Dimensioning of smart power grids for the future. Within ELFORSK Program Smart Grids

Rapportnummer:  13:98
Artikelnummer: 
Spridning: free
Författare:  Morten Hemmingsson, Monica Lexholm
Pris (tryckt rapport, ex. moms): 
Lagerstatus (tryckt rapport): Slut
Referat:
En konkret och lättanvänd metod för dimensionering av moderna elnät har tagits fram och presenteras i föreliggande rapport. Baserat på nuvarande metoders förtjänster och tillkortakommanden, samt framtida krav och möjligheter, sammanställs en designmetod för elnätsdimensionering, som redovisas i form av flödesdiagram. Rapporten innehåller även konkreta råd och anvisningar, för dimensionering av framtida eldistributionssystem av olika slag. Framtida smarta elnät kan förväntas ha kraftfulla kommunikations- styrbarhets- och reglermöjligheter, som påverkar den fysiska dimensioneringen av elnätet.
Velanders formel för dimensionering av distributionssystem, är mer eller mindre föråldrad, och används alltmer sällan. Andra metoder baserade på typkurvor, erfarenheter, förväntningar om framtiden, och marginaler i systemet är nu dominerande. Idag är även elkvalitet, tillförlitlighet och tillgänglighet, mycket mer uttalade som dimensioneringskriterier, än den förväntade maximieffekten.
Nuvarande kriterier för dimensionering av eldistributionssystem bygger huvudsakligen på
      Belastbarhet (systemet, såsom det designas och byggs, måste kunna föra det effektflöde som kan förutses för de kommande 30-40 åren),
      Spänningskvalitet (främst med avseende på nivå och tillfälliga spänningssänkningar),
      Robusthet (med avseende på avbrott och underhåll), och
      Investeringskostnader (måste vara godtagbara för övervakande myndighet, att läggas på kundernas elnätstariff)
De största osäkerheterna när det gäller framtida krav på eldistributionssystem är mängden småskalig förnybar generering, främst mindre lågspänningsanslutna solkraftanläggningar, och elektriska fordon, samt hur de kommer att laddas. Datakommunikation, fjärrkontroll och styrning förväntas vara mer kostnadseffektivt i framtiden och mer lättillgängligt än i dag. Kundernas elektroniska mätare är ett första steg mot mer avancerade distributionssystem. Med inbyggd effektomriktarbaserad produktion, och därmed tillgång till styrbar reaktiv effekt, kan spänningsnivån i olika delar av nätet styras individuellt baserat på systemvida kriterier. Om plug-in hybrider kommer att vara en betydande del av belastningen, kan de också fungera som en källa i det framtida smarta distributionssystemet.
Inom ramen för uppdraget beskrivs nuvarande metoder för dimensionering av distributionssystem, tillkortakommanden i nuvarande metoder identifieras, och kommande krav på dimensionering beskrivs. Avslutningsvis beskrivs hur reviderade dimensioneringskriterier för olika typer av distributionssystem bör utformas för att vara effektiva och tillförlitliga i en smartare framtida elnätsmiljö. Redovisningen av nuvarande dimensioneringsmetoder och förhärskande principer inom branschen, bygger till stora delar på intervjuer med branschfolk, som välvilligt ställ upp och delat med sig av sina erfarenheter och sina idéer om framtiden.
Projektet omfattar fyra huvudmoment, som redovisas i ordningsföljd och vars huvudsakliga innehåll sammanfattas nedan.
- En nulägesbeskrivning av elnätsdimensionering, med och utan produktion, baserad på litteraturstudier och personliga kontakter med elnätsföretagens planeringsavdelningar, tekniska universitet och branschorganisationer.
- En identifiering och beskrivning av hittills förbisedda faktorer, samt andra aspekter och förhållanden som påverkar den framtida elnätsdimensioneringen, såsom produktion ansluten i distributionssystem, sammanlagringseffekter och samvarianseffekter inom olika typer av elförbrukning i distributionssystem.
- En identifiering av nya och kommande faktorer med påverkan på elnätsdimensioneringen, såsom nya typer av elförbrukning och deras potentiella styrbarhet.
- En metod för steg-för-steg dimenionering av framtida distributionssystem, presenterad i form av flödesschema med konkreta råd och anvisningar.

Svenska Elföretagens Forsknings- och Utvecklings- Elforsk - AB, 101 53 Stockholm, Besöksadress: Olof Palmes gata 31, Tel: 08-677 25 30, Kontakt, Cookies