Decentralised distribution system operation techniques: results from the Meltemi community smart grids pilot site

Kouveliotis-Lysikatos, Iasonas; Koukoula, Despina; Vlachos, Ioannis; Dimeas, Aris; Hatziargyriou, Nikos D.; Makrynikas, Stavros

doi:10.1049/oap-cired.2017.1216

Cited by 3 publications

(2 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Experimental evaluations of real deployments are thus lacking. In [22], a gossipbased P2P voltage control has been tested in a pilot site, the work is part of the European Commission FP7 DREAM project. Six households were equipped with smart control agents, which measure the households' consumption and control the households' flexible loads.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Experimental Validation of Peer-to-Peer Distributed Voltage Control System

et al. 2018

View full text Add to dashboard Cite

This paper presents experimental validation of a distributed optimization-based voltage control system. The dual-decomposition method is used in this paper to solve the voltage optimization problem in a fully distributed way. Device-to-device communication is implemented to enable peer-to-peer data exchange between agents of the proposed voltage control system. The paper presents the design, development and hardware setup of a laboratory-based testbed used to validate the performance of the proposed dual-decomposition-based peer-to-peer voltage control. The architecture of the setup consists of four layers: microgrid, control, communication, and monitoring. The key question motivating this research was whether distributed voltage control systems are a technically effective alternative to centralized ones. The results discussed in this paper show that distributed voltage control systems can indeed provide satisfactory regulation of the voltage profiles.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Experimental Validation of Peer-to-Peer Distributed Voltage Control System

et al. 2018

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Στα πλαίσια της μελέτης της πρακτικής εφαρμογής της προτεινόμενης μεθόδου, εξετάζεται ο απαιτούμενος χρόνος σύγκλισης των σεναρίων που παρουσιάστηκαν προηγουμένως. Τέσσερις διαφορετικές τεχνολογίες επικοινωνιών μελετήθηκαν για την εκτίμηση του χρόνου σύγκλισης: η τεχνολογία επικοινωνίας γραμμής ρεύματος (Power Line Communication -PLC) [147], η τεχνολογία κυψελοειδών ασύρματων δικτύων κατά το πρότυπο LTE [148], η αναδυόμενη τεχνολογία των κυψελοειδών ασύρματων δικτύων πέμπτης γενιάς (5G) [149] και τέλος ένα τοπικό δίκτυο Ethernet με πρωτόκολλο IPv4 σε πραγματικό πεδίο δοκιμών για καινοτόμες εφαρμογές ευφυών δικτύων [150]. Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκε ένας εμπορικός Φ/Β αντιστροφέας με δυνατότητα ελέγχου της έγχυσης ενεργού και αέργου ισχύος του εργαστηρίου Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου [151].…”

Section: εκτίμηση χρόνου σύγκλισηςunclassified

Συμβολή Στην Ανάπτυξη Κατανεμημένων Αλγορίθμων Για Τον Έλεγχο Και Τη Λειτουργία Ευφυών Δικτύων Διανομής

Kouveliotis-Lysikatos¹,

Κουβελιώτης-Λυσίκατος²

View full text Add to dashboard Cite

Tα σύγχρονα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας αντιμετωπίζουν σημαντικές προκλήσεις και πρωτόγνωρα προβλήματα, για τα οποία αναζητούνται εναλλακτικές λύσεις μέσα από τις καινοτόμες τεχνολογίες των ευφυών δικτύων. Ωστόσο, η ραγδαία αύξηση της «νοημοσύνης» και του όγκου των δεδομένων στα ευφυή δίκτυα οδήγησε στην διερεύνηση τεχνικών ελέγχου, οι οποίες θα μπορούν να επιτύχουν αποδοτικό και στιβαρό έλεγχο διαφυλάσσοντας την ιδιωτικότητα των χρηστών και κατανέμοντας την επίλυση του εκάστοτε προβλήματος από ένα κεντρικό σημείο, στο επίπεδο κάθε στοιχειώδους μονάδας ελέγχου. Η παρούσα διδακτορική διατριβή στοχεύει στην ανάπτυξη και διερεύνηση κατανεμημένων τεχνικών για τη λειτουργία και τον έλεγχο του ευφυούς Δικτύου Διανομής, οι οποίες θααπαιτούν ανταλλαγή πληροφοριών μόνο μεταξύ γειτονικών (ομότιμων) κόμβων του συστήματος και θα επιτυγχάνουν τη βέλτιστη λύση του προβλήματος απόφασης, χωρίς τη ανάγκη κεντρικού συντονισμού. Αρχικά, πραγματοποιείται μια εποπτική ταξινόμηση μοντέλων κατανεμημένης βελτιστοποίησης και στη συνέχεια αναλυτική βιβλιογραφική ανασκόπηση των σχετικών με τις προτεινόμενες μεθόδους μελετών. Πρώτα, αντιμετωπίζεται το πρόβλημα της Οικονομικής Κατανομής Φορτίου για μονάδες Διεσπαρμένης Παραγωγής, για την επίλυση του οποίου χρησιμοποιείται το μοντέλο Τοπικών Εξισώσεων Κλωνωτή. Η βασική μέθοδος ενσωματώνει τα τεχνικά όρια των μονάδων και τον εξισωτικό περιορισμό κάλυψης φορτίου και στη συνέχεια επεκτείνεται προκειμένου να λαμβάνει υπόψη τις απώλειες ενεργού ισχύος μέσω του κατανεμημένου υπολογισμού των Συντελεστών Ποινής Απωλειών κάθε μονάδας. Στη συνέχεια, αναπτύσσεται μεθοδολογία η οποία επιλύει κατανεμημένα το πρόβλημα τηςροής φορτίου για μονοφασικά δίκτυα. Η μέθοδος βασίζεται στον αλγόριθμο Newton-Raphson σε συνδυασμό με ένα κατανεμημένο πρωτόκολλο για τον υπολογισμό των διορθώσεων τάσης και γωνίας. Η μέθοδος εκμεταλλεύεται μια σημαντική ιδιότητα της Ιακωβιανής μήτρας των εξισώσεων ροής φορτίου. Αξιοποιώντας την ίδια ιδιότητα μελετάται και το πρόβλημα της ρύθμισης τάσης, το οποίο διατυπώνεται ως πρόβλημα βελτιστοποίησης για την εύρεση των ελάχιστων εγχύσεων ενεργού και αέργου ισχύος από τους ελεγχόμενους πόρους του ευφυούς ΔΔ με σκοπό την αντιμετώπιση των παραβιάσεων τάσης. Η μέθοδος χρησιμοποιεί τον αλγόριθμο κατάβασης βαθμίδας σε συνδυασμό με μια μέθοδο κυρτής βελτιστοποίησης που επιλύει κατανεμημένα την αντιστροφή της Ιακωβιανής των εξισώσεων ροής φορτίου του δικτύου. Η ακρίβεια και η αποτελεσματικότητα κάθε προτεινόμενης μεθόδου διερευνάται και αξιολογείται με μια σειρά σεναρίων προσομοίωσης, πρώτα σε απλοποιημένα δίκτυα διανομήςλίγων κόμβων και στη συνέχεια σε μεγαλύτερα, πρότυπα δίκτυα. Στο τελευταίο κεφάλαιο, διερευνάται η δυνατότητα χρήσης τεχνολογιών κατανεμημένωνμητρώων (blockchain) για την αντιμετώπιση προβλημάτων ευφυών δικτύων, αναγνωρίζοντας τις δυνατότητες και τους περιορισμούς που αυτές εμφανίζουν. Προτείνεται η επίλυση συγκεκριμένων κατηγοριών προβλημάτων και σε αυτήν την κατεύθυνση σχεδιάζονται και υλοποιούνται δύο σενάρια αποκεντρωμένων εφαρμογών, ένα για την αυτοματοποίηση της προμήθειας ηλεκτρικής ενέργειας και ένα για την λειτουργία αποκεντρωμένης αγοράς ενέργειας στα πλαίσια των ενεργειακών κοινοτήτων.

show abstract