Tuulivoimaloiden vaikutus sähkönjakeluverkon suojaukseen ja käyttöön
Haapalainen, Timo (2007)
Kuvaus
Kokotekstiversiota ei ole saatavissa.
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tarkoituksena oli mallintaa PSCAD – simulointiohjelmalla mahdol-lisimman tarkasti suojauksen näkökulmasta Pori Energia Sähköverkot Oy:n Syväsata-man sähköaseman jakeluverkko ja siihen liitetyt tuulivoimalaitokset hyödyntäen muun muassa aiemmissa projekteissa kehitettyjä tuotantoyksiköiden malleja. Toteutetulla si-mulointimallilla suoritettiin simulointeja, joiden tavoite oli tarkastella jakeluverkon suo-jauksen toimintaa ja tuulivoimaloiden vaikutusta siihen.
Diplomityön teoriaosassa on perehdytty keskijännitejakeluverkon johtosuojaukseen se-kä tarkasteltu jakeluverkkoon liitetyn hajautetun tuotannon vaikutuksia ylivirta- ja maa-sulkusuojaukseen. Työssä on luotu myös katsaus nykyisin käytössä oleviin tuulivoima-lakonsepteihin ja niiden verkkoonliitäntään. Simuloinneilla on tarkasteltu suojauksen toimintaa tilanteissa, joissa verkkoon liitetyt tuulivoimalat voisivat mahdollisesti vaikut-taa suojauksen toimivuuteen ja verkon turvalliseen käyttöön. Tarkastelun kohteena on ollut myös tuulivoimaloiden toiminta verkon vikatilanteiden aikana. Simulointien avulla on pyritty selvittämään olisiko mahdollista ottaa jälleenkytkennät käyttöön myös niillä johtolähdöillä, joiden varrelle on liitetty tuulivoimaloita. Näin pystyttäisiin parantamaan sähkönjakelun laatua niiden kuluttajien osalta, jotka sijaitsevat tuulivoimalähdöillä.
Suoritettujen simulointien perusteella voidaan todeta, ettei tuulivoimaloilla ole tässä ta-pauksessa vaikutusta johtolähtöjen oikosulkusuojauksen toimivuuteen, eikä sähköase-malla sijaitsevien maasulkureleiden asetteluihin. Tuulivoimalat voivat kuitenkin pitää jännitettä yllä vielä senkin jälkeen, kun johtolähtöjen suojat ovat erottaneet lähdöt, jol-loin maasulkutilanne pitkittyy, mikä voi johtaa käyttöturvallisuuden heikkenemiseen. Tämä voitaisiin ehkäistä liityntäpisteeseen sijoitettavien keskijännitepuolelta nollajänni-tettä mittaavien releiden avulla. Koordinoimalla niiden asetukset muun verkon suojauk-sen kanssa toimiviksi mahdollistaisivat ne lisäksi jälleenkytkentöjen käytön tuulivoimaa sisältävillä johtolähdöillä.
Simulointien perusteella ei myöskään tuulivoimaloiden samanaikaisella käynnistyksellä tai verkosta irtoamisella ole tässä tapauksessa niin suurta vaikutusta jännitteeseen, että se aiheuttaisi toimenpiteitä kyseisten tapahtumien estämiseksi.
Diplomityön teoriaosassa on perehdytty keskijännitejakeluverkon johtosuojaukseen se-kä tarkasteltu jakeluverkkoon liitetyn hajautetun tuotannon vaikutuksia ylivirta- ja maa-sulkusuojaukseen. Työssä on luotu myös katsaus nykyisin käytössä oleviin tuulivoima-lakonsepteihin ja niiden verkkoonliitäntään. Simuloinneilla on tarkasteltu suojauksen toimintaa tilanteissa, joissa verkkoon liitetyt tuulivoimalat voisivat mahdollisesti vaikut-taa suojauksen toimivuuteen ja verkon turvalliseen käyttöön. Tarkastelun kohteena on ollut myös tuulivoimaloiden toiminta verkon vikatilanteiden aikana. Simulointien avulla on pyritty selvittämään olisiko mahdollista ottaa jälleenkytkennät käyttöön myös niillä johtolähdöillä, joiden varrelle on liitetty tuulivoimaloita. Näin pystyttäisiin parantamaan sähkönjakelun laatua niiden kuluttajien osalta, jotka sijaitsevat tuulivoimalähdöillä.
Suoritettujen simulointien perusteella voidaan todeta, ettei tuulivoimaloilla ole tässä ta-pauksessa vaikutusta johtolähtöjen oikosulkusuojauksen toimivuuteen, eikä sähköase-malla sijaitsevien maasulkureleiden asetteluihin. Tuulivoimalat voivat kuitenkin pitää jännitettä yllä vielä senkin jälkeen, kun johtolähtöjen suojat ovat erottaneet lähdöt, jol-loin maasulkutilanne pitkittyy, mikä voi johtaa käyttöturvallisuuden heikkenemiseen. Tämä voitaisiin ehkäistä liityntäpisteeseen sijoitettavien keskijännitepuolelta nollajänni-tettä mittaavien releiden avulla. Koordinoimalla niiden asetukset muun verkon suojauk-sen kanssa toimiviksi mahdollistaisivat ne lisäksi jälleenkytkentöjen käytön tuulivoimaa sisältävillä johtolähdöillä.
Simulointien perusteella ei myöskään tuulivoimaloiden samanaikaisella käynnistyksellä tai verkosta irtoamisella ole tässä tapauksessa niin suurta vaikutusta jännitteeseen, että se aiheuttaisi toimenpiteitä kyseisten tapahtumien estämiseksi.