Jännitteensäädön ja loistehon hallinnan kokonaiskuva. Sami Repo Sähköenergiatekniikka TTY

Transkriptio

1 Jännitteensäädön ja loistehon hallinnan kokonaiskuva Sami Repo Sähköenergiatekniikka TTY

2 Agenda Taustaa Tutkimuskysymykset ja tavoitteet Simuloitava malli Skenaarioiden tarkastelu Tekniset tulokset Taloudelliset laskelmat Havainnot/ johtopäätökset

3 Taustaa/ tutkimuskysymykset Loistehon kompensoinnin ja jännitteensäädön kannattava toteutus teknisesti ja taloudellisesti Kokonaiskuvan hahmottaminen Kaikki jännitetasot ja toimijat Millä tavoin eri osapuolten ratkaisut vaikuttavat kokonaisuuteen ja minkälaisia ristiriitaisuuksia eri toimijoiden ratkaisuista voi syntyä Käynnissä olevien muutostekijöiden huomiointi: Kaapelointi Hajautettu tuotanto (aurinko, tuuli, yms.) Loistehotariffien ohjaus? Hajautettu vs. keskitetty? Ehdottaa ratkaisuvaihtoehtoja

4 400 kv:n verkon reaktorikapasiteetti ja loistehosumma Lähde: Mika Laatikainen, diplomityö,

5 400 kv:n muuntajien alapuolelta syötetty loisteho

6 Hieman teoriaa Siirtojohto kuluttaa tai tuottaa loistehoa riippuen johtimen virrasta (vaihtelee) ja jännitetasosta (yleensä vakio) Q 1 = V 1 2 X V 1V 2 X cosδ Q c1 = B 2 V 1 2 Q 2 = V 2 2 X V 1V 2 X cosδ Q c2 = B 2 V

7 Simuloitava malli Eri jännitetasot mukana kokonaisuudessa Verkon osat/jännitetasot yksinkertaistettu Ominaispiirteet säilyttäen, esim. topologia Tarkasteltu tyypillisiä rakenteita Käytetyt verkkokomponentit ja parametrit verkkoyhtiöiltä Kuormitus- ja tuotantotiedot oikeasta järjestelmästä Skaalattu sopivilla kertoimilla

8 Simuloitava malli

9 Perustilanne Kantaverkon liittymispiste Maaseutuverkko Kaupunkiverkko

10 Kaapelointiskenaario (maaseutu) Liittymispiste 400/110 kv kaapelointi Liittymispiste 400/110 kv perustilanne

11 Kaapelointiskenaario (maaseutu) Sähköasema 110/20 kv kaapelointi Sähköasema 110/20 kv perustilanne

12 Aurinkoskenaario (maaseutu) Perustilanne Tehokerroin 1 Jännitteensäätö, P>0 Jännitteensäätö, P=0 & P>

13 Aurinkoskenaario (maaseutu/ KJ) Perustilanne Tehokerroin 1 Jännitteensäätö, P>0 Jännitteensäätö, P=0 & P>

14 Aurinkoskenaario (kaupunki/ KJ) Perustilanne Tehokerroin 1 Jännitteensäätö, P>0 Jännitteensäätö, P=0 & P>

15 Loistehomaksut Ilman reaktoria Reaktorin kanssa Teho ( ) Energia ( ) Teho ( ) Energia ( ) Perus Kaapeli Aurinko, cosφ= Aurinko, jännitteensäätö P>0 Aurinko, jännitteensäätö, ympäri vrk

16 Havainnot/ johtopäätökset Loistehotariffit ohjaavat koko järjestelmän kannalta tilannetta teknisesti ja taloudellisesti oikeaan suuntaan Suurin loistehon antoon vaikuttava tekijä ovat aliluonnollisella tehoalueella toimivat johdot ja kaapelit Viitteitä kaikkien asiakkaiden tehokertoimien muuttumisesta lähemmäksi ykköstä on olemassa Perusteet loistehon oton maksuille jakeluverkoissa ovat murentumassa kaapeloinnin myötä. Teknisesti tarpeettomat kondensaattorit tehotariffiasiakkailta tulisi saada irti verkosta hinnoittelua muuttamalla. Nykytilanne saattaa johtaa epäedulliseen tilanteeseen, jossa ilman netotussopimusta verkon käyttö ei ole teknisesti eikä taloudellisesti järkevää

17 Havainnot/ johtopäätökset Generaattoreiden jännitteensäätö vaikuttaa paljon verkon loistehoon Sopimukset / jännitteensäätörajat? Lähekkäin olevien loistehoa / jännitettä säätävien laitteiden koordinointi Voimalan jännitteensäädöllä positiivinen vaikutus jakeluverkon jännitteen laatuun, mutta heikentävä vaikutus loistehomaksuihin Kun jakeluverkossa siirto kevyttä ja tuotanto suurta voimalat kuluttavat loistehoa jännitteennousun välttämiseksi. Jännitetason lasku käämikytkimellä auttaisi tilannetta loistehomaksujen ja häviöiden kannalta Huomioita loistehoikkunasta Loistehoikkunan yläosien (voimakas pätötehon otto) alueen loismaksurajojen loivennuksista ei yksikään skenaario hyötynyt Loistehomaksuja syntyi useasti pätötehon annolla ja loistehon kulutuksella Kustannusarviot konservatiivisia (ilmaeristeiset reaktorit halvempia) Ei välttämättä aina kannattavaa investoida reaktoriin, muut tavat vaikuttaa?

18 Kiitos!