Simulointitutkimus eräiden energiavarastojen vaikutuksista sähköverkkoon - Rinne, Timo (My University, 2018)
Tuulivoimaloiden vaihteleva teho aiheuttaa sähköverkossa haitallisia ilmiöitä, kuten esimerkiksi ylijännitteitä ja välkyntää. Energiavarastoilla voidaan vähentää verkkoon syötettävän tehon vaihteluita. Tämän diplomityön tavoitteena on tarkastella, miten akuilla ja superkondensaattoreilla saadaan vähennettyä tuulivoimalan aiheuttamia jännitteen heilahteluja ja kuinka sähkönlaatuasema pystyy korjaamaan jännitekuoppia sekä kompensoimaan yliaaltoja. Tavoitteena myös selvittää säätöalgoritmien vaikutuksia todelliseen sähköverkkoon. Kohteena on yhteistyönä valtion teknillisen tutkimuskeskuksen (VTT) kanssa eräästä tuulivoimalasta mitattu tehotieto sekä yleisen sähköverkon rakenteen mallit. Kokeellisten mittausten ollessa kalliita ja hankalia toteuttaa suoritettiin tutkimus simuloimalla kirjallisuuden ja yhteistyökumppanien avulla rakennettuja verkkomalleja käyttäen. Erityisenä tapauksena käsitellään VTT:n energian varastointia koskevaan projektiin Vaasan yliopistossa alihankintana toteutetun simulointiprojektin vaiheita sekä vastaavanlaisen simulointihankeen toteutusta. Työssä havaittiin, että energiavarastoiksi lisätyillä superkondensaattoreilla voidaan tasoittaa tehon nopeita vaihteluita, mutta käytännön toteutusta rajoittaa kondensaattorille sallittu suurin virta sekä matala jännite varaustilan ollessa pieni. Akuilla voidaan tasoittaa hitaita tehomuutoksia. Sähkönlaatuasema kykeni korjaamaan sähköaseman viereisillä lähdöillä olevien vikojen aiheuttamia jännitekuoppia, kompensoimaan kuorman ottamia virran yliaaltoja sekä toimimaan yhdessä energiavaraston kanssa UPS-laitteen tavoin lyhyissä sähkökatkoksissa. Ohjausparametreissa jouduttiin tekemään kompromisseja tasaisen virran tai tasaisen jännitteen välillä.
Keywords: Energiavarasto; sähkönlaatuasema; tuulivoimala; Pscad; simulointi.; fi=Sähkötekniikka|en=Electrical Engineering|; fi=Sähkö- ja energiatekniikan koulutusohjelma (DI)|