Junayksiköiden loistehon tuotanto ja tuotannon näkyvyys ratajohtoverkossa

Abstract

Ratajohtoverkossa havaitun loistehon tuotannon sekä tuotannosta seuraavien loissähkömaksujen seurauksena Väylävirasto on käynnistänyt selvityksiä ratajohtoverkossa tapahtuvasta loistehon tuotannosta. Alustavien selvityksien perusteella loistehoa tuottavat ainakin ratapihoilla seisovat junayksiköt. Tässä diplomityössä tutkittiin tarkemmin junayksiköiden loistehon tuotantoa sekä tuotannon näkyvyyttä ratajohtoverkossa. Työssä selvitettiin yksikkötyyppien keskimääräiset loistehon tuotannon määrät sekä tuotantoon vaikuttavia tekijöitä. Tämän lisäksi tutkittiin, kuinka suuria loissähkömaksuja junayksiköiden loistehon tuotannosta seuraisi, jos junayksiköihin sovellettaisiin Fingridin loissähköikkunan mallia.

Työn lähtöaineistona käytettiin operaattoreiden toimittamia junayksiköiden mitattuja energiankulutustietoja. Työn otoksena käytettiin jokaisesta junayksikkötyypistä neljän junayksikön loistehon tuotantoa kahden talvi- ja kesäkuukauden aikana. Selvitykset toteutettiin analysoimalla lähtöaineistoa määrällisin- ja tilastollisin menetelmin.

Suoritettujen tutkimuksien perusteella yksikkötyypit SM5, SR2 ja SM3 tuottavat loistehoa. SM5-yksikkötyypin loistehon tuotanto ja tuotannosta seuraavat loissähkömaksut ovat niin huomattavia, että jatkotutkimuksissa tulisi selvittää tuotannon syitä tarkemmin sekä mahdollisia kompensointitapoja joko junayksikössä tai ratajohtoverkossa. SR2-yksikkötyypin osalta loissähkömaksut jäivät matalalle tasolle ja yksiköiden välillä havaittiin suuria eroja loistehon tuotannossa. SM3-yksikkötyypin osalta loistehon kulutuksen havaittiin olevan suurempaa kuin tuotanto, joten loissähköikkunan antorajan ylityksiä ei tapahtunut.

As a result of detected production of reactive power in the traction network and the reactive power fees that follow from the production, the Finnish Transport Infrastructure Agency has started to investigate the production of reactive power in the traction network. Based on preliminary investigations stabling train units produce reactive power. In this thesis, the reactive power production of train units and the visibility of the production in the traction network were investigated comprehensively. The average amount of reactive power production of the unit types and the factors affecting the production were examined. In addition, the size of reactive power fees of the train units was investigated. Reactive power fees were determined using Fingrid's reactive power window model.

Measured energy consumption data of the train units provided by the train operators was used as the source material. The reactive power production of four train units for two winter- and summer months from each unit type was used as the studied sample. The studies were carried out by analyzing the source material with quantitative and statistical methods.

The unit types SM5, SR2 and SM3 were found to produce reactive power. The reactive power production of SM5 and the resulting fees were considerable, and further studies should be carried out to investigate the causes of the production and possible compensation methods. The reactive power fees of SR2 remained low and notable differences in the production of reactive power were observed between the units. The consumption of reactive power of SM3 was found to be greater than the production, so the reactive power window’s supply limit was not exceeded.