Jännitteensäädön ja loistehon hallinnan kokonaiskuva Sami Repo Sähköenergiatekniikka TTY
Agenda Taustaa Tutkimuskysymykset ja tavoitteet Simuloitava malli Skenaarioiden tarkastelu Tekniset tulokset Taloudelliset laskelmat Havainnot/ johtopäätökset 31.1.2018 2
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 31.1.2018 3
400 kv:n verkon reaktorikapasiteetti ja loistehosumma Lähde: Mika Laatikainen, diplomityö, 2017 31.1.2018 4
400 kv:n muuntajien alapuolelta syötetty loisteho 2011 2016 31.1.2018 5
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 2 2 31.1.2018 6
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 31.1.2018 7
Simuloitava malli 31.1.2018 8
Perustilanne Kantaverkon liittymispiste Maaseutuverkko Kaupunkiverkko 31.1.2018 9
Kaapelointiskenaario (maaseutu) Liittymispiste 400/110 kv kaapelointi Liittymispiste 400/110 kv perustilanne 31.1.2018 10
Kaapelointiskenaario (maaseutu) Sähköasema 110/20 kv kaapelointi Sähköasema 110/20 kv perustilanne 31.1.2018 11
Aurinkoskenaario (maaseutu) Perustilanne Tehokerroin 1 Jännitteensäätö, P>0 Jännitteensäätö, P=0 & P>0 31.1.2018 12
Aurinkoskenaario (maaseutu/ KJ) Perustilanne Tehokerroin 1 Jännitteensäätö, P>0 Jännitteensäätö, P=0 & P>0 31.1.2018 13
Aurinkoskenaario (kaupunki/ KJ) Perustilanne Tehokerroin 1 Jännitteensäätö, P>0 Jännitteensäätö, P=0 & P>0 31.1.2018 14
Loistehomaksut Ilman reaktoria Reaktorin kanssa Teho ( ) Energia ( ) Teho ( ) Energia ( ) Perus 37 760 42 680 0 0 Kaapeli 130 180 294 340 16 800 9 220 Aurinko, cosφ=1 38 640 44 770 0 0 Aurinko, jännitteensäätö P>0 Aurinko, jännitteensäätö, ympäri vrk. 46 230 51 410 450 10 52 970 60 820 760 30 31.1.2018 15
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. 31.1.2018 16
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? 31.1.2018 17
Kiitos! 31.1.2018 18