Hajautetun tuotannon hallinta suurjännitteisessä sähkönjakeluverkossa

Abstract

Energiamurros ja ilmastonmuutoksen hillitseminen on luonut erinomaiset olosuhteet hiilineutraalille sähköntuotannolle viime vuosikymmenen aikana. Tämä on johtanut tuulivoimabuumiin ja tuonut markkinoille suuria tuulivoimaloita ja suuria tuulipuistoja, jotka liittyvät niin kantaverkkoon kuin suurjännitteisiin jakeluverkkoihin. Perinteinen sähkön toimittaminen asiakkaalle keskitetyltä voimalaitokselta on muuttumassa hajautetun tuotannon sijoittuessa lähemmäs sähkön kuluttajia ympäri Suomen.

Tässä työssä mallinnetaan Caruna Oy:n eräälle verkkoalueelle rakenteilla olevien tuulipuistojen erilaisia tuotantotilanteita ja tutkitaan tuulipuistojen vaikutuksia suurjännitteiseen sähkönjakeluverkkoon PSS®E -simulointiohjelmistolla sekä normaali- että erilaisissa poikkeustilanteissa.

Simulointitulosten perusteella suurten tuulipuistojen verkkoonliityntöjen realisoituessa on panostettava automatiikkaan tuotantomuutosten tuottamien verkkovaikutusten hallitsemiseksi ja loppukäyttäjälle toimitettavan sähkön laadun varmistamiseksi. Lisäksi havaittiin tuulipuistojen voivan tukea verkon käyttöä tietyissä poikkeustilanteissa.

The energy revolution and the mitigation of climate change have created excellent conditions for carbon-neutral electricity generation over the past decade. This has led to a wind power boom and thus large wind farms have connected to both the transmission network and local distribution network operators’ high-voltage distribution networks. The traditional supply of electricity to customers from a centralized power plant is changing as decentralized production moves closer to electricity consumers across Finland.

In this work, the different production situations of wind farms under construction in one of Caruna Oy’s network areas are modeled with PSS®E software in normal and abnormal operating situations.

Based on the simulation results, when the grid connections of large wind farms are realized, investments must be made in automation to control the grid effects of production changes and to ensure the quality of electricity supplied to the end user. In addition, it was found that wind farms could support the use of the network in certain exceptional situations.