Teollisen mittakaavan hybridivoimala ja sen verkkoonliitynnän simulointi voimalaitosten järjestelmäteknisten vaatimusten mukaan

Abstract

Uusiutuvan energian tuotanto on kasvanut viime vuosikymmenen aikana. Vaikka uusiutuvan energian tuotanto on hyvä asia, sen sääriippuvuus aiheuttaa kuitenkin ongelmia sähköjärjestelmän näkökulmasta. Energiavarastoja ja hybridivoimaloita pidetään yhtenä ratkaisuna sääriippuvuuden aiheuttamiin ongelmiin, sillä varaston avulla säävaihtelun aiheuttamia tehon vaihteluja voidaan tasata.

Vuoden 2025 alussa Fingrid julkaisi uudet voimalaitosten järjestelmätekniset vaatimukset (VJV2024), joissa akkuvarastot ja hybridivoimalat on otettu huomioon ensimmäisen kerran. Verkkoonliitynnän vaatimuksia tarkennettiin uudessa vuoden 2025 versiossa.

Työssä saatiin tuotua selkeä malli hybridipuiston simuloinnille PSCAD-ohjelmistoa käyt-täen. Simulaatiossa tulee testata vakiojännitesäätöä, taajuussäätöä, yli- ja alijännitteitä sekä eri voimalaitososioiden käyttäytymistä, kun toinen laitososio kytkeytyy äkillisesti irti verkosta. Hybridivoimalan simulaatiossa tulee keskittyä erityisesti voimalan ohjaus-rakenteeseen ja loistehon hallintaan, jotta päästään VJV2024 vaatimusten tasolle.

Renewable power production has grown in the last decade. While renewable energy production is a good thing, there are concerns on how its weather variability will effect on energy system. Energy storage systems and hybrid power plants can be thought of as a one solution to this, since by using energy storages the power changes caused by the variable production can be equalized.

In the beginning of the year 2025 Fingrid published new technical requirements for power plants (VJV2024). In VJV2024 the battery storage systems and hybrid power plants are taken into account for the first time. The requirements for grid connection were also specified in the new version.

The work established a clear framework for simulation of hybrid power plant using PSCAD-simulation software. In the simulation constant voltage control, frequency control, over- and under voltage conditions as well as the behavior of different plant sections during the sudden disconnection of one section from the grid must be tested. In hybrid power plant simulations, particular attention should be paid to the plant control architecture and reactive power management in order to meet the requirements set out in VJV2024.