Ο σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας ήταν η μελέτη και η καταγραφή των σφαλμάτων που έχουν προκληθεί από ποικίλες αιτίες στο Δίκτυο Διανομής (Μέση Τάση) της Ηλεκτρικής Ενέργειας της νήσου Κρήτης και πιο συγκεκριμένα στο εναέριο δίκτυο αυτού. Για την κατανόηση όμως του λόγου που οι εν λόγω αιτίες οδήγησαν σε σφάλματα, αλλά και για να έχουμε μια πιο πλήρη εικόνα επί του αντικειμένου, έπρεπε αρχικά να γίνει μια συνοπτική παρουσίαση ενός τυπικού συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας, αφού πρώτα αναλυθεί στα επιμέρους τμήματά του. Εν συνεχεία αναλύουμε λεπτομερώς την διαμόρφωση των δικτύων διανομής και τον βασικό εξοπλισμό από τον οποίο αποτελείται. Ακολούθως μελετούμε τα εναέρια δίκτυα διανομής μέσης τάσης παρουσιάζοντας πλήρως όλα τα στοιχεία που συμβάλλουν στην ομαλή διανομή της ηλεκτρικής ενέργειας στον καταναλωτή. Στο επόμενο βήμα παρουσιάζουμε την IEEE οδηγία για τη συμπεριφορά έναντι κεραυνών των εναέριων γραμμών διανομής ηλεκτρικής ενέργειας, μιας και οι επικρατούντες κλιματολογικές - περιβαλλοντολογικές συνθήκες είναι από τις βασικές αιτίες πρόκλησης σφαλμάτων στα εναέρια δίκτυα. Τέλος, παρουσιάζουμε τα σφάλματα που έχουν καταγραφεί στα ημερήσια δελτία σημαντικών μη προγραμματισμένων διακοπών της νήσου Κρήτης για τα έτη από το 2005 έως το 2009. / The aim of this diploma thesis was the examination and comprehension of the aerial distribution networks of electrical power. In the beginning we briefly analyzed the electric power systems (power stations, transmission networks, distribution networks). After that we thoroughly examined the configuration of the distribution networks with the observation of the ways the networks are planned and their equipment, which is used for their protection and for the connection between them. Afterwards we examined the aerial distribution networks of medium voltage, by fully presenting all the elements which contribute in the normal distribution of the electric flow to the customers. Finally we present the faults that have happened to the middle voltage distribution circuit of the island Crete and we compare them with the theoretical number of faults, according the IEEE guide in order to come to some useful conclusions.

Σκοπός της εργασίας είναι η βιβλιογραφική ανασκόπηση όσον αφορά τη συμπεριφορά γραμμών μεταφοράς σε καταπονήσεις από κεραυνούς, την περιγραφή των μέσων προστασίας και εγκαταστάσεων της ΔΕΗ καθώς επίσης και την ανάλυση σφαλμάτων μιας πραγματικής γραμμής μεταφοράς λόγω πτώσεων κεραυνούστην περιοχή της Αχαΐας. / The purpose of work is the bibliographic examination, which concerns the lightning perfomance of electric power overhead distribution lines, the description protection's methods and installations of National Electricity Company, as well as faults analysis of real transmission line in the region of Achaia.

Σε αυτή τη Διπλωματική εργασία έχει μοντελοποιηθεί ένα υβριδικό σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, που αποτελείται από ένα υδροηλεκτρικό σταθμό παραγωγής κι ένα αιολικό πάρκο. Η παραγόμενη από αυτά ισχύς τροφοδοτεί ένα μεταβλητό φορτίο που προσομοιώνει την ζήτηση μίας μικρής πόλης. Έχει γίνει μια προσπάθεια ελέγχου τόσο της παραγωγής πραγματικής ισχύος, όσο και του φορτίου με την βοήθεια ασαφών ελεγκτών, με μηχανισμό συμπερασμού που βασίζεται στην συνεπαγωγή Mamdani. / -

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την τεχνοοικονομική μελέτη ενός υβριδικού συστήματος στη νήσο Γαύδο, νότια του νομού Χανίων Κρήτης. Το συγκεκριμένο αντικείμενο της διπλωματικής επιλέχθηκε σε συνδυασμό με πρακτική άσκηση πάνω στο ίδιο θέμα στην εταιρεία ΔΕΗ Ανανεώσιμες. Στόχος της μελέτης είναι η διερεύνηση των εναλλακτικών λύσεων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στα μη διασυνδεδεμένα νησιά. Η ανάγκη αυτή προκύπτει από το εξαιρετικά υψηλό κόστος της παραγόμενης μεγαβατώρας σε νησιά όπως η Γαύδος. Με σκοπό την πλήρη ανάλυση του θέματος, αρχικά μελετώνται τα ιδιαίτερα τοπολογικά χαρακτηριστικά της Γαύδου και οι πιθανές θέσεις εγκατάστασεις του υβριδικού συστήματος βάσει μετρήσεων. Σημαντική παράμετρος της ανάλυσης αυτής είναι η κατά το δυνατόν μικρότερη επέμβαση στο οικοσύστημα του νησιού και ο σεβασμός της χλωρίδας και της πανίδας του. Στη συνέχεια, έχοντας καταλήξει στην δομή του προτεινόμενου συστήματος εξετάζονται συγκεκριμένες εμπορικές λύσεις με εκτενή έρευνα αγοράς. Η τελική επιλογή των προτεινόμενων προιόντων έγινε με βάση το χαμηλότερο κόστος και την υψηλότερη αξιοπιστία, διότι η συνεχής πρόσβαση στο νησί για συντήρηση του συστήματος δεν ενδείκνυται. Τo επόμενο βήμα της παρούσας μελέτης είναι διαστασιολόγηση του συστήματος, ώστε η λειτουργία του συστήματος να καλύπτει στο έπακρον το φορτίο σε μόνιμη και σε μεταβατική κατάσταση λειτουργίας. Οι βασικές μετρήσεις που απαιτούνται για αυτήν την μελέτη είναι χρονοσειρές αιολικού δυναμικού, ηλιακού δυναμικού και φορτίου. Το κομμάτι αυτό της διπλωματικής υλοποιήθηκε στο λογισμικό Homer. Το Homer προτείνει κάποια συστήματα που τεχνικά ικανοποιούν τις αρχικές προδιαγραφές του δικτύου και παράλληλα τα κατατάσσει με οικονομικούς κριτήρια. Για αυτό το λόγο, στην διπλωματική εργασία ακολουθεί οικονομική μελέτη των προτεινόμενων συστημάτων βάσει των όρων επένδυσης της αγοράς και του χρόνου απόσβεσης του επενδυμένου κεφαλαίου. Η οικονομική, λοιπόν, μελέτη οδηγεί στην πρόταση ενός τελικού υβριδικού συστήματος που καλύπτει τις ανάγκες του νησιού, σέβεται τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του και είναι οικονομικά βιώσιμο ή μα συνάμα και κεδροφόρο. Στη συνέχεια το τελικό σύστημα εξετάζεται καθαρά από τεχνικής πλευράς σε μόνιμη και μεταβατική κατάσταση λειτουργίας. Πραγματοποιείται μελέτη ροής φορτίου και σφαλμάτων με τα λογισμικά του Power World και του Matlab συγκρίνοντας παράλληλα τα αποτελέσματά τους. Ιδίως το μοντέλο που κατασκευάστηκε στο Matlab, μπορεί να αποτελέσει ισχυρή βάση για την περαιτέρω μέλετη του συστήματος. Αξίζει να σημειωθεί, τέλος, ότι έχει καταβληθεί μεγάλη προσπάθεια ώστε η μελέτη και η προσομοίωση του συστήματος να ανταποκρίνονται με κάθε λεπτομέρεια στις ρεαλιστικές συνθήκες και τα χαρακτηριστικά του νησιού της Γαύδου και του υπάρχοντος συμβατικού σταθμού παραγωγής ενέργειας. / This thesis deals with the techno-economic study of a hybrid system on the island of Gavdos, south of Chania Crete. The object of this thesis was chosen in conjunction with practice on the same theme in the PPCR. The aim of the study is to explore the alternatives of electricity produced in the non-interconnected islands. This need arises from the extremely high costs of producing megawatts on islands like Gavdos. In order to fully analyze the issue, initially studied the particular topological features of Gavdos and possible installation locations of the hybrid system under measurement. An important aspect of this analysis is at least possible interference in the ecosystem of the island and the respect of flora and fauna. Then, having come to the structure of the proposed system are discussed specific trade solutions with extensive market research. The final selection of featured products was based on the lowest cost and highest reliability, because the continuous access to the island for maintenance of the system is not appropriate. To the next step of this study is sizing system, that operation of the system to cover the most of the load in permanent and transient operation. The basic measurements required for this study is time series wind power, solar and load capacity. This part of the thesis was implemented in software Homer. The Homer suggests some systems that meet the technical specifications of the original network while the ranks with economic criteria. For this reason, the thesis follows economic study of the proposed schemes under the terms of the investment market and the payback on invested capital. Economic therefore study leads to proposing a final hybrid system that meets the needs of the island, the particular features and is economically viable but also transcendent kedroforo. Then the final system considered purely from a technical standpoint in steady state and transient operation. Carry out a study load flow and fault with the Power World software and Matlab while comparing their results. Particular model was built in Matlab, can be a strong basis for further study of the system. It should be noted, finally, that has made ​​great efforts to study and simulation of the system to respond in detail to realistic conditions and characteristics of the island of Gavdos and the existing conventional power plant.

Στα κεφάλαια που ακολουθούν παρατίθενται στοιχεία για το δίκτυο υψηλής και υπερυψηλής τάσης της Δυτικής Ελλάδας. Τα στοιχειά αυτά καλύπτουν ένα διάστημα 14 ετών. Γίνεται επεξεργασία των στοιχείων αυτών με στόχο να αξιολογηθεί η λειτουργία της γραμμής σε σύγκριση με τις προδιαγραφές κατασκευής.Επίσης εξάγονται και αλλά χρήσιμα συμπεράσματα ακόμα και για τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση της λειτουργίας του δικτύου γενικότερα. Στο 1ο 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 2ο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αιτία που προκαλούν τα σφάλματα στις γραμμές και γίνεται εκτενέστερη αναφορά στις ατμοσφαιρικές υπερτάσεις. Όσον αφορά τις τελευταίες ακολουθεί μέσα στο κεφάλαιο ποιοτικη και ποσοτική ανάλυση των δεδομένων. Η πλειονότητα των σφαλμάτων προκαλείται εξαιτίας κακών ατμοσφαιρικών συνθηκών. Με τον όρο αυτό στη συγκεκριμένη περίπτωση εννοούμε κυρίως τα κεραυνικά πλήγματα πάνω σε μια γραμμη ή πολύ κοντά σε αυτή. Αρκετά πιο σπάνια μπορεί να προκαλέσει σοβαρό σφάλμα σε μια γραμμη ο δυνατός αέρας. Όχι πως και αυτό το ενδεχόμενο είναι απίθανο. Είναι δυνατό ο αέρας με την άσκηση δύναμης πάνω σε μια γραμμη είτε με άμεσο είτε με έμμεσο τρόπο (να ξεριζώσει ένα δέντρο και αυτό να πέσει πάνω στη γραμμη ) να προκαλέσει σοβαρή ζημιά στη γραμμη. Παρατηρείται πως ο αριθμός των σφαλμάτων εμφανίζει ομαλές αυξομειώσεις εκτός εξαιρετικών περιπτώσεων , όπως αποτελεί στην περίπτωση μας το έτος 1993 κατά το οποίο αυξάνονται ραγδαία τα σφάλματα ενώ το αμέσως επόμενο έτος επανέρχονται στα προ δυο ετών επίπεδά τους. Στο 3ο κεφάλαιο γίνεται σύντομη αναφορά στο κλίμα της Ελλάδας , στην κεραυνική συχνότητα και σε βασικά χαρακτηριστικά των γραμμών και των πυλώνων στο υπό εξέταση δίκτυο. Το κλίμα της Ελλάδος βέβαια δεν είναι ανεξάρτητο του κλίματος σε παγκόσμια κλίμακα. Επομένως , συνυπολογίζοντας τα δεδομένα που έχουν διαμορφωθεί τα τελευταία χρόνια με τις απότομες διακυμάνσεις του καιρού, είναι φυσιολογικό κάποιες παραδοχές που έχουμε κάνει στα πλαίσια της εργασίας αυτής να μην επιβεβαιώνονται πάντα. Ο χάρτης ισοκεραυνικών καμπύλων που παρατίθεται είναι μέρος του παγκοσμίου χάρτη ισοκεραυνικών καμπύλων. Και σε αυτήν την περίπτωση έχουν γίνει κάποιες παραδοχές και γενικεύσεις από τους επιστήμονες που έχουν σχεδιάσει αυτούς τους χάρτες και είναι λογικό να παρουσιάζονται αποκλίσεις στην πραγματικότητα. Τέλος τα χαρακτηριστικά του δικτύου είναι μια ευγενική παραχώρηση της Δ.Ε.Η. όπως βέβαια και όλα τα στοιχειά που εξετάζουμε. Στο 4ο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μέθοδος ANACOM η οποία θα χρησιμοποιηθεί για την εξαγωγή θεωρητικών δεδομένων , τα οποία θα αντιπαρατεθούν στη συνέχεια με τα πραγματικα. Η μέθοδος αυτή είναι μια εξέλιξη παλαιοτέρων μεθόδων και χρησιμοποιείται ευρύτατα σε θέματα σφαλμάτων γραμμών μεταφοράς ρεύματος. Επίσης υπολογίζει τα σφάλματα θωράκισης καθώς και τα ανάστροφα σφάλματα. Κατά τον υπολογισμό των σφαλμάτων πρέπει να λάβουμε υπόψη μας πολλούς παράγοντες όπως αριθμό μονωτήρων ,αντίσταση γείωσης πυλώνων ,τάση δικτύου ,αριθμό αγωγών προστασίας ,ημέρες καταιγίδας ,μήκος της γραμμής αλλά ταυτόχρονα κάνουμε και ορισμένες παραδοχές όπως το ποσοστό των κεραυνών που παρακάμπτουν τον αγωγό προστασίας και πλήττουν τη γραμμη. Στο 5ο κεφάλαιο παρατίθεται αναλυτικά ο υπολογισμός σφαλμάτων σε όλα τα τμήματα του δικτύου. Το υπό εξέταση δίκτυο χωρίζεται σε μεγάλο αριθμό μικρότερων τμημάτων. Ακόμα και στην περίπτωση που το δίκτυο έχει ακριβώς τα ίδια χαρακτηριστικά εκατέρωθεν , ας πούμε , ενός υποσταθμού ,πάλι υπολογίζουμε ξεχωριστά τα αναμενομενα σφάλματα. Η τμηματοποίηση αυτή είναι απαραίτητη κυρίως γιατί έτσι είναι καταγεγραμμένα τα στοιχειά που έχουμε λάβει από τη Δ.Ε.Η.. Το κεφάλαιο αυτό είναι καθαρά υπολογιστικό αλλά είναι απολύτως απαραίτητο για να γίνει η περαιτέρω επεξεργασία των στοιχείων. Στο 6ο κεφάλαιο αναλύεται και εξηγείται η απόκλιση μεταξύ αναμενόμενων και πραγματικών σφαλμάτων. Στο τελικό αποτέλεσμα παρατηρούμε μια πολύ σημαντική απόκλιση μεταξύ των αναμενόμενων και των πραγματικών σφαλμάτων. Η απόκλιση αυτή έχει διάφορες αιτίες που την προκαλούν : • Όπως προαναφέραμε έχουν γίνει κάποιες παραδοχές και στρογγυλοποιήσεις οι τιμές των οποίων είναι πάντα μεγαλύτερες της μέσης εκτιμημένης. • Αρκετά τμήματα της γραμμής τέμνουν περισσότερες από μια ισοκεραυνικές καμπύλες. Αφενός είναι εξαιρετικά δύσκολο να βρούμε το ακριβές νούμερο ‘ήμερων καταιγίδας ‘ αφετέρου είναι προτιμότερο οποιαδήποτε στρογγυλοποίηση να μη γίνει χαμηλότερα του επιπέδου μέσης τιμής αλλά υψηλοτέρα αυτής αφού ασχολούμαστε με την προστασία πολύ ακριβών συσκευών και ενός κοινωνικού αγαθού όπως είναι το ηλεκτρικό ρεύμα. • Η τιμή της αντίστασης των πυλώνων θεωρείται σταθερή για όλο το μήκος κάθε τμήματος. Αυτό είναι ιδιαίτερα απίθανο. Η τιμή της αντίστασης του εδάφους μεταβάλλεται σε απόσταση μερικών μέτρων πόσο δε μάλλον σε αποστάσεις εκατοντάδων μέτρων όπως είναι το άνοιγμα μεταξύ των πυλώνων. Επίσης η ειδική τιμή της αντίστασης εδάφους μεταβάλλεται και κατά τη διάρκεια ενός έτους κυρίως λόγω της μεταβολής της υγρασίας του εδάφους. • Τέλος δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι αναφερόμαστε σε ανθρώπινες κατασκευές οπότε δεν είναι εφικτό να πετύχουμε ακριβώς τα ίδια χαρακτηριστικά. Στο 7ο κεφάλαιο τέλος αναπτύσσεται διεξοδικότερα και με τη χρήση παραδείγματος ,ο ρόλος που παίζει η διαδρομή της γραμμής ( routing ) στην αντικεραυνική συμπεριφορά των γραμμών υψηλής τάσης. Το παράδειγμα σύγκρισης που παρατίθεται (Αχελώος- Δίστομο και Αχελώος – Πουρνάρι )είναι χαρακτηριστικό γιατί αφορά δυο τμήματα του δικτύου με πολλά κοινά χαρακτηριστικά. Ίδια τιμή αντίστασης γείωσης , ίδιο αριθμό πυλώνων , ίδια τάση μεταφοράς ,ίδιο τύπο και αριθμό αγωγών. Συν τοις άλλοις τα δυο αυτά τμήματα έχουν κοινό σημείο ‘ εκκίνησης’ τον Αχελώο απλά έχουν αντίθετες κατευθύνσεις. Οι μοναδικές διαφορές είναι τα μήκη των τμημάτων και ο αριθμός των ήμερων καταιγίδας,παράγοντες οι οποίοι βέβαια συνυπολογίζονται στη θεωρητική εκτίμηση των σφαλμάτων. Στην πράξη όμως αποδεικνύεται μια απόκλιση 15% υπέρ της γραμμής που είναι κατασκευασμένη σε πιο προστατευμένο περιβάλλον(Αχελώος – Δίστομο). Βρίσκεται σε πλαγιές ορεινών όγκων και όχι σε πεδιάδες. Επίσης κανένα κομμάτι δεν διέρχεται από κορυφή βουνού όπως συμβαίνει αναγκαστικά στη δεύτερη περίπτωση. / In the capitals that follow are mentioned elements for the high voltage network of Western Greece. The elements cover one interval of 14 years. A treatment of these elements in order to evaluate the operation of line compared to its construction specifications. There are also exported useful conclusions even on the methods that are used for the evaluation of operation of network in general. In the 1st 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 the • 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 2nd chapter are presented the reason that cause the faults in the lines and becomes a more extensive report in the atmospheric hypertensions. With regard to the last ones follows in to the capital, qualitative and quantitative analysis of data. 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. It is possible the wind with the exercise of force on a line either with direct or with indirect way (it eradicates a tree and this it falls on the line) will cause serious damage in the line. It is observed that the number of faults presents smooth fluctuations except exceptional cases, as it constitutes in our case the year 1993 at which are increased rapidly the faults while the immediately next year falls down in the two years ago levels. In the 3rd 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. The climate of Greece of course is not independent of the climate in world scale. Consequently, taking under consideration the data that have been shaped in the past few years with the abrupt fluctuations of climate, it is logical that certain admissions that we have made in the frames of this work will not always be confirmed. The map of thunder density that is presented is part of a similar world map. In this case also there have been certain admissions and generalizations from the scientists that have drawn these maps and are the reason that are presented divergences in reality. Finally the characteristics of network are a polite concession of Δ.Ε.Η. as of course and the data that we examine. In the 4th chapter is presented the method ANACOM which will be used for the export of theoretical data, which afterwards will be compared with real data. This method is a development of older methods and is used very widely on issues concerning the faults in current transport lines. Also it calculates the faults of armoring as well as the backstroke faults. At the calculation of faults we should take into consideration a lot of factors such as number the ground resistance of pylons, the voltage of the network, the number of protection conductors, the days of storm, the length of line but simultaneously we must make certain admissions as the percentage the lightings that surpass the protection line and strike the line. In the 5th chapter is mentioned analytically the calculation of faults in all the departments of the network. The network under review is separated in a large number of smaller departments. Even in the case where the network has precisely the exact same characteristics at both sides, for example, of a substation, nevertheless we calculate separately the expected faults. This segmentation is essential mainly because thus it is organized the database that we have received from Δ.Ε.Η.. This capital is clearly a calculating one but is absolutely essential in order to precede the further analysis of data. In the 6th chapter is analyzed and is explained the divergence between expected and occurred faults. In the final conclusion we observe a very important divergence between the expected also real faults. This divergence has various reasons that cause it: As we mentioned before there have been certain admissions and approximations of the values. Enough departments of line go through from more than one thunder map lines. On one side it is exceptionally difficult to find a precise number `of days of storm ` on the other hand it is preferable any approximation not to lower than the level of medium price but greater than this considering that we deal with the protection of very expensive appliances and a social good such as the electric current. The level of resistance of pylons is considered constant for all the length of each department. This is particularly improbable. The price of resistance of ground is altered in distance of certain meters not to mention in distances of hundreds of meters as is the opening between the pylons. In the 7th chapter is developed more extensively with the use of example, the role that plays the path of the line (routing) in the protection of lines of high voltage. The example of comparison that is mentioned (Acheloos Distomo and Acheloos - Poyrnari) is characteristic because it concerns two departments of network with a lot of common characteristics. Same price of ground resistance, same number of pylons, same voltage level, same type and number of conductors. Plus this two departments have common point `of departure' Acheloos and simply have opposite directions. The sole differences are the lengths of departments and the number of days of storm, factors which of course are included in the theoretical estimate of faults. Into practice however is proved a divergence 15% in favor of the line that is manufactured in more protected environment (Acheloos - Distomo). It is found in the side of mountains and not in plains.

Σκοπός της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι η παρουσίαση και η ανάλυση των προβλημάτων που αναπτύσσονται κατά τη σύνδεση φωτοβολταϊκών συστημάτων στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Επίσης, γίνεται προσομοίωση της συμπεριφοράς ενός τέτοιου συστήματος για διάφορες συνθήκες ηλιακής ακτινοβολίας και γωνίας έναυσης, ώστε να ληφθούν συμπεράσματα σχετικά με τα αρμονικά ρεύματα που προκύπτουν. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή, με αναφορά στην αστείρευτη πηγή ενέργειας, τον ήλιο. Ο άνθρωπος εκμεταλλεύεται την ηλιακή ενέργεια την οποία μετατρέπει σε ηλεκτρική μέσω των φωτοβολταϊκών κυττάρων. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι σημαντικότεροι λόγοι για τους οποίους η φωτοβολταϊκή τεχνολογία έγινε περισσότερο από ποτέ ανταγωνιστική. Επίσης, γίνεται μια αναλυτική περιγραφή του φωτοβολταϊκού φαινομένου. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συνδεδεμένα στο δίκτυο φωτοβολταϊκά συστήματα. Γίνεται μια ιστορική αναδρομή της εξελικτικής τους πορείας, ενώ τέλος παρουσιάζεται ένα τυπικό μοντέλο φωτοβολταϊκού συστήματος, συνδεδεμένου στο δίκτυο. Στο τέταρτο κεφάλαιο αρχίζει η παρουσίαση των προβλημάτων που προκύπτουν κατά τη σύνδεση φωτοβολταϊκών συστημάτων στο δίκτυο. Αρχικά, τα προβλήματα χωρίζονται σε τεχνικά και μη τεχνικά. Τα τεχνικά προβλήματα χωρίζονται με τη σειρά τους σε αυτά που προκύπτουν λόγω της επίδρασης του δικτύου στα συνδεδεμένα φ/β συστήματα και σε αυτά που προκαλούνται από την επίδραση των συνδεδεμένων φ/β συστημάτων προς το δίκτυο. Τα κυριότερα θέματα που αναλύονται αφορούν την ασφάλεια του προσωπικού και των πελατών του δικτύου, την προστασία του εξοπλισμού και των στοιχείων προστασίας και την ποιότητα ισχύος (π.χ διακυμάνσεις τάσης, αρμονική παραμόρφωση και ρεύματα προς γη). Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στο φαινόμενο της νησιδοποίησης, της έγχυσης συνεχούς ρεύματος και των αρμονικών ρευμάτων. Στο πέμπτο κεφάλαιο γίνεται προσομοίωση της σύνδεσης φ/β συστήματος στο δίκτυο. / The purpose of this diploma thesis is the presentation and analysis problems developed during the connection of photovoltaic systems to the electricity grid. It is a simulation of the behavior such a system for different conditions of solar radiation and firing angle, to take conclusions about the harmony flows arising. The first chapter is an introduction, with reference to the inexhaustible energy source, the sun. The man operating the solar energy which translates into electricity through photovoltaic cells. The second chapter presents the main reasons why Photovoltaic technology has become more competitive than ever. It is a detailed description of the photovoltaic effect. The third section presents the network connected to the photovoltaic systems. An historical overview of the evolutionary process, and finally shows a typical PV system model, related to network. In the fourth chapter begins the presentation of the problems that arise during the photovoltaic systems connected to the network. Initially, the problems are divided technical and non-technical. The technical problems are divided in turn into these resulting from the impact of the network connected to PV systems and to those caused by the influence of associated PV systems network. The main issues discussed related to the safety of staff and customers of the network, protecting equipment and data protection and power quality (eg, voltage fluctuations, harmonic distortion and currents to earth). Particular emphasis is given to the phenomenon of nisidopoiisis of DC injection and harmonic currents. In the fifth chapter of the Association is simulated PV system on the network.

Η επίδραση της τεχνολογίας BPL (Broadband over Power Lines) στη ΔΕΗ, αλλά και στους φορείς ρύθμισης και λειτουργίας της -αναμενόμενης- απελευθερωμένης αγοράς ενέργειας, όπως είναι ο Διαχειριστής Ελληνικού Συστήματος Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΔΕΣΜΗΕ), θα είναι άμεση και καταλυτική. Η ευρυζωνική μετάδοση πληροφορίας μέσω των γραμμών ηλεκτρικής ισχύος έχει τη δυνατότητα να προσφέρει υπηρεσίες τόσο στις επιχειρήσεις ηλεκτρικής ενέργειας (στην περίπτωσή μας τη ΔΕΗ) όσο και στους καταναλωτές. Με την εφαρμογή της τεχνολογίας BPL στο δίκτυο της ΔΕΗ οι γραμμές ηλεκτρικής ισχύος, εκτός από τη μεταφορά και τη διανομή ηλεκτρικής ενέργειας, μπορούν ταυτόχρονα να μεταδώσουν πληροφορία με ρυθμό μετάδοσης που φτάνει, προς το παρόν, τα 200 Mbps στο φυσικό επίπεδο. Μερικές από τις υπηρεσίες που προσφέρει η τεχνολογία BPL είναι υπηρεσίες τηλεφωνίας (VoIP), ευρυζωνική πρόσβαση στο διαδίκτυο, υπηρεσία τηλεόρασης (internet TV), υπηρεσία ραδιοφώνου, δυνατότητα φορητότητας και κινητικότητας των υπηρεσιών διαδικτύου, αυτοματοποίηση κατοικίας, απομακρυσμένος έλεγχος και λειτουργία του οικιακού εξοπλισμού, δυναμική ρύθμιση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας, παρακολούθηση για λόγους ασφάλειας, παιχνίδια βασισμένα στο διαδίκτυο, εφαρμογές quadruple play κ.ά. Η πρόσβαση των καταναλωτών πραγματοποιείται με ασύρματο τρόπο (Wi-Fi) από τη γραμμή χαμηλής τάσης (σύνδεση στο μετρητή του χρήστη) ή κατευθείαν από τη γραμμή μέσης τάσης. Ο νέος αυτός τρόπος ευρυζωνικής πρόσβασης στο διαδίκτυο είναι ιδιαίτερα σημαντικός, γιατί δε χρειάζεται επενδύσεις για νέα υποδομή, εφόσον οι γραμμές ηλεκτρικής ισχύος καλύπτουν σχεδόν όλες τις κατοικημένες περιοχές του πλανήτη. Ιδιαίτερα σε περιοχές αραιοκατοικημένες ή με ελάχιστη τηλεπικοινωνιακή υποδομή, η τεχνολογία BPL αποτελεί ίσως τη μοναδική λύση για ευρυζωνικές υπηρεσίες. Στις επιχειρήσεις ηλεκτρικής ενέργειας προσφέρονται πολλαπλές και ιδιαίτερης σημασίας δυνατότητες. Μερικές από αυτές είναι η αυτόματη ανάγνωση μετρητών και η τιμολόγηση, η αυτόματη σύνδεση/αποσύνδεση φορτίων, η μέτρηση και η απεικόνιση των δεδομένων του δικτύου διανομής (τάση, ρεύμα, θερμοκρασία περιβάλλοντος, πραγματική ισχύς, άεργος ισχύς, συντελεστής ισχύος), η διαχείριση της ζήτησης, η μείωση των εκπομπών CO2 λόγω της βελτίωσης της ενεργειακής αποδοτικότητας, η ανίχνευση κλοπής ηλεκτρικής ενέργειας, ο εντοπισμός βλαβών, η απομόνωση και άμεση αποκατάσταση σφαλμάτων, η προληπτική συντήρηση του δικτύου (εναέριο και υπόγειο), η διαχείριση και ο προγραμματισμός του προσωπικού συντήρησης, η διαγνωστική παρακολούθηση του δικτύου, η διαχείριση ασφάλειας του δικτύου. Επιπρόσθετα, προσφέρεται η δυνατότητα στη διοίκηση να αναπτύξει, να ρυθμίσει και να ελέγξει την απελευθερωμένη αγορά ηλεκτρικής ενέργειας. Όλη η πληροφορία για τις συνθήκες λειτουργίας του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας θα διακινείται σε πραγματικό χρόνο και θα αξιοποιείται από τις ρυθμιστικές αρχές, με αποτέλεσμα τη δημιουργία μιας αξιόπιστης και ευέλικτης αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Τα καλώδια του ρεύματος πηγαίνουν παντού και αποτελούνται συνήθως από καλής ποιότητας χαλκό. Επίσης, οι μόνες συχνότητες που χρησιμοποιούνται είναι αυτές του ρεύματος, δηλαδή τα 50 και 60 Hz. Έτσι, η μετάδοση σημάτων πληροφορίας μέσω των γραμμών ηλεκτρικής ισχύος είναι απλή στη σύλληψή της. Τέλος, γίνεται ένας σχολιασμός σε διάφορα μοντέλα εξομοιώσεων σε Matlab για την συμπεριφορά των διαφόρων παραμέτρων που επηρεάζουν το BPL δίκτυο. / -

Σε μια μικροβιακή κυψελίδα καυσίμου (ΜΚΚ), τα βακτήρια που οξειδώνουν την οργανική ύλη συγκρατούνται ξεχωριστά από τον δέκτη ηλεκτρονίων μέσω μιας μεμβράνης ανταλλαγής πρωτονίων (ΜΑΠ). Τα ηλεκτρόνια περνούν από τα βακτήρια στο ηλεκτρόδιο (άνοδος) που βρίσκεται στον ίδιο θάλαμο με αυτά και στη συνέχεια διοχετεύονται μέσω κυκλώματος στην κάθοδο όπου συνδυάζονται με πρωτόνια και οξυγόνο για να σχηματίσουν νερό. Η διαφορά στο δυναμικό εξαιτίας της ροής των ηλεκτρονίων παράγει το ηλεκτρικό ρεύμα σε αυτή την κυψελίδα καυσίμου. Σε πρώτη φάση, λοιπόν, η ΜΚΚ περιλαμβάνει συνθετικό μέσο βασισμένο στη γλυκόζη ως καύσιμο και οξυγόνο ως δέκτη ηλεκτρονίων με τεχνητό φορέα ηλεκτρο-νίων και στη συνέχεια γίνεται εμπλουτισμός με ηλεκτροχημικά βακτήρια. Προσδιορίζονται οι βασικοί παράγοντες που επιδρούν περιοριστικά στην παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος. Οι συνήθεις περιοριστικοί παράγοντες είναι η χαμηλής απόδοσης μεταφορά ηλεκτρονίων από τα κύτταρα στα ηλεκτρόδια, η διέλευση του οξυγόνου μέσω της μεμβράνης επιτρέποντας την αερόβια ανάπτυξη των μικροοργανισμών, το φράξιμο της μεμβράνης και η μικρή επιφάνεια της ανόδου που περιορίζει την απελευθέρωση των ηλεκτρονίων από την άνοδο (Liu et al., 2004; Kim et al., 2004). / -

Η εργασία αυτή παρουσιάζει τους σημαντικότερους μηχανισμούς με τους οποίους οι υπερτάσεις προκύπτουν από κεραυνό στα εναέρια δίκτυα διανομής ισχύος μέσης και χαμηλής τάσης, όπως επίσης και τυπικές κυματομορφές υπερτάσεων. Η αποτελεσματικότητα των πιο σημαντικών μεθόδων για να μετριάσουμε τέτοιες υπερτάσεις σε δίκτυα μέσης και χαμηλής τάσης συζητούνται επίσης. Αρχικά γίνεται αναφορά στο φαινόμενο του κεραυνού, στο πως δημιουργείται ο κεραυνός καθώς και στα προβλήματα που μπορεί να δημιουργήσει. Στη συνέχεια γίνεται μια σύντομη αναφορά στον τρόπο που είναι δομημένο το εναέριο δίκτυο διανομής και στον τρόπο λειτουργίας του, πριν ξεκινήσει η ανάλυση της αντικεραυνικής συμπεριφοράς του και η μελέτη τρόπων για τη βελτίωση αυτής. Τέλος, παρουσιάζεται η προσομοίωση ενός ελληνικού δικτύου εναέριας διανομής ηλεκτρικής ενέργειας με τη χρήση του προγράμματος ΑΤΡ - ΕΜΤΡ και μελετάται η συμπεριφορά του μετά την πτώση κεραυνού σε αυτή εξάγοντας συμπεράσματα και προτείνοντας λύσεις για τη βελτίωση της. / This work presents the major mechanisms by which the overvoltages are stemmed from lightning in both medium and low voltage overhead power distribution networks, as well as typical surge waveforms. The effectiveness of the main protective measures that can be utilized to improve the line lightning performance are also discussed. Initially what is briefly described is the lightning phenomenon, the ways it is created and the problems it can cause as well. Afterwards the way that the overhead distribution power network is structured is presented as well as the way it works, ending with the complete method of its lightning protection in theoretical basis and the ways this can be improved. Finally, we performed the simulation of a greek overhead power distribution network using the ATP - EMTP software, we studied its lightning performance by making conclusions and proposing ways it can be improved.

Η παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζει τα Ευφυή Συστήματα ελέγχου και τις εφαρμογές τους στον έλεγχο συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Τα διάφορα είδη Σταθεροποιητών Συστημάτων Ισχύος (ΣΣΙ) παρουσιάζονται επίσης. Τα ηλεκτρικά συστήματα είναι δυναμικά συστήματα και υποβάλλονται συνεχώς σε διαταραχές. Είναι σημαντικό οι διαταραχές αυτές να μην οδηγούν το σύστημα σε αστάθεια. Για αυτόν το λόγο, πρόσθετα σήματα που προέρχονται από την απόκλιση ταχύτητας, την απόκλιση διέγερσης και την ροπή επιτάχυνσης εισάγονται στους ρυθμιστές τάσης. Η συσκευή που παρέχει αυτά τα σήματα αναφέρεται ως Σταθεροποιητής Συστημάτων Ισχύος. Η χρήση των Σταθεροποιητών Συστημάτων Ισχύος είναι πολύ συχνή στη λειτουργία των μεγάλων συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Οι συμβατικοί Σταθεροποιητές Συστημάτων Ισχύος που χρησιμοποιούν την αντιστάθμιση προήγησης-καθυστέρησης φάσης, όπου οι ρυθμίσεις κέρδους σχεδιάζονται για τις συγκεκριμένες συνθήκες λειτουργίας, δίνουν φτωχές επίδοσεις υπό τις διαφορετικές συνθήκες φόρτισης. Επομένως, είναι πολύ δύσκολο να σχεδιαστεί ένας σταθεροποιητής που θα μπορούσε να επιτύχει καλές επιδόσεις σε διάφορες συνθήκες λειτουργίας των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Σε μία προσπάθεια να καλυφθεί ένα ευρύ φάσμα των συνθηκών λειτουργίας,τα Ευφυή Συστήματα ελέγχου έχουν προταθεί ως πιθανή λύση για να υπερνικηθεί αυτό το πρόβλημα. Σε αυτήν την εργασία, μια συστηματική προσέγγιση στο σχέδιο ελέγχου Ασαφούς λογικής προτείνεται. Παρουσιάζεται η μελέτη του Σταθεροποιητή Συστημάτων Ισχύος Ασαφούς λογικής για την αύξηση της ευστάθειας ενός συστήματος μιας μηχανής συνδεδεμένης σε άπειρο ζυγό. Προκειμένου να ολοκληρωθεί η αύξηση της ευστάθειας, η απόκλιση ταχύτητας και η επιτάχυνση του ρότορα της σύγχρονης γεννήτριας λαμβάνονται ως είσοδοι στον ελεγκτή ασαφούς λογικής. Αυτές οι μεταβλητές έχουν σημαντική επίδραση στην απόσβεση των μηχανικών ταλαντώσεων των αξόνων των γεννητριών. Τα σήματα ευστάθειας υπολογίστηκαν χρησιμοποιώντας την ασαφή συνάρτηση συμμετοχής ανάλογα με αυτές τις μεταβλητές. Το Simulink/Μatlab χρησιμοποιήθηκε στην εφαρμογή της μελέτης. Η απόδοση του συστήματος με το Σταθεροποιητή Συστημάτων Ισχύος Ασαφούς λογικής συγκρίνεται με το σύστημα με το συμβατικό Σταθεροποιητή Συστημάτων Ισχύος καθώς και με το σύστημα χωρίς Σταθεροποιητή Συστημάτων Ισχύος. / In this thesis the different types of intelligent control systems and the various techniques used in power system stabilizers are considered. The power system is a dynamic system and it is constantly being subjected to disturbances. It is important that these disturbances do not drive the system to unstable conditions. For this purpose, additional signals derived from speed deviation, excitation deviation and accelerating power are injected into voltage regulators. The device to provide these signals is referred as power system stabilizer. The use of power system stabilizers has become very common in operation of large electric power systems. The conventional PSS which uses lead-lag compensation, where gain settings designed for specific operating conditions, is giving poor performance under different loading conditions. Therefore, it is very difficult to design a stabilizer that could present good performance in all operating points of electric power systems. In an attempt to cover a wide range of operating conditions, intelligent control systems have been suggested as a possible solution to overcome this problem. Inittialy in this thesis, an introduction of power system control and the different types of stabilizers is briefly described. Afterwards, the system modeling and power system stabilizer model is presented. Finally, a systematic approach to fuzzy logic control design is proposed. The study of fuzzy logic power system stabilizer for stability enhancement of a single machine infinite bus system is presented. In order to accomplish the stability enhancement, speed deviation and acceleration of the rotor synchronous generator are taken as the inputs to the fuzzy logic controller. These variables take significant effects on damping the generator shaft mechanical oscillations. The stabilizing signals were computed using the fuzzy membership function depending on these variables. Simulink Block Design and Matlab is utilized in implementing the study. The performance of the system with fuzzy logic based power system stabilizer is compared with the system having conventional power system stabilizer and system without power system stabilizer.