1 INCA Interactive Customer Gateway Pienjänniteverkon kuorman taajuusriippuvuuden kehittäminen Antti Rautiainen, TTY/ Alustus, Fingrid Helsinki 5.5.2009 Pienjänniteverkon kuorman taajuusriippuvuuden kehittäminen 14.5.2009
2 Alustuksen sisältö Perusidea ja taustaa Case Sähkölämmitys Case Sähköverkosta ladattavat autot 14.5.2009
Perusidea ja taustaa 1/2 3 Sähköverkon kuorman ottaman tehon tekeminen taajuusriippuvaksi Käyttäjän toimet Kuorma f tai f + df/dt Taajuus toimii robustina säätökriteerinä joka puolella verkkoa paikallisesti mitattuna Voisi mahdollistaa uudentyyppisiä reservejä pienasiakkailta 14.5.2009
Perusidea ja taustaa 2/2 4 Ajatus soveltuu parhaiten kuormiin, jotka omaavat jonkinlaisen energiavaraston Lämmitysjärjestelmät, jäähdytysjärjestelmät, ilmastointilaitteet, pumput, tulevaisuudessa sähköverkosta ladattavat hybridiautot ja sähköautot 14.5.2009
5 CASE sähkölämmitys 1/6 kuorman toiminta DDC-periaate (Dynamic Demand Control): tehdään sähkölämmitystä säätävän termostaatin asetusarvo taajuusriippuvaksi 14.5.2009
6 CASE sähkölämmitys 2/6 simulointeja Simulointityökaluna PSCAD Sähkölämmityskuormalle termodynaaminen malli 580 000 kpl taajuusriippuvia sähkölämmityskuormia verkkoon (10 % kokonaiskuormasta) Aiheutettiin häiriöitä verkkoon ja tarkkailtiin järjestelmän käyttäytymistä 14.5.2009
7 CASE sähkölämmitys 3/6 simulointiesimerkki 14.5.2009
CASE sähkölämmitys 4/6 demonstraatio, demonstraatioympäristö 8 Taajuusriippuvan sähkölämmityskuorman laboratoriodemonstraatio 14.5.2009
CASE sähkölämmitys 5/6 demonstraatioympäristö 9 14.5.2009
10 CASE sähkölämmitys 6/6 RTDS-simulointi 14.5.2009
Case sähköverkosta ladattavat autot (ladattavat hybridit ja sähköautot) 1/5 11 Jos SLA:t yleistyisivät merkittävästi, olisivat ne merkittävä sähköverkon kuorma Uusien toimintojen lisääminen ajoneuvoihin etukäteen helppoa Latauslaitteet omaavat luonnostaan hyvät tehonsäätöominaisuudet periaatteessa tarvitaan vain taajuusmittaus ja vähän ohjelmistoa Ei sotke auton akkujen latausprosessia Taajuusriippuvan sähkölämmityskuorman laboratoriodemonstraatio 14.5.2009
Case sähköverkosta ladattavat autot 2/5 toimintamalleja 12 Säätötapoja ovat mm. Suora lataustehon säätö Varaustilan (SOC State Of Charge) asetusarvon säätö Taajuusriippuvan sähkölämmityskuorman laboratoriodemonstraatio 14.5.2009
Case sähköverkosta ladattavat autot 3/5 simulointeja 13 Sama sähkövoimajärjestelmän malli kuin sähkölämmityskuormien tapauksessa Simuloitiin häiriöreservisovelluksena Suoraa lataustehon säätöä taajuuden funktiona Varaustilan asetusarvon säätöä taajuuden funktiona Muodostettiin yksinkertainen malli SOC:n ja lataustehon välille Lisättiin voimajärjestelmään 71 400 kpl latauskuormia, joilla on eri SOC:t ja siten erisuuruiset lataustehot Aiheutettiin häiriöitä verkkoon Taajuusriippuvan sähkölämmityskuorman laboratoriodemonstraatio 14.5.2009
Case sähköverkosta ladattavat autot 4/5 simulointeja 14 Taajuusriippuvan sähkölämmityskuorman laboratoriodemonstraatio 14.5.2009
Case sähköverkosta ladattavat autot 5/5 simulointeja 15 Häiriöreservinä toiminen 15 minuuttia kestävässä häiriössä aiheutti keskimäärin 2,3 km ajomatkan menetyksen (toimittamatta jäänyt energia) suorassa lataustehon säädössä ja 3,1 km ajomatkan menetyksen SOC:n asetusarvon säädön tapauksessa Todellisuudessa tällaisen häiriöreservin käyttö on harvinaista haitta autojen käyttäjille olisi hyvin pieni Taajuusriippuvan sähkölämmityskuorman laboratoriodemonstraatio 14.5.2009
16 Yhteenvetoa Mahdollistaa uusia edullisia reservimahdollisuuksia Kokonaisuuden hallinta tärkeää Kuormalaitteiden käyttäjien hyväksyntä Laitekannan modifiointi/uusiutuminen Resurssien käytettävyyden määrittäminen Taajuusriippuvan sähkölämmityskuorman laboratoriodemonstraatio 14.5.2009