Disputas: Madhusudhan Pandey

Madhusudhan Pandey skal forsvare avhandlingen sin for graden philosophiae doctor (ph.d.) ved Universitetet i Sørøst-Norge.

Tittelen på avhandling er: Modelling Tool for Hydropower Systems, with Analysis and Design

Sammendrag

De norske vannreservoarene utgjør nesten halvparten av Europas kapasitet for vannreservoarer. Som et resultat spiller produksjon av vannkraft fra disse reservoarene en betydelig rolle i det europeiske sammenkoblede strømnettet, og bidrar til å balansere den samlede variabiliteten forårsaket av intermittente energikilder som sol- og vindkraft. Vannkraft, med sin evne til rask regulering, supplerer sol- og vindenergikildene og bidrar til å redusere miljøpåvirkningen fra fossile brensler. For å sikre driftssikkerheten i fremtidens strømnett, er innføringen av innovativ teknologi og markedsbaserte løsninger avgjørende. Dette krever bidrag fra ulike fagområder, inkludert fysikk, ingeniørvitenskap, økonomi og andre. På grunn av globaliseringen er etterspørselen etter og omfanget av disse bidragene omfattende, og involverer mange enkeltpersoner. Én effektiv tilnærming for å fremme samarbeid er bruk av åpen kildekode.

I dette arbeidet forbedrer vi et eksisterende åpen kildekode-basert vannkraftbibliotek kalt OpenHPL, som er basert på Modelica-språket. Vi utvider det med modeller for både "åpne og lukkede trykkøkningsbassenger" og "konusformede og Moody-spredningsrør for utløp." Å oppnå optimal produksjon av vannkraft krever avanserte reguleringssystemer basert på grundige systemmodeller. OpenHPL bygger på grunnprinsipper og bruker masse- og momentumbalanser. Brukere av dette biblioteket kan implementere driften av vannkraftverk under ulike scenarier, inkludert avvisning og aksept av elektrisk belastning. I tillegg kan biblioteket enkelt integreres med andre Modelica-biblioteker. Videre implementerer vi en standard reguleringsskjema for aktiv effektfrekvensregulering. Vi utforsker tre typer reguleringssystemer for strømnettet: isokron guvernørkontroll, droop guvernørkontroll og automatisk genereringskontroll (AGC) for isolerte strømsystemer. Basert på nettets frekvensresponsstudie, undersøker vi to typer regulatorer, PI-regulatoren og MPC, for regulering av aktiv effektfrekvens.