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

Investerar i uppgradering av reaktorer

Ringhals AB styrelse och Vattenfalls styrelse har fattat beslut om att investera i oberoende härdkylning på reaktor tre och fyra vid kraftverket.

Krypströmsindex på remiss

Förslaget till den femte utgåvan av den internationella standarden för hur man bestämmer krypströmsindex är nu ute på remiss.

OKG åtgärdar skadat bränsle

Skadad blev hängande i skorsten vid UH-arbete

Schneider Electric prisar digitala prestationer

Under Schneider Electrics mässa Innovation Summit: Software Conference, i Texas, prisades sex kundföretag.

100-åring underhålls för fortsatt framgång

Nyhetsbrev

Utbildar inom arbetsmiljö

Arkiv

Unikt labb invigt med eld och lågor

Olycka i Oskarshamnsfabriken

Miljardsatsning på svensk AI-forskning

De får nytt UH-uppdrag

Ny bangård invigd

Nio av tio har satsat på uppkopplade lösningar

En IoT-rapport från Schneider Electric visar att 89 procent av de svenska fastighetsägarna de senaste tre åren har investerat i uppkopplade lösningar för drift och hantering av sina fastigheter.

Samarbete om övervakning av fjärrvärme

Utökar onlinemätningar i massafabriken

De ökar försäljningen med 70 procent

Stärker greppet om viktig servicemarknad

Assemblin VS förvärvar Ivarssons Rörläggeri AB – ett installationsföretag i Göteborg med en tydlig kunskapsprofil inom energioptimering och service.

Kliv framåt för digitaliserad byggbransch

De vann miljöpris i Bonn

Plus

Labbet där olja synas närgånget

Det är inte det lättaste att komma in till Exova Materials Technology, på Malmslätt i Linköping. Laboratoriet ligger inne på militärt skyddsområde, så identitetskontrollen vid grindarna är rigorös.

Forskningsprojekt om smart underhåll

Tidigare har man haft underhåll på fabriker på fasta tider, eller när någonting har gått sönder. Nu låter ett forskningsprojekt maskinerna själva berätta när något ska göras.

Lyckat digitalt gruvprojekt

Delar erfarenheter från Astra Zeneca

Patrik Malmsten, som jobbar med underhåll på Astra Zeneca, berättar på Underhållsdagarna om hur införande av standarder kan kvalitetssäkra underhållsarbetet.

Snart dags för Pumpdagen

Ramirent hjälpte till vid UH-stopp

Qamcom har vunnit ett pris.

Fel om vindkraft

Plus

Krönika: Få utväxling av ditt underhållssystem.

8 november firas Infraservicedagen

De ändrar namn

Drift- och underhållssystem anpassades för kollektivtrafik

Ny säkerhetslösning för trygg arbetsmiljö

Robotikstipendium till ekonomistudenter

Nederman köper norskt bolag

Flyttar till nya lokaler

Rekorduppdrag i Norge

Se alla Företagens egna nyheter

Sänd till en kollega

0.138