Η παρούσα διπλωματική αφορά την δυναμική ανάλυση ενός μικροδικτύου και των στοιχείων που το αποτελούν. Παρουσιάζεται η μοντελοποίηση ενός υβριδικού μικροδικτύου, με φωτοβολταϊκή μονάδα και συσσωρευτή, καθώς και ηλεκτρονικούς μετατροπείς. Η μοντελοποίηση μεταφέρεται στον ηλεκτρονικό υπολογιστή με την βοήθεια του λογισμικού ‘Simulink’, για την εξαγωγή και μελέτη των αποτελεσμάτων και των γραφικών παραστάσεων. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στη κατανεμημένη παραγωγή. Αναφέρεται ο ορισμός της, μερικά ιστορικά στοιχεία και οι λόγοι που οδηγούν στην ραγδαία ανάπτυξή της. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναλύονται τα χαρακτηριστικά του μικροδικτύου. Η θέση εγκατάστασης, η διασύνδεση με το κεντρικό δίκτυο και οι επιπτώσεις του σε αυτό. Επίσης, αναφέρονται τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των μικροδικτύων. Στο τρίτο κεφάλαιο αναφέρονται οι διάφορες τεχνολογίες παραγωγής ενέργειας σε ένα μικροδίκτυο, δίνοντας περισσότερη έμφαση στα φωτοβολταϊκά, που θα χρησιμοποιηθούν και στο μικροδίκτυο που θα μοντελοποιηθεί. Στο τέταρτο κεφάλαιο αναφέρονται οι μονάδες αποθήκευσης που χρησιμοποιούνται σε ένα μικροδίκτυο, δίνοντας περισσότερη έμφαση στους συσσωρευτές(μπαταρίες). Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι ηλεκτρονικοί μετατροπείς ενός μικροδικτύου και μερικά χαρακτηριστικά της λειτουργίας τους. Περισσότερη έμφαση δίνεται στους DC/DC μετατροπείς. Στο έκτο κεφάλαιο γίνεται η μοντελοποίηση ενός υβριδικού μικροδικτύου με κύρια πηγή μια φωτοβολταϊκή διάταξη και δευτερεύουσα μια μπαταρία ιόντων λιθίου. Χρησιμοποιούνται ακόμα δύο ηλεκτρονικοί μετατροπείς συνεχούς. Η 6 μαθηματική ανάλυση έγινε με τις εξισώσεις Euler-Lagrange. Για τον έλεγχο χρησιμοποιήθηκαν δύο PI ελεγκτές. Τέλος στο έβδομο κεφάλαιο γίνεται η προσομοίωση του μικροδικτύου με το λογισμικό ‘Simulink’ και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της λειτουργίας μαζί με τον σχολιασμό τους. / This thesis concerns the dynamic analysis of a microgrid and its constituent elements. It presents the modeling of a hybrid microgrid with battery and PV module, as well as electronic converters. The modeling is transferred to PC with the help of 'Simulink' software, to extract and study the results and the graphs of the different variables. The first chapter is an introduction to distributed generation. It presents the definition, some historical facts and the reasons leading to its rapid development. The second chapter analyzes the characteristics of the microgrid, such as the installation, the connection to the main grid and the impact on it. They are, also, presented the advantages and disadvantages of microgrids. In the third chapter are presented the various energy generation technologies in a microgrid, with an extended reference on photovoltaics, which will be used in the microgrid modeled in this thesis. In the fourth chapter are presented the storage units used in a microgrid, emphasizing on the batteries. The fifth chapter concerns the electronic converters used in a microgrid and some features of their operation. The DC/DC converters are studied in depth. The sixth chapter consists of the modeling of a hybrid microgrid using a photovoltaic array as primary source and a lithium-ion battery as a secondary one. In addition, two DC/DC converters are used. The mathematical analysis was done with the equations Euler-Lagrange. Also, two PI controllers are used. 7 Finally, in the seventh chapter, the simulation of the microgrid is performed with the software 'Simulink' and the results are presented alongside with commentary.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία προσομοιώθηκε, μέσω του προγράμματος Matlab και συγκεκριμένα μέσω της εργαλειοθήκης Simulink, ένα υβριδικό μικροδίκτυο το οποίο αποτελούνταν από μια φωτοβολταϊκή διάταξη των 85W, ένα συσσωρευτή ιόντων-λιθίου (Liion battery), δυο DC-DC μετατροπείς και ένα R-L φορτίο. Στην συνέχεια πραγματοποιήθηκαν 4 διαφορετικές τεχνικές ελέγχου σε 2 σημεία, έναν στην πλευρά του φωτοβολταϊκού και έναν στην πλευρά της μπαταρίας. Ο έλεγχος στην πλευρά του φωτοβολταϊκού στόχευε το ρεύμα του φωτοβολταϊκού κάθε χρονική στιγμή να έχει την κατάλληλη τιμή προκειμένου να επιτυγχάνεται η μέγιστη ισχύς μέσω σημείου απόδοσης της μέγιστης ισχύος (MPPT). Ο έλεγχος στην πλευρά της μπαταρίας έχει ως σκοπό την διατήρηση της τάσης του φορτίου στα 100 V.(Vload_reference=100V). Οι έλεγχοι που πραγματοποιήθηκαν ήταν με χρήση PI ελεγκτών, έλεγχοι εκμεταλλευόμενοι την παθητικότητα του Euler-Lagrange συστήματος (PBC), με χρήση ασαφών (fuzzy) ελεγκτών και με χρήση νευρο-ασαφών (neuro-fuzzy) ελεγκτών. / In this diploma thesis a DC hybrid microgrid was simulated by using the program Matlab and specifically the toolbox Simulink. The microgrid consists of a photovoltaic array, a Li-ion battery storage, two DC-DC converters and an R-L load. Four different control methods were then applied to our system in 2 places, one on the photovoltaic array and one on the battery. The one on the photovoltaic array aimed that the PV current would be such that every time the maximum power from the PV would be achieved through a maximum power point tracker. The one on the battery has the purpose of maintaining the load voltage at 100 Volts. The control methods which were implied were PI controllers, passivity based control, fuzzy controllers and neuro-fuzzy controllers.