Pienvesivoimalanmallinnus ja jakeluverkkovaikutusten tarkastelu

Abstract

Tässä työssä simuloitiin Valkealassa sijaitsevaa Tirvan pienvesivoimalaitosta ja sen vaikutusta sähkönjakeluverkkoon. Pienvesivoimalaitos mallinnettiin PSCAD-ympäristöön verkko- ja voimalaitostietojen perusteella. Sähköverkko kuvattiin malliin koko 110 kV:n siirtävän verkon ja Tirvan pienjänniteverkon väliltä.

Mallin avulla tehtiin sarja hajautettua sähköntuotantoa koskevia tarkasteluita. Tarkasteluissa huomattiin voimalaitoksen verkkoonliitynnän aiheuttavan standardien ylärajoilla olevan transienttisen muutoksen voimalaitoksen jännitteisiin. Työssä tehtiin yksityiskohtaisempi jännitehäviöiden mittaus voimalaitoksen pullonkaulana toimivalle pienitehoiselle jakelumuuntajalle. Tuotannon lisäämisen yhteydessä näkyvän yllättävän jännitteen laskun syyt paikannettiin muuntajalla tapahtuviin loistehon siirrosta johtuviin ylimääräisiin jännitehäviöihin. Voimalaitoksella ei ole merkittävää vaikutusta vikatilanteiden virtoihin.

This Master's thesis addresses the modeling and distribution network impacts of a small-scale hydro power plant located at Tirvain Valkeala. The components were modeled with the PSCAD simulation tool according to the power grid and facility data. The grid has been modeled from the 110 kV network to the Tirva low-voltage network.

With the constructed Tirva network model a series of distributed generation measurements were conducted. In the tests, it was observed that the transients caused by connecting the generator to the network were at the upper limits of the standard range. A study on the voltage drop in the distribution transformer of the plants was considered necessary, because the transformer was suspected to act as a bottleneck in the grid. The detected voltage losses, while increasing the power generation, were proven to be caused by reactive power flows through the small transformer. The impacts of distributed generation on the fault currents were found to be insignificant in this grid.