Tasajännite taajaman sähkönjakelussa ja mikroverkoissa

Toni Kylkisalo; Raili Alanen

Tasajännite taajaman sähkönjakelussa ja mikroverkoissa

Translated title of the contribution: DC in Urban Areas Distribution Power Systems and Microgrids

Toni Kylkisalo, Raili Alanen

VTT Technical Research Centre of Finland

Research output: Book/Report › Report

Abstract

Tämä tutkimus liittyy VTT:n DENSY-ohjelman projektissa "Energiavarastot hajautetun sähkönjakelun hallinnassa" (ENVADE+) tehtyyn tutkimustyöhön ja projektissa toteutettuun Toni Kylkisalon diplomityöhön. Tässä tutkimuksessa tehtiin teknis-taloudellinen tarkastelu tasajännitteen ja energiavarastoinnin hyödyntämisestä taajaman sähkönjakelussa. Tasajännite-jakelujärjestelmän toteutuksen mahdollistavia komponentteja ja ominaisuuksia tutkittiin etenkin järjestelmän ohjaustopologian kannalta. Työssä pohdittiin myös energiavarastojen roolia tasajännitejakelujärjestelmän osana ja tehokkaamman energian hallinnan työkaluna. Simulointitarkasteluja tehtiin kahdesta mikroverkosta. Simulointituloksista kävi ilmi, että tasajännitejakelujärjestelmällä voitaisiin toteuttaa katkeamaton sähkönsyöttö, joka myös tulevaisuudessa helpottaisi hajautetun tuotannon implementointia jakeluverkkoihin. Lisäksi tutkittiin mahdollisen energiavarastoja ja hajautettua tuotantoa sisältävän tasajännitejakelujärjestelmän liiketoiminnallisia vaikutuksia energian hallintaan kuluttajan ja verkkoyhtiön näkökulmasta. Työssä kuvattiin hierarkkinen periaate, joka mahdollistaisi tehokkaan energian hallinnan ja hajautetun tuotannon tehokkaan vuorovaikutuksen sähkömarkkinoiden kanssa. Taloudellisessa tarkastelussa vertailtiin tasa- ja vaihtosähköjärjestelmän kustannuksia lähinnä yksinkertaistetussa 10 kV -keskijänniteverkossa. Vaikka pienjännitetasolla on aikaisemmissa tutkimuksissa havaittu tasajännitejakelun tuovan selkeitä säätöjä, niin keskijännitetasolla vaihtosähköjärjestelmän havaittiin olevan investointikustannuksiltaan halvempi, mutta toisaalta tasajännitejärjestelmällä häviökustannukset jäivät jopa puoleen vaihtojännitejärjestelmän vastaavista.

Original language	Finnish
Place of Publication	Espoo
Publisher	VTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages	139
ISBN (Electronic)	978-951-38-6629-7
Publication status	Published - 2007
MoE publication type	Not Eligible

Publication series

Series	VTT Working Papers
Number	78

Keywords

energy storage
DC-distribution
microgrid

Cite this

Kylkisalo, T., & Alanen, R. (2007). Tasajännite taajaman sähkönjakelussa ja mikroverkoissa. VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Working Papers, No. 78

@book{9f0e18e003774fd29b27e1df56967911,

title = "Tasaj{\"a}nnite taajaman s{\"a}hk{\"o}njakelussa ja mikroverkoissa",

abstract = "T{\"a}m{\"a} tutkimus liittyy VTT:n DENSY-ohjelman projektissa {"}Energiavarastot hajautetun s{\"a}hk{\"o}njakelun hallinnassa{"} (ENVADE+) tehtyyn tutkimusty{\"o}h{\"o}n ja projektissa toteutettuun Toni Kylkisalon diplomity{\"o}h{\"o}n. T{\"a}ss{\"a} tutkimuksessa tehtiin teknis-taloudellinen tarkastelu tasaj{\"a}nnitteen ja energiavarastoinnin hy{\"o}dynt{\"a}misest{\"a} taajaman s{\"a}hk{\"o}njakelussa. Tasaj{\"a}nnite-jakeluj{\"a}rjestelm{\"a}n toteutuksen mahdollistavia komponentteja ja ominaisuuksia tutkittiin etenkin j{\"a}rjestelm{\"a}n ohjaustopologian kannalta. Ty{\"o}ss{\"a} pohdittiin my{\"o}s energiavarastojen roolia tasaj{\"a}nnitejakeluj{\"a}rjestelm{\"a}n osana ja tehokkaamman energian hallinnan ty{\"o}kaluna. Simulointitarkasteluja tehtiin kahdesta mikroverkosta. Simulointituloksista k{\"a}vi ilmi, ett{\"a} tasaj{\"a}nnitejakeluj{\"a}rjestelm{\"a}ll{\"a} voitaisiin toteuttaa katkeamaton s{\"a}hk{\"o}nsy{\"o}tt{\"o}, joka my{\"o}s tulevaisuudessa helpottaisi hajautetun tuotannon implementointia jakeluverkkoihin. Lis{\"a}ksi tutkittiin mahdollisen energiavarastoja ja hajautettua tuotantoa sis{\"a}lt{\"a}v{\"a}n tasaj{\"a}nnitejakeluj{\"a}rjestelm{\"a}n liiketoiminnallisia vaikutuksia energian hallintaan kuluttajan ja verkkoyhti{\"o}n n{\"a}k{\"o}kulmasta. Ty{\"o}ss{\"a} kuvattiin hierarkkinen periaate, joka mahdollistaisi tehokkaan energian hallinnan ja hajautetun tuotannon tehokkaan vuorovaikutuksen s{\"a}hk{\"o}markkinoiden kanssa. Taloudellisessa tarkastelussa vertailtiin tasa- ja vaihtos{\"a}hk{\"o}j{\"a}rjestelm{\"a}n kustannuksia l{\"a}hinn{\"a} yksinkertaistetussa 10 kV -keskij{\"a}nniteverkossa. Vaikka pienj{\"a}nnitetasolla on aikaisemmissa tutkimuksissa havaittu tasaj{\"a}nnitejakelun tuovan selkeit{\"a} s{\"a}{\"a}t{\"o}j{\"a}, niin keskij{\"a}nnitetasolla vaihtos{\"a}hk{\"o}j{\"a}rjestelm{\"a}n havaittiin olevan investointikustannuksiltaan halvempi, mutta toisaalta tasaj{\"a}nnitej{\"a}rjestelm{\"a}ll{\"a} h{\"a}vi{\"o}kustannukset j{\"a}iv{\"a}t jopa puoleen vaihtoj{\"a}nnitej{\"a}rjestelm{\"a}n vastaavista.",

keywords = "energy storage, DC-distribution, microgrid",

author = "Toni Kylkisalo and Raili Alanen",

note = "Project code: 6698 ",

year = "2007",

language = "Finnish",

series = "VTT Working Papers",

publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",

number = "78",

address = "Finland",

}

TY - BOOK

T1 - Tasajännite taajaman sähkönjakelussa ja mikroverkoissa

AU - Kylkisalo, Toni

AU - Alanen, Raili

N1 - Project code: 6698

PY - 2007

Y1 - 2007

N2 - Tämä tutkimus liittyy VTT:n DENSY-ohjelman projektissa "Energiavarastot hajautetun sähkönjakelun hallinnassa" (ENVADE+) tehtyyn tutkimustyöhön ja projektissa toteutettuun Toni Kylkisalon diplomityöhön. Tässä tutkimuksessa tehtiin teknis-taloudellinen tarkastelu tasajännitteen ja energiavarastoinnin hyödyntämisestä taajaman sähkönjakelussa. Tasajännite-jakelujärjestelmän toteutuksen mahdollistavia komponentteja ja ominaisuuksia tutkittiin etenkin järjestelmän ohjaustopologian kannalta. Työssä pohdittiin myös energiavarastojen roolia tasajännitejakelujärjestelmän osana ja tehokkaamman energian hallinnan työkaluna. Simulointitarkasteluja tehtiin kahdesta mikroverkosta. Simulointituloksista kävi ilmi, että tasajännitejakelujärjestelmällä voitaisiin toteuttaa katkeamaton sähkönsyöttö, joka myös tulevaisuudessa helpottaisi hajautetun tuotannon implementointia jakeluverkkoihin. Lisäksi tutkittiin mahdollisen energiavarastoja ja hajautettua tuotantoa sisältävän tasajännitejakelujärjestelmän liiketoiminnallisia vaikutuksia energian hallintaan kuluttajan ja verkkoyhtiön näkökulmasta. Työssä kuvattiin hierarkkinen periaate, joka mahdollistaisi tehokkaan energian hallinnan ja hajautetun tuotannon tehokkaan vuorovaikutuksen sähkömarkkinoiden kanssa. Taloudellisessa tarkastelussa vertailtiin tasa- ja vaihtosähköjärjestelmän kustannuksia lähinnä yksinkertaistetussa 10 kV -keskijänniteverkossa. Vaikka pienjännitetasolla on aikaisemmissa tutkimuksissa havaittu tasajännitejakelun tuovan selkeitä säätöjä, niin keskijännitetasolla vaihtosähköjärjestelmän havaittiin olevan investointikustannuksiltaan halvempi, mutta toisaalta tasajännitejärjestelmällä häviökustannukset jäivät jopa puoleen vaihtojännitejärjestelmän vastaavista.

AB - Tämä tutkimus liittyy VTT:n DENSY-ohjelman projektissa "Energiavarastot hajautetun sähkönjakelun hallinnassa" (ENVADE+) tehtyyn tutkimustyöhön ja projektissa toteutettuun Toni Kylkisalon diplomityöhön. Tässä tutkimuksessa tehtiin teknis-taloudellinen tarkastelu tasajännitteen ja energiavarastoinnin hyödyntämisestä taajaman sähkönjakelussa. Tasajännite-jakelujärjestelmän toteutuksen mahdollistavia komponentteja ja ominaisuuksia tutkittiin etenkin järjestelmän ohjaustopologian kannalta. Työssä pohdittiin myös energiavarastojen roolia tasajännitejakelujärjestelmän osana ja tehokkaamman energian hallinnan työkaluna. Simulointitarkasteluja tehtiin kahdesta mikroverkosta. Simulointituloksista kävi ilmi, että tasajännitejakelujärjestelmällä voitaisiin toteuttaa katkeamaton sähkönsyöttö, joka myös tulevaisuudessa helpottaisi hajautetun tuotannon implementointia jakeluverkkoihin. Lisäksi tutkittiin mahdollisen energiavarastoja ja hajautettua tuotantoa sisältävän tasajännitejakelujärjestelmän liiketoiminnallisia vaikutuksia energian hallintaan kuluttajan ja verkkoyhtiön näkökulmasta. Työssä kuvattiin hierarkkinen periaate, joka mahdollistaisi tehokkaan energian hallinnan ja hajautetun tuotannon tehokkaan vuorovaikutuksen sähkömarkkinoiden kanssa. Taloudellisessa tarkastelussa vertailtiin tasa- ja vaihtosähköjärjestelmän kustannuksia lähinnä yksinkertaistetussa 10 kV -keskijänniteverkossa. Vaikka pienjännitetasolla on aikaisemmissa tutkimuksissa havaittu tasajännitejakelun tuovan selkeitä säätöjä, niin keskijännitetasolla vaihtosähköjärjestelmän havaittiin olevan investointikustannuksiltaan halvempi, mutta toisaalta tasajännitejärjestelmällä häviökustannukset jäivät jopa puoleen vaihtojännitejärjestelmän vastaavista.

KW - energy storage

KW - DC-distribution

KW - microgrid

M3 - Report

T3 - VTT Working Papers

BT - Tasajännite taajaman sähkönjakelussa ja mikroverkoissa

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Access to Document

http://www.vtt.fi/inf/pdf/workingpapers/2007/W78.pdf