Η παρούσα διπλωματική εργασία εκπονήθηκε με σκοπό την δημιουργία ενός μοντέλου του Εθνικού Διασυνδεδεμένου Συστήματος Μεταφοράς για το έτος 2015, στο οποίο θα συμπεριλαμβάνονται όλες οι μονάδες Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας που γνωρίζομε ή υποθέτουμε ότι θα ενταχθούν στο Σύστημα μέχρι το 2015. Οι υποθέσεις αυτές έγιναν σύμφωνα με τα στοιχεία της ΜΑΣΜ 2010-2014 (όπου αναφέρονται αναλυτικά οι μονάδες παραγωγής ενέργειας συμβατικές και μη, που θα συνδεθούν ή θα αποσυρθούν από το Σύστημα), τις προβλέψεις του Εθνικού Σχεδίου Δράσης για τις ΑΠΕ (ΕΣΔ/ΑΠΕ), την σχετική μελέτη που πραγματοποιήθηκε στο Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΚΑΠΕ), καθώς από την Ρυθμιστική Αρχή Ενέργειας (ΡΑΕ) από την οποία γνωρίζουμε ποιες μονάδες βρίσκονται στο στάδιο της αδειοδοτικής διαδικασίας και επομένως η ένταξή τους στο Σύστημα είναι πολύ πιθανό να πραγματοποιηθεί στα προσεχή έτη. Η επιλογή του έτους 2015 για την μελέτη έγινε επειδή τα διαθέσιμα μέχρι σήμερα στοιχεία επιτρέπουν πιο ασφαλείς προβλέψεις για την διαμόρφωση του ηλεκτρικού Συστήματος Μεταφοράς. Παρόλο που ο τελικός στόχος από την Ευρωπαϊκή Ένωση τέθηκε για το 2020, μια απευθείας μελέτη διαμόρφωσης του Συστήματος για τότε θα ήταν επισφαλής, καθώς, όπως προαναφέρθηκε, δεν υπάρχει η απαιτούμενη πληροφορία. Άλλωστε το 2015 θα μπορούσε να θεωρηθεί ένας βασικός σταθμός καθώς θα αποτελέσει την βάση για την επίτευξη του στόχου που έχει τεθεί για το 2020. Πιο αναλυτικά η διπλωματική αυτή εργασία χωρίζεται στις παρακάτω ενότητες: ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1Ο: ΘΕΩΡΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Στο κεφάλαιο αυτό στην πρώτη ενότητα αρχικά γίνεται αναφορά στην Ανάλυση Ροής Φορτίου και στο πόσο σημαντικό ρόλο έχει η ανάλυση αυτή για την σωστή σχεδίαση και λειτουργία του ηλεκτρικού Συστήματος. Στη συνέχεια γίνεται η μαθηματική περιγραφή του προβλήματος της ανάλυσης ροής φορτίου καθώς και μια εκτενής αναφορά για τις παραδοχές και τις προϋποθέσεις που πρέπει να τηρηθούν ώστε τελικά να δουλέψει σωστά το Σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας που πρόκειται να σχεδιαστεί. Τέλος γίνεται μια μικρή αναφορά στις αριθμητικές μεθόδους που θα χρησιμοποιηθούν ώστε να πραγματοποιηθεί η επίλυση των εξισώσεων που προέκυψαν από την ανάλυση ροής φορτίου. Στην επόμενη ενότητα του ίδιου κεφαλαίου παρουσιάζονται τα στοιχεία του Συστήματος (π.χ. ζυγοί, κυκλώματα, μηχανές, φορτία κλπ.) που περιλαμβάνονται στην βάση δεδομένων του υπολογιστικού προγράμματος που θα χρησιμοποιηθεί για την επίλυση των εξισώσεων της ανάλυσης ροής φορτίου. Στην τελευταία ενότητα αυτού του κεφαλαίου γίνεται μια μικρή παρουσίαση του προγράμματος PSS/E, που είναι και το υπολογιστικό πρόγραμμα που χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα εργασία για την επίλυση του Συστήματος. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2Ο: ΕΘΝΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ ΔΡΑΣΗΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΑΠΕ ΚΑΙ ΟΙ ΣΤΟΧΟΙ ΜΕΧΡΙ ΤΟ 2020 Στην πρώτη ενότητα αυτού του κεφαλαίου παρουσιάζεται ποιο είναι το σχέδιο δράσης για τις ΑΠΕ που αφορά την χώρα μας. Στην επόμενη ενότητα αυτού του κεφαλαίου, γίνεται μια αναφορά στις προϋποθέσεις ώστε να επιτευχθούν οι στόχοι που θέτει το εθνικό σχέδιο δράσης για τις ΑΠΕ. Τέλος στην τρίτη ενότητα παρουσιάζονται αναλυτικά οι στόχοι διείσδυσης των ΑΠΕ από το 2010 έως το 2020. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3Ο: ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΔΙΑΣΥΝΔΕΔΕΜΕΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ Στην πρώτη ενότητα του κεφαλαίου γίνεται μια αναλυτική περιγραφή του υφιστάμενου Συστήματος Μεταφοράς της χώρας. Στην δεύτερη ενότητα γίνεται αναφορά στην δυνατότητα του ηλεκτρικού δικτύου της χώρας να απορροφήσει την παραγωγή των σταθμών ΑΠΕ που πρόκειται να συνδεθούν σε αυτό. Επιπλέον γίνεται αναφορά στην διαδικασία αδειοδότησης και καθώς και στις υπόλοιπες προϋποθέσεις για την διείσδυση των ΑΠΕ στο Σύστημα. Τέλος στην τρίτη ενότητα γίνεται εφαρμογή του σχεδίου δράσης για τις ΑΠΕ στο έτος 2015, που αποτελεί και το έτος μελέτης της παρούσας εργασίας. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4Ο: ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΤΟΥ ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΔΙΑΣΥΝΔΕΔΕΜΕΝΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΓΙΑ ΤΟ 2015 Αρχικά στην πρώτη ενότητα παρουσιάζεται η κατανομή φορτίου στους υποσταθμούς του Συστήματος για το 2015. Στη συνέχεια (δεύτερη ενότητα), γίνεται λεπτομερής περιγραφή του Εθνικού Διασυνδεδεμένου Συστήματος Μεταφοράς (ΕΔΣΜ), όπως διαμορφώθηκε για το έτος μελέτης της εργασίας. Τέλος στην τρίτη ενότητα, φαίνεται η μελέτη του μοντέλου του Συστήματος, όπως διαμορφώθηκε για το έτος 2015, για τρία διαφορετικά ακραία σενάρια λειτουργίας. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5Ο: ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ Στην πρώτη ενότητα αυτού του κεφαλαίου αναφέρονται τα γενικά συμπεράσματα που προέκυψαν από την προηγηθείσα μελέτη. Στην επόμενη ενότητα, γίνεται αναλυτική παρουσίαση των αποτελεσμάτων στης ανάλυσης ροής φορτίου για κάθε ένα από τα τρία σενάρια που μελετήθηκαν. Ενώ στην τελευταία ενότητα, γίνεται αναφορά στις προοπτικές ανάπτυξης και διαμόρφωσης του Συστήματος για το 2020, βασιζόμενοι στα αποτελέσματα που προέκυψαν από την διαμόρφωση του δικτύου για το 2015. / This thesis, entitled "Study for the development of an electric energy transmission network which incorporates Renewable Energy Sources", was conducted in order to create a model of the National Interconnected Electric Energy Transmission System, which will include all the renewable energy system units that are already known or assumed to join the system by 2015. These assumptions were made according to the data provided by the TSDS 2010-2014 (offering a detailed plan of the all the power plant units, conventional or not, which will be connected to or removed from the system), the provisions of the National Action Plan for Renewable Energy Sources (EA / RES) , the related study conducted at the Centre for Renewable Energy Sources (CRES), and the data of the Regulatory Authority for Energy (RAE), which indicated the units that are under the licensing process and therefore they are likely to be connected to the system in the years to come. Choosing the year 2015 for the study is based on the fact that the available data nowadays allows for more accurate predictions about the configuration of the electric transmission system in two years period. Although the European Union set the ultimate goal for 2020, a direct study of the system configuration at that time would be risky, since, as mentioned above, the required information is not available. Besides that, the year 2015 could be considered a basic year as it will form the basis for achieving the target set for 2020. This thesis is divided into the following sections: CHAPTER 1: SYSTEMS THEORY OF ELECTRICITY In this chapter the first section refers to Load Flow Analysis and how important this analysis is for the proper design and operation of electrical systems. Afterwards, a mathematical description of the problem of load flow analysis is presented along with a comprehensive analysis of all the assumptions and conditions that must be met, in order to guarantee that power system to be designed will finally work properly. The numerical methods used to solve the equations resulting from the load flow analysis are described briefly. The second section of this chapter contains the system components (eg. scales, circuits, machines, loads, etc.) that are included in the database of the computer program which will be used to solve the equations of the load flow analysis. The last section of this chapter is a short presentation of the PSS / E program, which is the computer program used in this thesis in order to solve the problems stated. CHAPTER 2:NATIONAL ACTION PLAN FOR RES AND GOALS SET BY 2020The first section of this chapter is a thorough description of the action plan for Renewable Energy Sources in our country. The next section of this chapter refers to the conditions that should be met in order to achieve the targets set by the National Action Plan for RES. Finally, in the third section the objectives of the adoption of the RES from 2010 to 2020 are discussed. CHAPTER 3: GREEK INTERCONNECTED TRANSFER SYSTEM The first section of this chapter is a detailed description of the existing electric energy transportation system of our country. In the second part we examine the ability of the existing electric energy network to absorb the production of the RES plants that will be to be connected to it. Furthermore, a presentation of the licensing process and all the other requirements for the adoption of RES in the existing system is provided. In the third section the implementation of the Action Plan for RES in 2015, which is the year that we examine in this thesis, is attempted. CHAPTER 4: DEVELOPMENT OF THE GREEK INTERCONNECTED ELECTRIC ENERGY TRANSFER SYSTEM FOR 2015 Initially how the load will be distributed to the system’s substation in 2015 is described in the first section. The second section is a detailed description of the National Interconnected Transmission System (EDSM) which was designed in this thesis for 2015. Finally, assuming three different extreme scenarios for the system operation an analysis of the designed model for the system, as described in the second section, is presented. CHAPTER 5: CONCLUSIONS AND PROSPECTS The first section of this chapter summarizes all the general conclusions drawn from the study conducted in this thesis. In the next section, there is a detailed presentation of the results extracted by the load flow analysis conducted for each of the three scenarios examined in the third section of Chapter 4. The last section discusses prospects for the growth and the development of the system for 2020, based on the results extracted from the network configuration that was done for 2015.This thesis was conducted by the student of Electical and Computer Engineering Department, University of Patras, Melaniti Maria-Anthia with the help of Dr. Sakellaridis Nicholas employee to CRES.

Σε αυτή τη διπλωματική εργασία γίνεται μελέτη του δικτύου διανομής και των σφαλμάτων που συμβαίνουν στις γραμμές μεταφοράς. Τα σφάλματα αναφέρονται σε ένα χρονικό διάστημα 15 ετών, από το 1989 ως το 2003 και καλύπτουν 35 γραμμές της Δυτικής Ελλάδας. Στη συνέχεια γίνεται επεξεργασία των δεδομένων και ταξινόμηση τους, ανάλογα με το έτος, την γραμμή μεταφοράς και το αίτιο που προκάλεσε το σφάλμα. Αναλυτικότερα, στο 1ο κεφάλαιο της διπλωματικής εργασίας γίνεται: - γενική ανάλυση των στοιχείων μιας γραμμής μεταφοράς. - συνοπτική παρουσίαση των αγωγών, των μονωτήρων, των μετασχηματιστών και των πυλώνων που χρησιμοποιούνται για τη λειτουργία μιας γραμμής μεταφοράς. - κατηγοριοποίηση των εναέριων γραμμών μεταφοράς ανάλογα με το μήκος τους. Επίσης, αναφέρονται οι απαιτήσεις των γραμμών μεταφοράς αλλά και οι τύποι που υπάρχουν. Τέλος, αναπτύσσεται διεξοδικότερα ο ρόλος που παίζει η διαδρομή της γραμμής στην αντικεραυνική συμπεριφορά. Στο 2ο κεφάλαιο γίνεται σύντομη αναφορά στο κλίμα της Ελλάδας, στην κεραυνική συχνότητα και σε βασικά χαρακτηριστικά των γραμμών και των πυλώνων στο υπό εξέταση δίκτυο. Στη συνέχεια, παρατίθενται κάποια τεχνικά στοιχεία του συστήματος μεταφοράς, όπως το πλήθος των εναέριων, υπόγειων και υποβρύχιων γραμμών μεταφοράς και κάποια βασικά μεγέθη του δικτύου ηλεκτρισμού. Τέλος τα χαρακτηριστικά του δικτύου είναι μια ευγενική παραχώρηση της Δ.Ε.Η. όπως βέβαια και όλα τα στοιχειά που εξετάζουμε. Το 3ο κεφάλαιο αναφέρεται στον εντοπισμό σφαλμάτων και αφιερώνεται σε μια γενική θεώρηση της λογική και της χρησιμότητας του εντοπισμού σφαλμάτων. Στο κεφάλαιο αυτό γίνεται: - ιστορική αναδρομή για τη συγκεκριμένη θεωρία και παρουσιάζονται συνοπτικά τα πλεονεκτήματα της. - μικρή αναφορά στα είδη σφαλμάτων που συμβαίνουν στους αγωγούς. - παρουσίαση πλεονεκτημάτων του “fault locator”. - αναφορά των μεθόδων εντοπισμού σφαλμάτων. Στο 4ο κεφάλαιο αναφέρονται τα είδη σφαλμάτων(χωρίζονται σε κατηγορίες με βάση τη χρονική τους διάρκεια και τις επιπτώσεις αυτών στο δίκτυο) που παρουσιάζονται στις γραμμές και γίνεται επεξεργασία αυτών. Οι κατηγορίες των σφαλμάτων είναι: - Παροδικά - Παραμένοντα - Μόνιμα Τα κριτήρια κατηγοριοποίησης είναι η διάρκεια των σφαλμάτων και το ύψος της ζημιάς που προκαλούν. Βέβαια οι δυο αυτές ποσότητες είναι αλληλένδετες και ανάλογες. Μια ζημιά που θα καταστρέψει παραδείγματος χάρη έναν πυλώνα θα διαρκέσει ως βλάβη, στην καλύτερη , περίπτωση μερικές μέρες. Έτσι τα παροδικά σφάλματα διαρκούν το πολύ μερικά δευτερόλεπτα και το δίκτυο στο οποίο εμφανίζεται το σφάλμα επανέρχεται σε λειτουργία από μόνο του, δίχως την ανάγκη παρέμβασης. Τα μόνιμα σφάλματα είναι τα σοβαρότερα και τα πλέον απευκταία. Απαιτούν την παρέμβαση συνεργείου της Δ.Ε.Η. στη συντριπτική πλειονότητα των περιπτώσεων τους. Τα παροδικά είναι τα σφάλματα με χαρακτηριστικά κάπου ενδιάμεσα των δυο προηγούμενων κατηγοριών. Στο 5ο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αιτία που προκαλούν τα σφάλματα στις γραμμές. Η πλειονότητα των σφαλμάτων προκαλείται εξαιτίας κακών ατμοσφαιρικών συνθηκών. Με τον όρο αυτό στη συγκεκριμένη περίπτωση εννοούμε κυρίως τα κεραυνικά πλήγματα πάνω σε μια γραμμή ή πολύ κοντά σε αυτή. Αρκετά πιο σπάνια μπορεί να προκαλέσει σοβαρό σφάλμα σε μια γραμμή ο δυνατός αέρας. Γίνεται, επίσης, ταξινόμηση σε πίνακες, ακολουθούμενα από διαγράμματα, των σφαλμάτων από το 1989 ως το 2003 ανάλογα με την γραμμή μεταφοράς και τον υποσταθμό που εμφανίστηκαν. Τέλος, στο 6ο κεφάλαιο γίνεται: - αναφορά της ανάγκης κατασκευής ενός ΣΑΠ (Σύστημα Αντικεραυνικής Προστασίας) - αναφορά σε ορισμούς που αφορούν ένα ΣΑΠ - αναφορά στο σχεδιασμό ενός ΣΑΠ - παρουσίαση διάφορων μεθόδων προστασίας από κεραυνούς, που όπως αναλύθηκε είναι ένα από τα βασικότερα αίτια πρόκλησης σφαλμάτων - ανάλυση της συχνότητας των κεραυνών και πόσο συχνά πλήττουν τις γραμμές μεταφοράς - παρουσίαση μεθόδων υπολογισμού σφαλμάτων - θεωρητικός υπολογισμός σφαλμάτων για τις γραμμές R-11 και R-23. / This diploma thesis studies the transmission network and the faults that happened on the transmission lines. The faults referred to an interval of 15 years, between years 1989 and 2003 and they are about 35 transmission lines of Western Greece. Also, there is a treatment and a clarification of the data according to the year, the transmission line and the reason that caused the fault. Specifically, in the first chapter of the diplomatic there is: - a general analysis of the data transmission lines. - a summary of the actions of insulators, transformers and posts used in the operation of a transmission line. - a classification of overhead transmission lines according to their length. Also, there is a reference of the requirements of transmission lines and the types of them. Finally, is developed more extensively the role that has the path of the line (routing) in the protection of lines of high voltage. In the second chapter follows short report in the climate of Greece, in the thunder frequency and in basic characteristics of lines and pylons in the network under review. After that, there are the technical date of the transmission system, such as the amount of airspace, underground and underwater transmission lines and some key figures of electricity network. Finally the characteristics of network are a polite concession of Δ.Ε.Η. as of course and the data that we examine. The third chapter referred to debug devoted to an overview about the logic and usefulness of the fault location. In this chapter: - originally presented a history that had to accept the theory and summarizes the advantages - there is also a small reference to the types of faults that occur in the ducts - a summary of advantages of “fault locator” - reference to the methods of faults locating. In the fourth chapter are reported the types of faults (are separated in categories with base their time duration and the repercussions of these in the network) that are presented in the lines and takes place treatment of these. The categories of faults are: - Transitory - Remaining - Permanently The criteria of categorization are the duration of faults and the height of damage that they cause. Of course these two quantities are interrelated and proportional. A damage that will destroy for example pylon will last as damage, in better, case certain days. Thus the transitory faults lasts at maximum certain seconds and the network in which is presented the fault is back on line on his own, without the need of intervention. The permanent faults are most serious. They require the intervention of repair crew of Δ.Ε.Η. in the overwhelming majority of their cases. Transitory are the faults with characteristically somewhere in-between the two previous categories. In the fifth chapter is presented the reason that cause the faults in the lines. The majority of faults are caused because of the bad atmospheric conditions. With this term in the particular case we mainly mean the thunder strokes on a line or a lot near it. Enough more seldom it can cause serious fault in a line the strong air wind. There is, also, a clarification in tables (with the corresponding charts) of the faults between years 1989 and 2003 depending on the transmission line and the substation they took place. Finally, in the sixth chapter there is: - a reference to the construction need of lightning protection system (LPS) - a reference to definitions about the LPS - a reference to the designing of LPS - a presentation of several methods of protection from lightning, which is one of the main reasons faults. - an analysis of lightning frequency and how often they strike the transmission lines. - a presentation of methods of faults calculation - A theoretical calculation of faults in transmission lines R-11 and R-23.