Ny metod för att stabilisera elnät

| Av Christer Åkerlundh | Tipsa redaktionen

En utmaning med förnybar elproduktion är att hålla elnätet stabilt. I en ny avhandling presenteras metoder som kan förbättra vattenkraftens reglerförmåga.

Linn Saarinen, doktorand vid institutionen för teknikvetenskaper vid Uppsala universitet, har i en avhandling studerat vattenkraftens roll i balanseringen av dagens och framtidens elsystem.


Övergången till en helt och hållet förnybar elproduktion för med sig vissa utmaningar för kraftsystemet. Den första utmaningen är att ny förnybar produktion från exempelvis vind och sol är väderberoende, vilket gör att produktionen inte nödvändigtvis sammanfaller med behovet av el.


På elnätet måste produktion och konsumtion hela tiden vara i balans, det vill säga så fort du sätter på spisen eller tänder en lampa så måste elproduktionen ökas någonstans i nätet. När elkonsumtionen är högre än elproduktionen så sjunker den elektriska frekvensen i nätet, och därför kallas den snabba regleringen av effektbalansen i nätet för frekvensreglering.


I Norden är det framför allt vattenkraften som frekvensreglerar genom att reglera flödet av vatten genom turbinerna för att matcha elkonsumtionen. Den förnybara, väderberoende elproduktionen gör att behovet av reglering ökar.


Den andra utmaningen för kraftsystemet är att de nya energikällorna inte är reglerbara, vilket gör att den andel av kraftverken som kan användas för balansering av elnätet minskar. En blåsig sommardag i framtiden, när elkonsumtionen är låg och elproduktionen från vind och sol är hög, står nästan all reglerbar produktion stilla. Då finns det en risk att kapacitet för att finreglera variationerna i konsumtion och produktion saknas.


Den tredje utmaningen är att de nya energikällorna i allmänhet inte bidrar till kraftsystemets svängmassa. Svängmassan fungerar som ett litet energilager som jämnar ut snabba variationer i konsumtion och produktion och ger systemet stabilitet.


- Vattenkraften har en viktig roll i balanseringen av elnätet, både över korta och långa tidshorisonter. Vattenkraftens svängmassa balanserar elnätet på delar av sekunden, reglering av vattenflödet genom turbinen balanserar elnätet på minutnivå och vattenmagasinen i kombination med extra kapacitet i turbiner och generatorer balanserar elnätet på dygns-, vecko- och säsongsnivå, säger Linn Saarinen.


Hon fortsätter:


- Jag har bland annat tagit fram en metod för intrimning av vattenkraftens regulatorer som kan förbättra vattenkraftens reglerförmåga. Det är viktigt för att kunna hålla elnätet stabilt även när elproduktionen från vind och sol ökar. Metoden bygger på optimering av det slutna systemets överföringsfunktioner i frekvensdomän. Målet är att minska både frekvensavvikelserna och det slitage på vattenkraftstubinerna som regleringen kan leda till.


Vattenkraftverkens dynamiska beteende har studerats genom mätningar på vattenkraftverk i Luleå- och Skellefteälven.


- När konventionell elproduktion ersätts av elproduktion från vind och sol så minskar elnätets svängmassa. Det gör elnätet mindre stabilt och ökar slitaget på de vattenkraftturbiner som reglerar nätet. Avhandlingen beskriver också en metod för att ersätta den förlorade svängmassan med ”syntetisk svängmassa” från exempelvis batterier. Det är en regulator som aktivt styr ett energilager så att det bidrar till att bromsa och dämpa frekvensändringar på nätet. Syntetisk svängmassa kan bli en viktig pusselbit för att både kunna klara driftsäkerheten i elnätet och minska slitaget på vattenkraften i framtiden.



Håll dig uppdaterad med UochD
Är du prenumerant? Bli prenumerant

Med en prenumeration får du obegränsad tillgång till webbtidningen. Läs webbtidningen online.


Skriv din kommentar
Startsidan just nu

49 miljoner till UH-forskning

Mistra utlyser ett program som ska leda till lösningar på infrastrukturens driftproblem.

Förebyggande UH på sommarland

Reaktorstart skjuts upp

Robot sopar rent

Avsaltningsverk invigt

Nu har avsaltningsverket på Öland invigts.

De har utsett en Digital Lead för Sverige

Kall sommar i Lund

Arkiv

Välkommen till nya hemsidan!

U&D har gjort om hemsidan för att ge dig en bättre läsupplevelse och utökad service.

Kommunalt elbolag tar över elförening

Pappersbruk bygger ut vibrationsövervakning

Värmländska pappersbruket Nordic Paper Åmotfors bygger ut det befintliga onlinesystemet för vibrationsmätning.

Klätterservice får OK

Vattenverk har ljudisolerats

ABB har levererat vindkraftslänk

Chemiclean expanderar

Skandinavisk industrimässa i Danmark

Ny standard för energimoduler

Norsk vågkraft påkopplad på nätet

Nu har Waves4Powers vågkraftsystem kopplats upp och börjat leverera ström till det landbaserade norska elnätet. Detta ägde rum vid ön Runde på det norska Vestlandet.

Forskningspengar till additiv tillverkning

Bättre kvalitet med ny kamerateknik

Samarbeten ska stärka digitaliseringen

Risker vid arbete i varma miljöer

De ska renovera tåg för 90 miljoner kronor

Borrkompaniet och Miljörivarna fusioneras

Siktar på uppkopplade byggplatser

3 600 liter saltsyra läckte ut i Ånge

Kompetensvalidering av UH

Svenskt hydraulikföretag växer i Danmark

Stavdal lyfter konstnärer

SAAB får order på underhåll av ubåtar

Två verktyg mot utpressningsprogram

Får tillstånd att använda drönare

Höga krav på sjukhusinstallationer

Mekano sluter samarbetsavtal

Rolf G. Roverud till Infranords koncernledning

ABB uppgraderar fem gruvhissar

Ledare: Samarbeta mer

Sänd till en kollega

0.136