Mikroverkon suojaus : yleiset periaatteet ja toteutus opetusympäristössä
Kukkola, Marko (2022)
Diplomityö
Kukkola, Marko
2022
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022061345935
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022061345935
Tiivistelmä
Uusiutuvan energiatuotannon ja sähköenergian varastointiteknologioiden kehittyessä on mikroverkoille luotu toteuttamisympäristöjä yhä enemmän. Mikroverkkojen lisääntyessä on verkon turvallisuuden ja luotettavuuden täyttämiseksi pystyttävä toteuttamaan suojausjärjestelmä, joka täyttää viranomaisen sekä käyttäjän vaatimukset. Tässä työssä selvitetään mikroverkon suojauksen yleisperiaatteet sekä esimerkkiverkon mukainen kiinteistön mikroverkon suojausratkaisu. Työn teoriaosuudessa kirjallisuuden avulla luodaan yleiskäsitys mikroverkoista, toimintatavoista, kohteista sekä suojauksesta. Case-tutkimuksena tehdään mikroverkon suojauksen tarkastelu opetusympäristöön sijoittuvasta älysähköverkosta.
Tutkimuksessa keskityttiin mikroverkkojen suojaukseen tapauksessa, jossa mikroverkkoratkaisu toteutetaan aiemmin rakennettuun älysähköverkkoon. Tutkimuksen avulla havaittiin mikroverkkojen suojauksen ongelmalliset kohteet ja suojauksen toiminnan tarpeellisuus. Turvallisuuslainsäädäntö asettaa keskeiset tavoitteet suojauksen toteutukselle ja suojauksen asetteluarvoille. Asetteluarvojen selvittämisen ja valmistajien ilmoittamien suojaustarpeiden avulla toteutettiin laskelmat, joiden perusteella tehtiin tulosraportointi. Tulosraportin avulla voitiin analysoida suojauksen tasoa verrattuna vaadittuihin turvallisuuslähtökohtiin ja esittää suojaustoimenpiteisiin muutoksia. More and more test and using environments have been implemented for microgrids due to the development of renewable energy production and electricity storage technologies. As the number of microgrids increases, they must fulfill protection and reliability requirements of the authority and the expectations of the users. The general principles of microgrid protection have been presented in the thesis, and the real estate microgrid protection solution has been reviewed. In the theoretical part of the thesis, the general overview of microgrids, operating methods, objects, and protection have been introduced. The research of microgrid protection has been done by case study.
The thesis is focused on the microgrids protection in the case where the microgrid solution is implemented in a previously built smart grid. The research identified problematic targets for the microgrid protections and the need for protection functions. Legislation of electrical safety sets main goals for the implementation of protection and for its setting values. Determining of the setting values were made by the calculations and the results were reported in tables. The results of the report enabled to analyze of the level of protection compared to the protection requirements and finally to propose changes to the protection measures.
Tutkimuksessa keskityttiin mikroverkkojen suojaukseen tapauksessa, jossa mikroverkkoratkaisu toteutetaan aiemmin rakennettuun älysähköverkkoon. Tutkimuksen avulla havaittiin mikroverkkojen suojauksen ongelmalliset kohteet ja suojauksen toiminnan tarpeellisuus. Turvallisuuslainsäädäntö asettaa keskeiset tavoitteet suojauksen toteutukselle ja suojauksen asetteluarvoille. Asetteluarvojen selvittämisen ja valmistajien ilmoittamien suojaustarpeiden avulla toteutettiin laskelmat, joiden perusteella tehtiin tulosraportointi. Tulosraportin avulla voitiin analysoida suojauksen tasoa verrattuna vaadittuihin turvallisuuslähtökohtiin ja esittää suojaustoimenpiteisiin muutoksia.
The thesis is focused on the microgrids protection in the case where the microgrid solution is implemented in a previously built smart grid. The research identified problematic targets for the microgrid protections and the need for protection functions. Legislation of electrical safety sets main goals for the implementation of protection and for its setting values. Determining of the setting values were made by the calculations and the results were reported in tables. The results of the report enabled to analyze of the level of protection compared to the protection requirements and finally to propose changes to the protection measures.