aktiivisen verkonhallinnan hy dyt n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Aktiivisen verkonhallinnan hyödyt PowerPoint Presentation
Download Presentation
Aktiivisen verkonhallinnan hyödyt

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 16

Aktiivisen verkonhallinnan hyödyt - PowerPoint PPT Presentation


  • 129 Views
  • Uploaded on

Aktiivisen verkonhallinnan hyödyt. Johdanto Aktiivinen verkon hallinta Jännitteennousuefekti Aktiivinen jännitteen hallinta Pätötehon rajoittaminen Loistehon hallinta Koordinoitu jännitteen säätö Aktiivisen verkonhallinnan hyödyt – case study Yhteenveto. Ontrei Raipala. Johdanto.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Aktiivisen verkonhallinnan hyödyt' - emmett


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
aktiivisen verkonhallinnan hy dyt
Aktiivisen verkonhallinnan hyödyt
  • Johdanto
  • Aktiivinen verkon hallinta
  • Jännitteennousuefekti
  • Aktiivinen jännitteen hallinta
    • Pätötehon rajoittaminen
    • Loistehon hallinta
    • Koordinoitu jännitteen säätö
  • Aktiivisen verkonhallinnan hyödyt – case study
  • Yhteenveto

Ontrei Raipala

johdanto
Johdanto
  • Jakeluverkot on perinteisesti suunniteltu toimimaan passiivisena välivaiheena siirtoverkosta jakeluverkon kautta pienjänniteverkkoon siirretylle sähköenergialle
  • Jakeluverkot on suunniteltu determinististen periaatteiden mukaan kestämään pahimmat mahdolliset tilanteet pienimmällä mahdollisella ohjaustarpeella
  • Hajautetun tuotannon (DG) määrän odotetaan kasvavan
  • DG:n kasvun toteuttaminen saattaa edellyttää siirtymistä passiivisesta aktiiviseen verkonhallintaan
aktiivinen verkon hallinta
Aktiivinen verkon hallinta
  • Aktiivinen verkonhallinta käyttää olemassa olevaa verkkoa optimaalisesti
    • käyttämällä älykkäästi aktiivisia resursseja, kuten generaattoreita, käämikytkimiä, jännitteen- ja loistehon säätäjiä, sekä verkon kytkentätilan aktiivista hallintaa yhdessä integroidusti
  • Aktiivinen verkonhallinta mahdollistaa suuremman hajautetun tuotannon kapasiteetin ilman verkon vahvistamista
  • Tulevaisuudessa mahdollisesti saarekekäyttö => luotettavuus
  • Toimivat lisäpalvelumarkkinat olisivat välttämätön ehto aktiiviselle jakeluverkon hallinnalle
j nnitteens t
Jännitteensäätö
  • Jakeluverkon jännitteensäätö perustuu yleensä sähköaseman kiskon jännitteen vakiona pitämiseen (joskus myös kuormitustilanne huomioidaan säädössä)
  • suunniteltu verkkoon jossa tehonsuunta on yksisuuntainen
  • Kirjoittajien mielestä jännitteennousu on suurin este hajautetun tuotannon yleistymiselle maaseutuverkoissa
  • Verkkoyhtiöt eivät halua verkkoonsa tuotantoa, koska se muuttaa jänniteprofiileja
  • Hajautettua tuotantoa ei ole kuitenkaan usein taloudellisesti kannattavaa liittää korkeammille jännitetasoille
slide5

Passiivisesti hallitussa verkossa suurinta liitettävissä olevaa tuotantokapasiteettia arvioidaan suurimman mahdollisen jännitteennousun mukaan.

  • max tuotanto & min kulutus (PL=QL=0)

Oletetaan yksinkertaisuuden vuoksi,

että ± QG ± QC = 0

p t tehon rajoittaminen ritilanteissa
Pätötehon rajoittaminen ääritilanteissa
  • Hetket, joina tuotanto on maksimissaan samaan aikaan kun kulutus on minimissään, ovat melko harvinaisia
  • on usein taloudellisesti järkevämpää, ettei suurinta sallittavaa tuotantokapasiteettia arvioida tämän pahimman tapauksen mukaan vaan rajoitetaan pätötehon tuotantoa äärimmäisissä tilanteissa
  • Ääritilanteissa (min kulutus & suuri tuotanto) sähkö on usein halpaa => pienentää menetettyä tuottoa
loistehon hallinta
Loistehon hallinta
  • Ehkäistään jännitteennousua loistehon kompensoinnilla (STATCOM, SVC)
  • Tehokas menetelmä jännitteen nousun ehkäisemiseksi avojohtoverkoissa (suuri reaktanssi)
  • Loistehon hallinta mahdollistaa tällöin alemman kaavan jälkimmäisen termin osoittaman lisäkapasiteetin (11kV verkko ottaa 33kV verkosta loistehon Qimport)
  • Menetelmä ei ole kovin tehokas kaapeliverkossa (X tyypillisesti noin 4 x pienempi kuin avojohtoverkossa)
koordinoitu j nnitteens t
Koordinoitu jännitteensäätö
  • Perustuu päämuuntajan käämikytkimen aktiiviseen hyväksikäyttöön
  • Menetelmä mahdollistaa suuremman tuotantokapasiteetin säätämällä sähköaseman jännitteen pienimpään mahdolliseen arvoonsa pitäen kaikki verkon jännitteet kuitenkin sallittujen rajojen sisäpuolella
  • Puhtaasti kuormitusta sisältävien lähtöjen (ongelmana jännitteen alenema) ja merkittävästi tuotantoa sisältävien lähtöjen (ongelmana jännitteennousu) jännitteensäätö saattaa olla järkevää eriyttää toisistaan käyttämällä jännitteensäätäjiä.
  • Edellyttää mittauksia avainasemassa olevista solmupisteistä ja sopivia kommunikaatioyhteyksiä
slide9

Casestudy

  • Tarkasteltavassa verkossa 1 kuormituslähtö ja 1 tuotantoa sisältävä lähtö, sekä muita lähtöjä kuvaava kuorma
  • Kuormitukset on muodostettu käyttäen sekoitusta kotitalous-, liiketila- ja teollisuuskuormista perustuen tuntikohtaisiin keskiarvoihin=> vuosikohtaiset kuormitusprofiilit (kuvaan merkitty max. kuormitustilanne)
  • Tuuliturbiinin tuotantokäyrä perustuu tilastolliseen Markovin malliin
  • 1) Min kuormitus max tuotanto - sallittava kapasiteetti 10MW (passiivinen hallinta)
  • 2) Max kuormitus max tuotanto – sallittava kapasiteetti 6MW (passiivinen hallinta)
j nnitteens t menetelmien tehokkuus
Jännitteensäätömenetelmien tehokkuus
  • Tarkastellaan eri säätömenetelmien vaikutusta suurimpaan sallittavaan vuosituotantoon ja tarvittavaan pätötehon rajoittamiseen (MWh/a), U saa vaihdella ± 3 %
    • Hetkittäinen tuotannon rajoittaminen yhdistettynä eri tehokerroinvaatimuksiin (pf = 0,98 & pf = 0,95)
    • Loistehonkompensointi tuulipuiston liitäntäpisteeseen asennetuilla erikokoisilla SVC laitteistolla

Pf = 0,95

Pf = 0,98

alues t n perustuva k mikytkimen s t
Aluesäätöön perustuva käämikytkimen säätö
  • Aiemmissa tapauksissa päämuuntajan käämikytkin oli asetettu pitämään kiskojännite vakioarvossa 1,0pu.
  • Tässä casessa käämikytkin asetetaan optimoimaan kiskojännite mahdollisimman alhaiseksi
alues t n perustuva k mikytkimen s t yhdistettyn tuotantol hd lle sijoitettuun j nnitteens t j n
Aluesäätöön perustuva käämikytkimen säätö yhdistettynä tuotantolähdölle sijoitettuun jännitteensäätäjään
  • Asetetaan jännitteensäätäjä tuulipuiston sisältävän lähdön alkuun antamaan OLTC:lle lisää pelivaraa
  • Jännitteensäätäjä kykenee jatkuvasti säätämään jännitettä välillä 0,9pu..1,1pu
  • Nyt mahdollista liittää 20MW tuulipuisto hyvin pienellä tuotannon leikkaustarpeella
j nnitteens t menetelmien vaikutus h vi ihin
Jännitteensäätömenetelmien vaikutus häviöihin
  • Verkonhäviöt yleensä pienentyvät, kun verkkoon liitetään pieni määrä hajautettua tuotantoa
  • Kun suuri määrä tuotantoa kytketään verkkoon, saattaa tehoa jäädä yli jolloin sitä syötetään kantaverkkoon => häviöt kasvavat
j nnitteens t menetelmien taloudelliset n k kohdat
Jännitteensäätömenetelmien taloudelliset näkökohdat
  • CBA (Cost Benefit Analysis) analyysiä voidaan käyttää arvioitaessa ylittävätkö projektien tuomat hyödyt niiden aiheuttamat kustannukset
  • Edellä läpikäydyille säätömenetelmille tehtiin CBA analyysi, joka otti huomioon pääoma-, käyttö-, ylläpito- ja korjauskustannukset
  • Tuottopuolelta CBA otti huomioon (kasvaneet) sähköenergian myyntitulot, suuruuden ekonomian tuomat säästöt ja ympäristöystävällisyyden kannustimet
  • Menetelmiä voidaan vertailla laskemalla niille nykyarvot olettaen sopiva korkokanta ja voimalan käyttöikä
slide15
Tarkasteltuun verkkoon voidaan liittää 6MW tuulipuisto ilmaan mitään säätötoimenpiteitä => käytetään tätä referenssitapauksena, jonka NPV = 1,0 pu.
  • Aktiivisten säätömenetelmien käyttö on kannattavaa kun niiden NPV > 1
yhteenveto
Yhteenveto
  • Jännitteennousuefekti on ehkä suurin este hajautetun tuotannon määrän kasvamiselle
    • Ongelma voidaan ratkaista käyttämällä aktiivista verkonhallintaa
  • Aktiivisen verkonhallinnan käyttö mahdollistaa suuremman hajautetun tuotannon määrän käyttämällä olemassa olevaa verkkoa tehokkaammin hyväksi
    • Investoinnit primääri verkostokomponenttien sijaan sekundäärikomponentteihin: mittaukset, kommunikaatio ja tietojärjestelmien kehittäminen
  • Aktiivinen jännitteensäätö: tuotannon ajoittainen rajoittaminen, generaattorien tehokertoimien muokkaaminen, loistehon kompensointi, aluesäätöön perustuva käämikytkimen käyttö yksinään tai yhdistettynä jännitteensäätäjiin