Hajautetun tuotannon vaikutus pienjänniteverkkoon ja pienjänniteverkon suunnitteluun
Kari, Joel (2020)
2020
Sähkötekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Electrical Engineering
Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunta - Faculty of Information Technology and Communication Sciences
This publication is copyrighted. Only for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2020-11-26
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202011057813
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202011057813
Tiivistelmä
Ilmastonmuutoksen takia on kehitetty vaihtoehtoisia tapoja sähköntuotannolle. Fossiilisten polttoaineiden käyttöä vähennetään niiden ympäristövaikutuksien takia ja näin ollen uusiutuvat energiantuotantomuodot ovat koko ajan yleistymässä niiden hinnan alentuessa. Yksi yleistyvä energiantuotantomuoto on tällä hetkellä aurinkosähkö. Aurinkosähköjärjestelmät yleistyvät pienjänniteverkon sähköliittymillä koko ajan asiakkaiden pyrkiessä omavaraisuuteen.
Tässä diplomityössä tutkitaan PowerWorld -simulointiohjelmaa hyväksi käyttäen sähköliittymille hankittujen aurinkosähköjärjestelmien vaikutusta sähköverkkoon ja sähköverkon suunnitteluun. Aurinkosähköjärjestelmien tuotettu teho on täysin sääriippuvainen ja tämä voi muodostua pienjänniteverkossa ongelmaksi. Aurinkosähköjärjestelmät nostattavat jännitteitä pienjänniteverkon solmupisteissä ja standardissa SFS-EN 50160 on määritelty, että nopea jännitevaihtelu saa olla enimmillään 5 %. Tämä 5 %:n arvo pitää ottaa huomioon sähköverkon suunnittelussa.
Tämän diplomityön tavoitteena on tutkia sähköverkon suunnittelun näkökulmasta Sähköenergialiitto ry:n ohjeistamaa laskentakaavaa sallitulle tuotantotehon kytkemiselle. Laskentakaavan periaatteena on, että sähköliittymän oikosulkuvirta pitää olla riittävä, jotta kytkettävä aurinkosähköjärjestelmä ei aiheuta yli 5 % jännitteen muutosta sähköliittymän solmupisteellä. Samalla tutkittiin aurinkosähköjärjestelmien yhteisvaikutusta pienjänniteverkossa pahimman skenaarion mukaan eli tuotannon ollessa maksimissa ja kuormitus minimissä.
Diplomityön tuloksena saatiin selville useamman kytketyn aurinkosähköjärjestelmän olevan riski sähkön laadulle. Jännite nousee simuloidun pienjänniteverkon solmupisteissä yli + 10 %:n nimellisjännitteeseen, vaikka oikosulkuvirtaa on sähköliittymillä tarpeeksi. Sähköenergialiitto ry:n laskentakaavaa ei tulisi näin ollen käyttää sellaisenaan, jos samassa muuntopiirissä on useampia aurinkosähköjärjestelmiä. Sähköenergialiitto ry:n laskentakaava mitoittaa sähköverkon liian jännitejäykäksi, jos tarkastellaan yhden liittymän kytkettyä aurinkosähköjärjestelmää.
Tässä diplomityössä tutkitaan PowerWorld -simulointiohjelmaa hyväksi käyttäen sähköliittymille hankittujen aurinkosähköjärjestelmien vaikutusta sähköverkkoon ja sähköverkon suunnitteluun. Aurinkosähköjärjestelmien tuotettu teho on täysin sääriippuvainen ja tämä voi muodostua pienjänniteverkossa ongelmaksi. Aurinkosähköjärjestelmät nostattavat jännitteitä pienjänniteverkon solmupisteissä ja standardissa SFS-EN 50160 on määritelty, että nopea jännitevaihtelu saa olla enimmillään 5 %. Tämä 5 %:n arvo pitää ottaa huomioon sähköverkon suunnittelussa.
Tämän diplomityön tavoitteena on tutkia sähköverkon suunnittelun näkökulmasta Sähköenergialiitto ry:n ohjeistamaa laskentakaavaa sallitulle tuotantotehon kytkemiselle. Laskentakaavan periaatteena on, että sähköliittymän oikosulkuvirta pitää olla riittävä, jotta kytkettävä aurinkosähköjärjestelmä ei aiheuta yli 5 % jännitteen muutosta sähköliittymän solmupisteellä. Samalla tutkittiin aurinkosähköjärjestelmien yhteisvaikutusta pienjänniteverkossa pahimman skenaarion mukaan eli tuotannon ollessa maksimissa ja kuormitus minimissä.
Diplomityön tuloksena saatiin selville useamman kytketyn aurinkosähköjärjestelmän olevan riski sähkön laadulle. Jännite nousee simuloidun pienjänniteverkon solmupisteissä yli + 10 %:n nimellisjännitteeseen, vaikka oikosulkuvirtaa on sähköliittymillä tarpeeksi. Sähköenergialiitto ry:n laskentakaavaa ei tulisi näin ollen käyttää sellaisenaan, jos samassa muuntopiirissä on useampia aurinkosähköjärjestelmiä. Sähköenergialiitto ry:n laskentakaava mitoittaa sähköverkon liian jännitejäykäksi, jos tarkastellaan yhden liittymän kytkettyä aurinkosähköjärjestelmää.