Rectifier technologies influence on grid-side power quality in hydrogen electrolysis plants

Abstract

This thesis examines how different rectifier technologies perform with large-scale hydrogen electrolysis plants. The study examined thyristor-based rectifiers, diode-based systems, and advanced IGBT-based configurations work under grid compliance requirements and on the economic side.

Advanced rectifier technologies enable participation in the electricity distribution reserve market. However, the value of this capability is questioned by comparing it to the impact of battery energy storage systems in the Swedish reserve market.

Potential future regulatory tightening and its impact for rectifier technology selection is also reviewed. The results provide guidance for designing scalable and grid-compliant rectifier solutions while considering both technical performance and tightening compliance standards.

Tämä diplomityö tarkastelee erilaisten tasasuuntaustekniikoiden välisiä eroja ja suorituskykyä suurien vetyelektrolyysilaitoksien kanssa. Tutkimuksessa tarkasteltiin tyristori-, diodi- ja IGBT-pohjaisten tasasuuntausjärjestelmien variaatiota. Lähtökohtana pidettiin tasasuuntaaja vaihtoehtojen verkonvaatimusten saavuttamista, sekä tasasuuntausteknologian valinnan ekonomisia puolia.

Edistyneet tasasuuntausteknologiat mahdollistavat osallistumisen sähkönjakelun reservimarkkinoille, mutta tämän ominaisuuden hyöty kuitenkin haastetaan vertailemalla akkujärjestelmien aikaansaamaa vaikutusta Ruotsin reservimarkkinaan.

Lisäksi tarkasteltiin hypoteettisesti tulevaisuudessa tapahtuvan verkkovaatimusten kiristymisen vaikutusta tasasuuntausteknologian valinnan lähtökohtiin. Diplomityö ohjeistaa skaalautuvien ja verkkoon yhteensopivien tasasuuntausteknologioiden valinnassa suorituskyvyn ja säädöstenmukaisuuden pohjalta.