αλλαγής τοπολογίας. Ως κρίσιμες γραμμές χαρακτηρίζονται οι γραμμές με πιθανότητα κατάρρευσης άνω ενός προκαθορισμένου ορίου. Οι πιθανότητες κατάρρευσης των γραμμών λαμβάνονται από τις καμπύλες ευθραυστότητας. Τα προληπτικά μέτρα πρέπει να εφαρμόζονται πριν την εκδήλωση της πλημμύρας, και επομένως απαιτείται η ταχύτατη επίλυση του προβλήματος. Για το λόγο αυτό, γραμμικοποίούνται οι μη γραμμικοί περιορισμοί του προβλήματος, ώστε να μειωθεί η πολυπλοκότητα και ο χρόνος επίλυσης του. Στη συνέχεια, η αποδοτικότητα της μεθόδου εξετάστηκε με την χρήση της μεθόδου Monte Carlo. Τα αποτελέσματα αποδεικνύουν την συνεισφορά της προτεινόμενης μεθόδου στην ενίσχυση της ανθεκτικότητας του μικροδικτύου έναντι των πλημμυρών. Επίσης, πραγματοποιείται ανάλυση για την επιλογή της κατάλληλης γραμμικής προσέγγισης με κριτήρια το χρόνο και την ακρίβεια επίλυσης του προβλήματος.