Tuulivoimapuiston keskijänniteverkon teknistaloudellinen optimointi

Abstract

Euroopan Unionin asettamat tavoitteet uusiutuvien energialähteiden lisäämiselle sähköntuotannossa ovat johtamassa tuulivoimalla tuotetun sähkön merkittävään kasvamiseen. Suomeenkin suunnitellaan suuria, useista kymmenistä tuulivoimaloista koostuvia tuulivoimapuistoja niin maalle kuin merelle. Tuulivoimapuiston suunnittelu on kokonaisuudessaan pitkä prosessi, johon sisältyy sähköteknisen suunnittelun lisäksi myös ympäristövaikutusten arviointiohjelma ja erinäiset lupa-asiat. Tämän diplomityön tavoitteena on kehittää menetelmiä, joiden avulla suurten tuulivoimapuistojen keskijänniteverkon teknistaloudellinen suunnittelu helpottuisi. Tuulivoimapuiston keskijänniteverkon parhaan teknistaloudellisen ratkaisun löytyminen riippuu useista muuttujista. Työssä kehitettiin laskentamallipohja, jonka avulla voidaan helposti ja nopeasti tarkastella erilaisten ratkaisuiden vaikutusta kokonaisuuteen. Tavoite on optimoida teknistaloudellisessa mielessä koko tuulivoimapuiston sisäinen keskijänniteverkko. Kehitettyä laskentamallipohjaa hyödynnettiin esimerkkiprojektina olleen tuulivoimapuiston keskijänniteverkon suunnittelussa. Mallin avulla voidaan laskea nopeasti verkon kustannukset koko pitoajalta. Kustannuslaskelmissa otetaan huomioon investointi-, häviö- ja keskeytyskustannukset.

The European Union has set a target for using renewable energy sources in electricity production which is leading to expansion of wind power production. Along these lines, large scale on- and offshore windfarms have been scheduled in Finland during the last few years. Designing a windfarm is a long process which includes an electrical design, environmental impact assessment and permission procedures. The aim of this thesis is to devise methods for designing a large scale windfarm's medium voltage network. Finding the optimum technical and economic design of windfarm’s medium voltage network depends on many variables. In this thesis, a calculation model which facilitates the design process, is developed. With the created model, it is faster and easier to research the effects of several options. The objective is to optimize the whole medium voltage network and find the most economic solution for the network taking into account a technical basis. The devised model was utilized in an example project. With the model, it is possible to calculate lifetime costs. The costs of the electricity network consist of the investment costs, the cost of losses and the outage costs.