Voimalaitoksen verkkoon liittyminen ja sen mallintaminen
Kehusmaa, Maiju (2023)
2023
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
2024-08-22
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202306066552
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202306066552
Tiivistelmä
Sähköjärjestelmän luotettavan toiminnan kannalta on tärkeää, että verkkoon liitettävät voimalaitokset ovat muun järjestelmän kanssa teknisesti yhteensopivia, eivätkä aiheuta haittaa sähköjärjestelmälle. Verkkoon liitettävien voimalaitosten asianmukaisen toimin-nan varmistamiseksi Fingrid on laatinut dokumentin Voimalaitoksen järjestelmätekniset vaatimukset VJV2018. Siinä on annettu vaatimukset, jotka Suomen sähköjärjestelmään liitettävän voimalaitoksen on täytettävä.
Tässä diplomityössä tutkittiin, mitä VJV vaatii verkkoon liitettävältä tahtikonevoimalai-tokselta, miten tahtikonevoimalaitos mallinnetaan Neplan-ohjelmistolla sekä miten VJV:n mukaiset laskelmat suoritetaan kyseistä ohjelmaa käyttäen. Voimalaitoksen mallinta-miseksi on tunnettava sen toimintaa, minkä vuoksi voimalaitoksen keskeiset rakenteet ja niiden toiminta ovat merkittävässä osassa tässä työssä. Tarkastelussa keskityttiin vesi-voimalaitokseen ja sille tyypillisiin rakenteisiin. Työssä selvitettiin VJV:n asettamat vaa-timukset keskittyen erityisesti laskelmiin, joita tarvitaan osana sen todentamista, että voimalaitos täyttää vaatimukset. Voimalaitosmalli tehtiin mallintamalla ulkoinen verkko, päämuuntaja, generaattori sekä kiskot. Lisäksi mallinnettiin jännitteensäätäjä, lisästabi-lointipiiri sekä turbiini ja sen säätäjä.
Työssä toteutettiin VJV:n vaatimusten perusteella loistehokapasiteettilaskelma, jän-nitteensäätäjän suorituskykylaskelma sekä jännitehäiriölaskelma. Jännitehäiriölasken-nassa havaittiin epävarmuuksia ulkoisenverkon mallintamiseen ja vian aikaisen liittymis-pisteen jännitteen määrittelyyn liittyen. Lisäksi epävarmuutta oli jännitteensäätäjän ja sen rajoittimien toimintaan liittyen. Nämä epävarmuudet vaativat vielä jatkoselvitystä.
Tässä diplomityössä tutkittiin, mitä VJV vaatii verkkoon liitettävältä tahtikonevoimalai-tokselta, miten tahtikonevoimalaitos mallinnetaan Neplan-ohjelmistolla sekä miten VJV:n mukaiset laskelmat suoritetaan kyseistä ohjelmaa käyttäen. Voimalaitoksen mallinta-miseksi on tunnettava sen toimintaa, minkä vuoksi voimalaitoksen keskeiset rakenteet ja niiden toiminta ovat merkittävässä osassa tässä työssä. Tarkastelussa keskityttiin vesi-voimalaitokseen ja sille tyypillisiin rakenteisiin. Työssä selvitettiin VJV:n asettamat vaa-timukset keskittyen erityisesti laskelmiin, joita tarvitaan osana sen todentamista, että voimalaitos täyttää vaatimukset. Voimalaitosmalli tehtiin mallintamalla ulkoinen verkko, päämuuntaja, generaattori sekä kiskot. Lisäksi mallinnettiin jännitteensäätäjä, lisästabi-lointipiiri sekä turbiini ja sen säätäjä.
Työssä toteutettiin VJV:n vaatimusten perusteella loistehokapasiteettilaskelma, jän-nitteensäätäjän suorituskykylaskelma sekä jännitehäiriölaskelma. Jännitehäiriölasken-nassa havaittiin epävarmuuksia ulkoisenverkon mallintamiseen ja vian aikaisen liittymis-pisteen jännitteen määrittelyyn liittyen. Lisäksi epävarmuutta oli jännitteensäätäjän ja sen rajoittimien toimintaan liittyen. Nämä epävarmuudet vaativat vielä jatkoselvitystä.