Το σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας (ΣΗΕ) της Κρήτης είναι το μεγαλύτερο αυτόνομο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας στην Ελλάδα και καταναλώνει περίπου το 5% της συνολικής ελληνικής ηλεκτρικής ζήτησης. Αποτελείται από τρεις μεγάλους συμβατικούς σταθμούς παραγωγής που συνδυάζονται με ένα μεγάλο αριθμό εγκαταστάσεων Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ). Οι αιολικές και φωτοβολταϊκές τεχνολογίες ΑΠΕ λαμβάνουν παραδοσιακά χώρα στην Κρήτη, εξαιτίας των ευνοϊκών, για εκείνων, συνθηκών που επικρατούν στο νησί, με σημαντική εξέλιξη τα τελευταία χρόνια. Η συμβολή τους στο σύνολο της παραγωγής είναι καθοριστική καθώς περιορίζουν τη λειτουργία των δαπανηρών συμβατικών μονάδων. Αξιοσημείωτη όμως είναι και η χρησιμότητα τους σε συστήματα αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς αποτελούν τις κύριες πηγές για την αποθήκευση ενέργειας σε μια τέτοια διάταξη.
Η εργασία αυτή μελετάει τη λειτουργία ενός υβριδικού συστήματος αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας με αντλησιοταμίευση, που πρόκειται να εγκατασταθεί στο δίκτυο της Κρήτης. Εξετάζει τη λειτουργία του σταθμού αυτού για διαφορετικά σενάρια ζήτησης και αιολικής παραγωγής, που αποτελεί την κύρια πηγή «φόρτισης» του, καθώς και τη συμπεριφορά του δικτύου της Κρήτης ύστερα από την εγκατάσταση του. Η προσομοίωση πραγματοποιήθηκε στο λογισμικό PowerWorld και διακρίθηκε σε δύο περιπτώσεις. Στην πρώτη περίπτωση προσομοιώθηκε το ΣΗΕ της Κρήτης, εξάγοντας σημαντικά αποτελέσματα σχετικά με τη λειτουργία του. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η ανάλυση αυτή πλησιάζει σε σημαντικό βαθμό την πραγματική λειτουργία του συστήματος. Ακολούθως, ενσωματώθηκε στο υπάρχον δίκτυο, με κατάλληλες ενέργειες, ο υβριδικός αντλησιοταμιευτικός σταθμός. Εξήχθησαν νέα αποτελέσματα τα οποία ήρθαν σε σύγκριση με εκείνα της αρχικής λειτουργίας του δικτύου. Ακόμη, έγινε μια επιπλέον θεώρηση, διαφοροποιώντας την τελευταία περίπτωση της εγκατάστασης του υβριδικού σταθμού. Ουσιαστικά αναπροσαρμόστηκε εν μέρει ο κανόνας της ένταξης των μονάδων, με στόχο την επιπλέον μείωση της παραγωγής από συμβατικές μονάδες.
Αναλυτικότερα, αρχικά παρουσιάζονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τη μελέτη του ΣΗΕ στην τωρινή κατάσταση του, ενώ στη συνέχεια αξιολογήθηκε η λειτουργία του υβριδικού σταθμού, αναλύοντας τα νέα αποτελέσματα. Η αξιολόγηση αυτή περιλαμβάνει τα οικονομικά οφέλη που είναι εφικτό να προσφέρει το συγκεκριμένο έργο, με τον περιορισμό της παραγωγής των συμβατικών μονάδων. Παρουσιάζονται επίσης τα αναμενόμενα αυξημένα επίπεδα αιολικής διείσδυσης, καθώς και ορισμένα σημαντικά συμπεράσματα που προκύπτουν για τις γραμμές μεταφοράς.
Τα αποτελέσματα που προέκυψαν ήταν ιδιαίτερα ικανοποιητικά, προσφέροντας σημαντικά πλεονεκτήματα στη λειτουργία του δικτύου. Με την εγκατάσταση του υβριδικού σταθμού, μπορούν να επιτευχθούν σημαντικά οικονομικά οφέλη στη λειτουργία του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας της Κρήτης, χωρίς να επηρεαστεί η ασφαλής λειτουργία του συστήματος.
(EL)
The Cretan power system is the largest autonomous power system in Greece and it consumes about 5% of the total Greek electricity demand. It consists of three conventional power stations combined with a large number of Renewable Energy Sources (RES). Wind and photovoltaic RES technologies traditionally take place in Crete, due to the favorable conditions prevailing on the island, with a significant development in recent years. Their contribution to the total system’s production is considerable, as they reduce the operation of costly conventional units. But their utility in electrical energy storage systems is also remarkable, as they can be the main source for stored energy in such a system.
This thesis studies the operation of a hybrid power storage system with pumped hydro storage, which is planned to be installed in the Cretan network. It examines the operation of this hybrid station for different scenarios of load demand and wind production, which is the main source of its "charging", as well as the behavior of the Cretan network after the Hybrid station installation. The simulation has been implemented in PowerWorld simulator software and was divided in two cases. In the first case, the Cretan Power System was simulated, giving important results on its operation. The results showed that this analysis is very close to the actual operation of the system. Subsequently, the hybrid power station was installed in the existing network, with appropriate actions. New results have been obtained compared to those of the initial network operation. Moreover, an additional endorsement was made, partially modifying the latter case, which considers the installation of the hybrid station. Substantially, the unit commitment rule was adjusted, for further reduce in thermal units production.
In more detail, the results of the study of the Cretan Power system with its current operation are presented initially, and then the operation of the hybrid station was evaluated, analyzing the new results. This evaluation includes the financial benefits that can be achieved with this project, by limiting the production of conventional units. It also shows the expected increased levels of wind penetration, as well as some important conclusions for transmission lines.
The results were particularly satisfactory, offering significant benefits regarding the operation of the network. With the inclusion of the hybrid station, significant financial benefits in Cretan power system operation can be achieved, without affecting the safe operation of the system.
(EN)
