Sähkövoimajärjestelmän muutosten vaikutus kantaverkon loistehon hallintaan
Laatikainen, Mika (2017)
2017
Sähkötekniikka
Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta - Faculty of Computing and Electrical Engineering
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2017-09-06
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201708291851
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201708291851
Tiivistelmä
Jännite Suomen kantaverkon sähköasemilla on ajoittain kasvanut lähelle suurinta sallittua arvoa. Liian suuri jännite voi aiheuttaa vaaratilanteita ja laitteiden rikkoutumista sekä lyhentää laitteiden elinkaarta. Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää, miten ja miksi loistehotilanne kantaverkossa on muuttunut ja miten se tulee lähivuosina muuttumaan. Työn tuloksena haluttiin käyttö- ja suunnittelutietoa tukemaan kantaverkon loistehon kompensointi-investointeja ja ehdotuksia toimenpiteistä, joilla jänniteongelmia voidaan ehkäistä.
Työssä tutkittiin kantaverkon mittaustietoja vuosilta 2011-2016. Tämän perusteella 400 kV kantaverkon loistehon kompensoimiseksi rakennettu reaktorikapasiteetti on ollut riittävä. Loistehon syöttö muuntajien alajännitepuolelta 400 kV kantaverkkoon on kuitenkin lisääntynyt. Tätä loistehoa ei ole suunniteltu kompensoitavaksi kantaverkon reaktoreilla. Loistehon syötön vuorokausivaihtelu on suurta ja syöttö on suurimmillaan kesäöiden tunteina, jolloin reaktorikapasiteetti on ajoittain loppunut. Jakeluverkkojen maakaapelointi sekä kuorman muuttuminen vähemmän induktiiviseksi ovat vaikuttaneet loistehon syötön kasvuun. Kattavaa tutkimustietoa kuorman muutoksesta ei kuitenkaan ole saatavilla.
Loistehon syötön kasvua simuloitiin tulevien loistehotilanteiden ennustamiseksi. Tulosten perusteella loistehon hallinta kantaverkossa vaikeutuu lähivuosina. Kantaverkkoyhtiön on vaikea kohdentaa uusia loistehon kompensointiratkaisuita, sillä loistehon syöttö on lisääntynyt koko voimajärjestelmässä ja lisäksi kantaverkon siirtotilanteiden muuttuminen vaikuttaa alueelliseen loistehotilanteeseen.
Työn tuloksena korostui loistehon syötön huomioimisen tärkeys. Kompensointi-investointien tekemiseksi täytyy tehdä tarkempi tutkimus, jossa otetaan kattavasti huomioon erilaiset siirto- ja kytkentätilanteet. Työn tulokset nostivat esiin jatkoselvityksiä edellyttäviä kysymyksiä loistehon siirron taloudellisista vaikutuksista, vaihtoehtoisista kompensointiratkaisuista reaktoreiden sijaan, simuloinnissa käytetyistä oletuksista kuorman luonteesta sekä tulevaisuuden voimajärjestelmän jännitteensäädön riittävyydestä. Lisäksi alalla on tarvetta ajankohtaiselle tutkimustiedolle kuorman tehokertoimen muutoksesta.
Työssä tutkittiin kantaverkon mittaustietoja vuosilta 2011-2016. Tämän perusteella 400 kV kantaverkon loistehon kompensoimiseksi rakennettu reaktorikapasiteetti on ollut riittävä. Loistehon syöttö muuntajien alajännitepuolelta 400 kV kantaverkkoon on kuitenkin lisääntynyt. Tätä loistehoa ei ole suunniteltu kompensoitavaksi kantaverkon reaktoreilla. Loistehon syötön vuorokausivaihtelu on suurta ja syöttö on suurimmillaan kesäöiden tunteina, jolloin reaktorikapasiteetti on ajoittain loppunut. Jakeluverkkojen maakaapelointi sekä kuorman muuttuminen vähemmän induktiiviseksi ovat vaikuttaneet loistehon syötön kasvuun. Kattavaa tutkimustietoa kuorman muutoksesta ei kuitenkaan ole saatavilla.
Loistehon syötön kasvua simuloitiin tulevien loistehotilanteiden ennustamiseksi. Tulosten perusteella loistehon hallinta kantaverkossa vaikeutuu lähivuosina. Kantaverkkoyhtiön on vaikea kohdentaa uusia loistehon kompensointiratkaisuita, sillä loistehon syöttö on lisääntynyt koko voimajärjestelmässä ja lisäksi kantaverkon siirtotilanteiden muuttuminen vaikuttaa alueelliseen loistehotilanteeseen.
Työn tuloksena korostui loistehon syötön huomioimisen tärkeys. Kompensointi-investointien tekemiseksi täytyy tehdä tarkempi tutkimus, jossa otetaan kattavasti huomioon erilaiset siirto- ja kytkentätilanteet. Työn tulokset nostivat esiin jatkoselvityksiä edellyttäviä kysymyksiä loistehon siirron taloudellisista vaikutuksista, vaihtoehtoisista kompensointiratkaisuista reaktoreiden sijaan, simuloinnissa käytetyistä oletuksista kuorman luonteesta sekä tulevaisuuden voimajärjestelmän jännitteensäädön riittävyydestä. Lisäksi alalla on tarvetta ajankohtaiselle tutkimustiedolle kuorman tehokertoimen muutoksesta.