Tuulipuiston sähköjärjestelmän mitoitus

Abstract

Tuulivoimateollisuuden muuttuessa yhä enemmän markkinaehtoisemmaksi suunnittelua on keskitettävä vahvemmin tuulipuistojen teknillistaloudelliseen optimointiin. Suurimmat optimoinnilla saavutettavat säästöpotentiaalit puistojen sähköjärjestelmässä piilevät sisäisen sähköverkon rakenteessa ja keskijännitekaapeloinnin sekä päämuuntajien mitoituksessa.

Tämä diplomityö tehtiin vaasalaisen Ampner Oy:n toimeksiannosta ja sen tavoitteena on selkeyttää tuulipuiston turbiinimuuntajien yläjännitenapojen sekä liittymispisteen välisen sähköverkon komponenttien mitoitukseen sekä teknillis-taloudelliseen optimointiin liittyviä periaatteita. Työssä käsitellyissä laskelmissa ja esimerkkitarkasteluissa hyödynnetään DigSilent Powerfactory -verkkosimulointiohjelmistoa sekä Microsoft Excel -taulukkolaskentaohjelmistoa. Komponenttien mitoitusperiaatteiden lisäksi työn tutkimuksissa havaitaan, että pää- muuntajan valinnassa tulee pyrkiä teholtaan mahdollisimman suureen muuntajakokoon. Kaapeliverkon rakenteen suunnittelussa puolestaan todetaan, että mahdollisimman suuri voimalamäärä johtohaaralla tulee todennäköisimmin edullisimmaksi syöttökenttien lukumäärän ja häviökustannusten pienentymisen vuoksi, mutta tapauskohtainen tarkastelu on suositeltavaa. Yleinen johtopäätös optimointia käsittelevissä luvuissa on, että keskeytyskustannuksien pienentämiseen pohjautuva suunnittelumetodi ei todennäköisesti saa aikaan edullisinta lopputulosta. Työn lopputuloksena saatiin kustannusten optimointiin liittyvän tietopaketin lisäksi erilaisia laskentatyökaluja, joita voidaan hyödyntää tulevaisuuden projekteissa.