Στις μέρες μας το ενεργειακό πρόβλημα αποτελεί ένα από τα σπουδαιότερα προβλήματα του πλανήτη, το οποίο μαζί με την ραγδαία κλιματική αλλαγή οδηγούν στην ανάγκη για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με όσο πιο οικονομικό αλλά και φιλικό προς το περιβάλλον τρόπο. Συνεπώς οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας και κυρίως η αιολική ενέργεια αποκτούν σπουδαίο ρόλο στο στόχο αυτό και αλλάζουν άρδην τόσο τον Ευρωπαϊκό όσο και τον Παγκόσμιο ενεργειακό χάρτη. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάμε μια διάταξη ανεμογεννήτριας, η οποία αποτελείται σε πρώτη φάση από μια επαγωγική μηχανή βραχυκυκλωμένου κλωβού (SCIG), από έναν μετατροπέα συχνότητας (back-to-back converter) και από ένα σε σειρά συνδεδεμένο τριφασικό R-L φίλτρο στην ac πλευρά μέχρι το ζυγό διασύνδεσης με το δίκτυο, ενώ στη συνέχεια προσθέτουμε, μετά το R-L φίλτρο, μια συστοιχία πυκνωτών συνδεδεμένων σε αστέρα, ένα τριφασικό R-L φορτίο στο ίδιο σημείο με τη συστοιχία πυκνωτών καθώς και τη γραμμή μεταφοράς για σύνδεση με το δίκτυο. Σκοπός λοιπόν αυτής της εργασίας είναι να μελετήσουμε το πλήρες σύστημα της ανεμογεννήτριας στο d-q στρεφόμενο σύστημα κάθετων αξόνων μέσω του μετασχηματισμού Park. Στη συνέχεια προχωρούμε στον υπολογισμό των εξισώσεων στο χώρο κατάστασης και τελικά προτείνουμε ένα σύστημα ελέγχου το οποίο βασίζεται στους PI ελεγκτές. Τέλος, προσομοιώνουμε το πλήρες σύστημα με το Simulink του MATLAB και στη συνέχεια παρουσιάζουμε τις αποκρίσεις των προσομοιώσεων και εξάγουμε συμπεράσματα. / Nowadays the energy problem is one of the most important global problems, which together with the rapid climate change lead to the need for power generation as more economical and environmentally friendly way. Therefore, the Renewable Energy Sources and especially wind power have a great role in this objective and radically change both the European and the global energy map. In this paper we study a wind turbine device, which consists at first of a squirrel cage induction generators (SCIG), a frequency converter (back-to-back converter) and an three-phase R-L filter on the grid side and then me add, after the filter, a capacitor bank connected in star, a three-phase R-L load at the same point with the capacitor banks and the transmission line for grid connection. Aim of this thesis is to study the complete wind turbine system in the d-q rotating vertical axes system through the Park transformation. Then we proceed to the calculation of the equations in state space and eventually propose a control system based on PI controllers. Finally, we simulate the complete system with the MATLAB/Simulink and then we present simulations of the responses and draw conclusions.

Η αντικεραυνική προστασία των αιολικών πάρκων αποτελεί ένα πρόβλημα με αρκετές ιδιαιτερότητες λόγω της μορφής και της τοποθέτησης αυτών των κατασκευών σε σημεία όπου είναι ευάλωτα σε κεραυνικά πλήγματα. Για αυτό τον λόγο, έχουν αναπτυχθεί διάφορες μέθοδοι για την προστασία των ανεμογεννητριών και διεξάγονται έρευνες για την αποτελεσματικότητα αυτών. Μία από τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται είναι και η διασύνδεση των πλεγμάτων γείωσης των ανεμογεννητριών. Αντικείμενο, λοιπόν, της παρούσης εργασίας είναι η εξομοίωση της μεταβατικής συμπεριφοράς ενός συστήματος γείωσης ενός αιολικού πάρκου το οποίο αποτελείται από τέσσερεις ανεμογεννήτριες. Τα πλέγματα γείωσης των ανεμογεννητριών συνδέονται μέσω αγωγών γείωσης, με σκοπό την καταγραφή της συμπεριφοράς της τάσης σε διάφορα σημεία των πλεγμάτων. Στη συνέχεια, πραγματοποιείται σύγκριση των κυματομορφών των τάσεων στα διάφορα σημεία καθώς και σύγκριση για διαφορετικές διεγέρσεις και τιμές της ειδικής αντίστασης του εδάφους, στο χώρο όπου τοποθετούνται οι γειωμένοι αγωγοί διασύνδεσης. Επίσης γίνεται σύγκριση της συμπεριφοράς του διασυνδεδεμένου μέσω αγωγών γείωσης συστήματος με ένα σύστημα στο οποίο η διασύνδεση των γεννητριών γίνεται μέσω αγωγών οι οποίοι ακουμπάνε στο έδαφος. Για την εξομοίωση των συστημάτων γείωσης, χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο της κυκλωματικής προσέγγισης σύμφωνα με το οποίο τα ηλεκτρόδια γείωσης παριστάνονται μέσω κατανεμημένων τμημάτων, τα οποία αποτελούνται από εν σειρά επαγωγές και αντιστάσεις, καθώς και εγκάρσιες αγωγιμότητες και χωρητικότητες. Το ισοδύναμο κύκλωμα δημιουργήθηκε στο πρόγραμμα εξομοίωσης ηλεκτρομαγνητικών φαινομένων EMTP και οι τιμές των διαφόρων μεγεθών υπολογίστηκαν με τη βοήθεια του Microsoft Excel. / Lightning protection of wind farms is a complex problem because of the shape and the placement of these structures in places where lightning strikes are very common. That's why many different methods for the protection of wind turbines have been developed and researches are done for their effectiveness. One of these methods uses the interconnection of the wind turbine's grounding grids for protection. In this thesis, a transient analysis of a grounding interconnected system of a wind farm, consisting of four wind turbines, is being conducted. The grounding grids of each wind turbine are interconnected through buried conductors for the recording of the voltage behaviour in different nodes of the grounding grids. Additionally, a comparison of the voltage waveforms in different nodes is being conducted, as well as a comparison for different injected currents and values of soil resistivity in the place where the interconnecting conductors are being placed. A comparison of the behaviour of an interconnected system using conductors placed on the ground is also being conducted. For the simulation of the grounding systems, the model of circuit approach was used. According to this, the grounding electrodes are modeled using series resistors and inductors and transverse conductivities and capacitancies. The equivalent circuit was created in the electromagnetic phenomena programm EMTP and the parameter values were calculated with the use of Microsoft Excel.

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη και προσομοίωση ενός τμήματος μιας ανεμογεννήτριας η οποία μελλοντικά θα συνδεθεί στο τριφασικό δίκτυο. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Συγκεκριμένα μελετήθηκε και προσομοιώθηκε μια σύγχρονη μηχανή μόνιμου μαγνήτη, η οποία θα αποτελέσει τη γεννήτρια της διάταξης, η οποία συνδέεται στην έξοδο με έναν τριφασικό μετατροπέα. Σκοπός του μετατροπέα είναι η μετατροπή της εναλλασσόμενης τάσης που δέχεται στην είσοδο του, και προέρχεται από την τάση εξ επαγωγής στο στάτη της μηχανής, σε μια συνεχή τάση στην έξοδο του μετατροπέα, δηλαδή πρόκειται για έναν ανορθωτή. Επιπλέον ο μετατροπέας αυτός είναι ένας μετατροπέας ανύψωσης της τάσης, δηλαδή ένας μετατροπέας τύπου boost. Η ανύψωση αυτή γίνεται έχοντας ως δεδομένο ότι ο απώτερος σκοπός μας είναι η σύνδεση της ανεμογεννήτριας στο δίκτυο των 220 V. Συγκεκριμένα η συνεχής τάση που θα μας δώσει ο ανορθωτής προορίζεται να μετατραπεί εκ νέου σε εναλλασσόμενη, από μια διάταξη αντιστροφέα, ώστε τελικά να προκύψει μια κατάλληλη τάση για σύνδεση της ανεμογεννήτριας στο δίκτυο. Ύστερα από μελέτη διαφόρων ανορθωτικών διατάξεων επιλέχθηκε να χρησιμοποιηθεί στην προσομοίωσή ο τριφασικός ανορθωτής ανύψωσης ενός διακοπτικού στοιχείου. Ο διακόπτης του ανορθωτή παλμοδοτήθηκε με την τεχνική της Διαμόρφωσης Εύρους των Παλμών (Pulse Width Modulation-P.W.M) ενώ ένας PI ελεγκτής χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να προσαρμοστεί η συνεχής τάση εξόδου του μετατροπέα στις απαιτήσεις του δικτύου. Η μηχανή που μελετήθηκε είναι μια σύγχρονη γεννήτρια μόνιμου μαγνήτη οχτώ πόλων, ονομαστικής ισχύος 660 W, ονομαστικής τάσης 48 V και ονομαστικής ταχύτητας 3000 rpm. Για την εξομοίωσή της χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό Οpera σε δύο διαστάσεις (2d). Στο περιβάλλον σχεδίασης κυκλωμάτων του ίδιου προγράμματος σχεδιάστηκε σε πρώτη φάση ο τριφασικός ανορθωτής και έτσι έγινε εξαγωγή των αποτελεσμάτων για το σύστημα ανοιχτού βρόχου. Στη συνέχεια έγινε διασύνδεση του λογισμικού Opera με το Simulink του Matlab ώστε να επιτευχθεί έλεγχος κλειστού βρόχου αλλά και εκ νέου εξαγωγή των αποτελεσμάτων ανοιχτού βρόχου, ενώ παράλληλα πραγματοποιήθηκε εξομοίωση του συστήματος μηχανής μετατροπέα εξ ολοκλήρου στο Simulink του Matlab με σκοπό την επιλογή των βέλτιστων παραμέτρων του PI ελεγκτή. / This thesis deals with the design and simulation of a section of a wind turbine which will in future be connected to the three-phase network. The thesis was accomplished in Electromechanical Energy Conversion Laboratory , Department of Electrical and Computer Engineering of the University of Patras. Specifically, it was studied and simulated a permanent magnet synchronous machine , which is connected to the output with a three-phase converter. The purpose of the converter is to convert the alternating voltage it receives at its entrance, and it comes from the induced voltage in the stator of the machine , into a constant output voltage. Furthermore, the converter’s purpose is to elevate the voltage as it is a boost converter. The voltage should be elevated because the ultimate goal is to connect the wind turbine to the grid of 220 V. Specifically, the dc output voltage of the rectifier, is intended to be converted back into the appropriate ac voltage in order to connect the wind turbine to the grid. Having studying various rectifier’s topologies, it had been chosen the three-phase single switch boost rectifier. The Pulse Width Modulation (PWM) was chosen for the rectifier’s switch and a PI controller was used to adjust the DC output voltage of the converter to the grid . The studied machine is a permanent magnet synchronous generator with eight poles , rated power 660 W, 48 V nominal voltage and rated speed of 3000 rpm. For the simulation, it was used Opera F.E.M. software in two dimensions (2d). In the same program’s design environment was designed the three-phase rectifier and the results for the open loop system were taken. Then, in order to achieve closed – loop control, the rectifier model was created in the “Matlab/Simulink” environment and the machine F.E.M. model was created in “Opera-2D” environment and they were combined into a composite model. By using this interface we managed to re export also results for the open loop system in order to compare the new results with the ones when only the Opera (machine-rectifier) model was used. Finally, the system machine – rectifier was simulated entirely in Simulink of Matlab in order to select the optimum parameters of the PI controller.

Στην παρούσα διπλωματική γίνεται ανάλυση και μοντελοποίηση ενός φωτοβολταϊκού και ενός αιολικού συστήματος συνδεμένα στο δίκτυο. Το φωτοβολταϊκό σύστημα θα αποτελείται απο 400 πλαίσια συνδεμένα μεταξύ τους, έναν μετατροπέα ανύψωσης της συνεχούς τάσης που βγάζουν τα φωτοβολταϊκά στην έξοδό τους και έναv αντιστροφέα που μετατρέπει την συνεχή τάση σε εναλλασσόμενη. Το αιολικό σύστημα αποτελείται απο μια ανεμογεννήτια, μια επαγωγική μηχανή διπλής τροφοδοσίας (DFIG), έναν ανορθωτή που μετατρέπει την εναλλασσόμενη τάση που δίνει στην έξοδό της η μηχανή σε συνεχή, και έναν αντιστροφέα που μετατρέπει την τελετυαια τάση σε εναλλασσόμενη. Στα συστήματα αυτά θα εφαρμόσουμε μια κατάλληλη στρατηγηκή ελέγχου, προκειμένου να έχουμε την μέγιστη παραγωγή ισχύος. Στο παραπάνω σύστημα θα αναλύσουμε θεωρητικά τη λειτουργία του και στη συνέχεια θα το προσωμοιώσουμε μέσω του Simulink του MATLAB. / This thesis is an analysis and modeling of a PV and a wind system connected to the network. The photovoltaic system consists of 400 panels connected together, a dc boost converter and an inverter. The wind system consists of a double fed induction generator (DFIG), a rectifier, and an inverter. These systems will implement the appropriate control in order to have the maximum power output. We will theoretically analyze the function of the above system and then the simulate it's operation through MATLAB's Simulink.

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την ανάλυση και τον σχεδιασμό έλεγχο ενεργού και αέργου ισχύος επαγωγικής γεννήτριας διπλής τροφοδοσίας (Doubly-Fed Induction Generator, DFIG), που χρησιμοποιείται σήμερα κατά κόρον σε συστήματα ανεμογεννητριών. Ο έλεγχος επιτυγχάνεται μέσω του διανυσματικού ελέγχου με προσανατολισμό στην τάση του δικτύου (Voltage-Oriented Control, VOC χρησιμοποιώντας αναλογικο-ολοκληρωτικούς (Proportional-Integral, PI) ελεγκτές, επιβάλλοντας με αυτόν τον τρόπο την επιθυμητή μεταβατική συμπεριφορά. / The following diploma thesis addresses the analysis and design of an active and reactive power control system for a Doubly-Fed Induction Generator (DFIG), vastly used in wind power systems. Control is being achieved under voltage orientation (Voltage-Oriented Control, VOC) and through the use of proportional-integral (PI) controllers, who impose the desirable transient behavior.

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη της λειτουργίας και τη δημιουργία ενός μικροδικτύου, στο χώρο του Κτηρίου Βαρέων Ηλεκτρολόγων του Πανεπιστημίου Πατρών. Επιπρόσθετα, πραγματεύεται την κατασκευή ενός εξομοιωτή φορτίου μιας απαιτητικής από άποψης ενέργειας κατοικίας. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Απώτερος σκοπός της εργασίας είναι η συνολική κατασκευή μίας διάταξης για την εξομοίωση της ενεργειακής ζήτησης μιας μονοκατοικίας. Η διάταξη, για την υλοποίηση του αυτοματισμού, διαθέτει έναν προγραμματιζόμενο λογικό ελεγκτή (ΠΛΕ). Ο προγραμματισμός του ΠΛΕ και η εξομοίωση της λειτουργίας των οικιακών συσκευών υπήρξε το κύριο αντικείμενο της παρούσας εργασίας. Μετά την ολοκλήρωσή της θα είναι δυνατή η σύνδεσή της σε ένα μικροδίκτυο με σκοπούς τη βελτιστοποίηση της απόδοσής του καθώς και τη μελέτη της συμπεριφοράς κατά τη λειτουργία του. Η εκπόνηση της εργασίας έγινε σε συνεργασία με τους συναδέλφους Ψαρά Βασίλειο και Μπιλιανό Σωτήριο. Αρχικά παρουσιάζεται το ενεργειακό πρόβλημα, το οποίο εκ φύσεως οδηγεί στην ανεύρεση νέων πηγών ενέργειας. Εν συνεχεία αναφέρονται τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας καθώς και η παρούσα κατάσταση όσον αφορά τη χρησιμοποίησή τους. Εν συνεχεία παραθέτουμε τον ορισμό καθώς και τις συνήθεις συνιστώσες ενός μικροδικτύου, αναλύοντας θεωρητικά τις κυριότερες μονάδες παραγωγής, μετατροπής και αποθήκευσης ενέργειας. Επίσης, παραθέτουμε μια καταγραφή καθώς και μια ανάλυση όλων των εμπλεκομένων μονάδων του υπάρχοντος μικροδικτύου. Με σκοπό τη μελέτη της λειτουργίας του, την αξιολόγηση των δυνατοτήτων του και την εκτίμηση της παρούσας κατάστασής του, παρουσιάζονται μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν με διάφορα φορτία και εξάγονται κάποια σημαντικά συμπεράσματα. Στη συνέχεια, παραθέτουμε το προφίλ (κατανομή μέσα στην ημέρα) και το μέγεθος μιας τυπικής ηλεκτρικής ενεργειακής κατανάλωσης, μιας μονοκατοικίας. Έχοντας την τυπική οικιακή κατανάλωση ως δεδομένο, έγινε η επιλογή του τρόπου εξομοίωσής της σε εργαστηριακό περιβάλλον, χρησιμοποιώντας κατάλληλα παθητικά στοιχεία R-L. Τέλος, παρουσιάζουμε την ενεργειακή κατανάλωση του εξομοιωτή, για μια ολόκληρη εβδομάδα, όπως αυτή καταγράφηκε, κατά τη σύνδεσή του στο δημόσιο δίκτυο και εξάγουμε συμπεράσματα για τη λειτουργία του. / The current thesis deals with the study of the operation, as well as the construction of a typical microgrid. Furthermore, the thesis deals with the construction of a resistive-inductive load that emulates the energy consumption of a household. This thesis was conducted in the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion, Department of Electrical and Computer Engineering School of Engineering, University of Patras. The outer purpose of this study is the construction a resistive-inductive load that simulates the energy consumption of a household. The device uses a programmable logic controller (PLC) in order to implement the necessary automation. The main subject of this current thesis was the programming of the PLC and the emulation of the daily operation of electrical devices of a household. Once completed, it will be possible to connect this load emulator to a microgrid so as to optimize its performance and study its operational behavior. This whole thesis was fulfilled through continuous cooperation with colleagues Mpilianos Sotirios and Psaras Vasileios. Initially, the energy problem is presented, a fact that naturally leads to the finding of new energy sources. In addition, the advantages and disadvantages of renewable energy sources are discussed as well as the current state regarding their utilization. Afterwards, the definition and the common components of a microgrid are presented through theoretical analysis of all the related units (energy production, conversion and storage units). Moreover, every installed unit of an existing microgrid in the laboratory is mentioned and analyzed. Aiming to study its operation, evaluate its capabilities and estimate its present state, measurements with varying loads are cited. . The profile and size of a typical energy consumption of a household are presented. Given that, the final choice of the emulation method in laboratory environment was made, using appropriate passive elements (resistors, inductors). Finally, the energy consumption of the load emulator is presented, as it was recorded through the connection to the utility grid, and certain conclusions concerning its operation are made.

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη μίας διάταξης ανεμογεννήτριας 1kW με σύγχρονη μηχανή μόνιμων μαγνητών και με ανορθωτική γέφυρα διόδων στην έξοδό της, καθώς και τη διασύνδεση αυτής με το εναλλασσόμενο δίκτυο χαμηλής τάσης. Επιπρόσθετα, πραγματεύεται την κατασκευή του μονοφασικού αντιστροφέα που ενσωματώνεται στην εν λόγω τοπολογία. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Απώτερος σκοπός είναι η συνολική κατασκευή μίας διάταξης δύο βαθμίδων για τη διασύνδεση της ανεμογεννήτριας με το δίκτυο χαμηλής τάσης. Οι διατάξεις αυτές περιλαμβάνουν μια πρώτη βαθμίδα ανύψωσης της τάσης της ανεμογεννήτριας μέσω της οποίας εκτελείται ένας αλγόριθμος εύρεσης του σημείου μέγιστης ισχύος της ανεμογεννήτριας (MPPT) και μια δεύτερη βαθμίδα που μετατρέπει τη συνεχή τάση σε εναλλασσόμενη (αντιστροφέας) και διατηρεί σταθερή την τάση στον πυκνωτή διασύνδεσης που παρεμβάλλεται μεταξύ των δύο βαθμίδων με έλεγχο της ενεργού ισχύος που εγχέει στο δίκτυο, ενώ παράλληλα παράγει ρεύμα συμφασικό με την τάση του δικτύου (μοναδιαίος συντελεστής ισχύος). Αυτός ο αντιστροφέας αποτελεί και ένα το κύριο αντικείμενο μελέτης και κατασκευής της παρούσας διπλωματικής εργασίας. Αρχικά παρουσιάζονται τα πλεονεκτήματα και οι δυσκολίες στην εκμετάλλευση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και ιδιαίτερα της αιολικής, αναλύονται οι προοπτικές σήμερα, ενώ παρατίθενται και συγκρίνονται οι τεχνολογίες διασύνδεσης ανεμογεννητριών στο δίκτυο χαμηλής, μέσης και υψηλής τάσης στοχεύοντας στο να δοθεί στον αναγνώστη μια σφαιρική άποψη του υπό μελέτη θέματος. Στη συνέχεια παραθέτουμε μια θεωρητική ανάλυση όλων των εμπλεκομένων μονάδων της τοπολογίας. Ιδιαίτερη βαρύτητα δίνεται στην ανάλυση της λειτουργίας του μονοφασικού αντιστροφέα και κυρίως στη μέθοδο παλμοδότησης, που είναι γνωστή υπό τον όρο “Ημιτονοειδής Διαμόρφωση του Εύρους Παλμών” (SPWM). Επόμενο βήμα αποτέλεσε η διαστασιολόγηση ολόκληρου του υπό μελέτη συστήματος, η μελέτη διαφόρων μεθόδων ελέγχου της ροής ισχύος του αντιστροφέα και η μετέπειτα προσομοίωση του μονοφασικού αντιστροφέα και των μεθόδων ελέγχου που μελετήθηκαν. Τέλος αναλύουμε τα τεχνικά χαρακτηριστικά του αντιστροφέα που κατασκευάστηκε, καθώς και των κυκλωμάτων από τα οποία αποτελείται και περιγράφουμε τη διαδικασία παραγωγής του κώδικα προγραμματισμού του μικροελεγκτή καθώς και των τεχνικών που χρησιμοποιήσαμε για τη ρύθμιση των παλμών. Παράλληλα παραθέτουμε παλμογραφήματα και μετρήσεις που προέκυψαν από τα πειράματα που διενεργήσαμε μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής σε εργαστηριακό περιβάλλον. / This diploma thesis has to do with the study and the construction of a single phase inverter for the interconnection of a 1kW wind power generator with the low voltage grid. This research was conducted in the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion, in the Department of Electrical and Computer Engineering, of the University of Patras. The ultimate aim of this work is the construction of an inverter in order to interconnect the wind turbine with the low voltage power grid with control of active power injected into the grid and generating current, in phase to the grid voltage (unity power factor). Initially, the advantages and challenges in exploiting the renewable energy sources, especially wind power, are analyzed; and today’s perspectives are seen as well. We also present technologies of interconnecting wind turbine technologies to the high, medium and low voltage grid, aiming to provide a complete presentation of the studied subject. We then present a theoretical analysis of all the topology units involved. Particular emphasis is given on the analysis of the inverter operation and especially on the single-phase pulse width modulation method, also known as SPWM. The next step was the sizing of the entire system, the study of different methods to control the flow of the inverter’s power and the subsequent simulation of the single-phase inverter and the control methods that were studied. We conclude by analyzing the technical characteristics of the inverter constructed, and the circuits that consist it and describe the logic of the flowchart of the microcontroller programming code and the techniques used to set the pulses. The final stage is the conduction of experiments with the construction in the lab and the writing of the results.

Διάφοροι τύποι αιολικών συστημάτων . Έμφαση σε αιολικά συστήματα με ανεμογεννήτριες μεταβλητής ταχύτητας και κυρίως στην επαγωγική μαχανή διπλής τροφοδοσίας . Περιγραφή του ηλεκτρονικού μετατροπέα που χρησιμοποιείται σε αυτού του είδους το σύστημα . Έλεγχος της ισχύος και προσομοίωση για δύο τύπους ελεγκτών , PI και RST . Σύγκριση των αποκρίσεων . Απόκριση PI ελεγκτή για διάφορα κέρδη . / Different types of wind energy systems . Wind energy systems with variable speed wind turbines are studied . The doubly fed induction generator . Description of the power electronic converter which is used . Power control for two regulator types , PI and RST . We compare the dynamic performances . Dynamic performance for different values of the PI regulator parameters .

Η παρούσα εργασία πραγματεύεται την ανάλυση και τον έλεγχο της διπλά τροφοδοτούμενης επαγωγικής μηχανής (DFIG) που χρησιμοποιείται σε συστήματα ανεμογεννητριών. Στα πρώτα κεφάλαια θα αναφερθούν κάποια στοιχεία απαραίτητα για την κατανόηση του αντικειμένου και των προβλημάτων του και ακολουθεί η ενασχόληση με την επαγωγική γεννήτρια διπλής τροφοδοσίας. Αφού αναλυθεί η μηχανή εξάγονται οι εξισώσεις λειτουργίας αυτής και του μετατροπέα και, τέλος, εφαρμόζονται οι απαραίτητοι έλεγχοι για την επίτευξη της επιθυμητής συμπεριφοράς της μηχανής σε διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας. / The present thesis is about analysis and control of a double-fed generator for wind generators.

- / -