Προσομοίωση ημερήσιας λειτουργίας ενός ΣΗΕ επι μακέτας.

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι ο προγραμματισμός μίας υφιστάμενης μακέτας ενός επαρχιακού μικροδικτύου (χωριού), έτσι ώστε να είναι δυνατή η προσομοίωση και η παρουσίαση μιας ημερήσιας λειτουργίας του. Ο προγραμματισμός έγινε στην πλακέτα arduino όπου με την σειρά του θα ελέγχει τον timer που θα δείχνει τις 24 ώρες μιας μέρας σε 24 λεπτά, τις LCD όπου ανά ώρα (α) η πρώτη θα δείχνει την παραγωγή από ΑΠΕ (ανεμογεννήτριες και φωτοβολταϊκά) την αντίστοιχη κατανάλωση του χωριού και (β) η δεύτερη την επιμέρους παραγωγή των ανεμογεννητριών, φωτοβολταϊκών, γεννητριών και της αντίστοιχης αλληλεπίδρασης με το δίκτυο. Επιπρόσθετα, η πλακέτα arduino θα ενεργοποιεί τα LEDs που έχουν προστεθεί στην μακέτα, τα οποία θα ανάβουν συγκεκριμένες ώρες προσομοιώνοντας τις ημερήσιες μεταβολές, καθώς και τις αντίστοιχες διατάξεις του εν λόγω μικροδικτύου. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στα μικροδίκτυα, στην έννοια των έξυπνων δικτύων και τον έλεγχο τους με τα συστήματα συλλογής δεδομένων και εποπτικού ελέγχου (SCADA), παρουσιάζονται μερικές εμπορικές εφαρμογές των συστημάτων αυτών στην βιομηχανία αλλά και ειδικότερα στα μικροδίκτυα. Δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στην αρχιτεκτονική των έξυπνων δικτύων και μια περιγραφή των χαρακτηριστικών τους. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται το μονογραμμικό σχέδιο του εργαστηριακού μοντέλου και τα χαρακτηριστικά των Α.Π.Ε και γεννητριών με τα αντίστοιχα ημερήσια διαγράμματά λειτουργία τους. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύεται ο μικροελεγκτής arduino με τον οποίο γίνεται ο έλεγχος του εργαστηριακού μοντέλου. Αναφέρονται τα πλεονεκτήματα του μικροελεγκτή και αρκετές σημαντικές εντολές για τη γλώσσα του προγραμματισμού του, καθώς και τα πιο σημαντικά υλικά που χρησιμοποιήθηκαν μαζί με την συνδεσμολογία τους.

The purpose of this paper is to program an existing model of a provincial microgrid (village) so that it can simulate and present its daily operation. Programming was done on the arduino board, which in turn will control the timer who will show the 24 hours of a day in 24 minutes, the LCD where per hour (a) the first one will show the production from RES (wind turbines and photovoltaics) the corresponding Consumption of the village and (b) the second the individual production of wind turbines, photovoltaics, generators and the corresponding interaction with the grid. Additionally, the arduino board will trigger the added LEDs of the model, which will light up specific hours simulating daily changes, as well as the corresponding provisions of that microgrid. The first chapter is made an introduction to microgrids, the concept of smart grids and their control over SCADA, some commercial applications of these systems are presented in industry and more specifically in microgrids. Special emphasis is placed on the architecture of smart grids and a description of their features. In the second chapter we present the monolar design of the laboratory model and the characteristics of RES and generators with their respective daily diagrams. The third chapter analyzes the arduino microcontroller with which the laboratory model is tested. The advantages of the microcontroller and several important commands for the programming language, as well as the most important materials used together with their connection, are mentioned.