Tuulivoima ja keskijänniteverkon jännitetason hallinta

Translated title of the contribution: Wind power plants and the management of the distribution network voltage level

Bettina Lemström, Esa Peltola, Matti Lehtonen

Research output: Book/ReportReportProfessional

Abstract

Julkaisussa käsitellään jakeluverkkoon liitettyjen tuulivoimaloiden verkostovaikutuksia sekä voimaloiden loistehon kompensointia. Tuulivoimalat vaikuttavat lähinnä verkon jännitetasoon sekä verkostohäviöihin. Lisäksi ne aiheuttavat jännitevaihteluja muun muassa tuulen turbulenttisuudesta johtuvien tuotannonvaihteluiden kautta. Kaikki tuulivoiman verkostoseuraukset eivät ole haitallisia, vaan esimerkiksi kaksi ensiksi mainittua vaikuttavat usein verkon ja kuormien kannalta myönteiseen suuntaan tuulivoiman määrän ollessa kohtuullinen. Sähköverkkoon liitettävien tuulivoimaloiden määrää ja kokoa rajoittavat sallittu jännitetaso ja jännitevaihtelut kyseisessä verkonosassa. Suomessa ei ole yksityiskohtaista määräystä tai suositusta tuulivoiman enimmäismäärälle. Julkaisussa esitetään tärkeimmissä eurooppalaisissa tuulivoimaa käyttävissä maissa sovellettavia teknisiä vaatimuksia ja suosituksia voimaloiden verkkoon liittämiselle. Nämä, kuten myös loistehon kompensointiperiaatteet, vaihtelevat hyvin paljon maiden välillä. Jännitetasoon ja tehohäviöihin voidaan vaikuttaa liittämällä rinnakkais- ja sarjakondensaattoreita sähköverkkoon. Julkaisussa esitetään kokonaiskustannusten minimointiin perustuva loissähkön kompensoinnin optimointimenetelmä. Menetelmässä optimoidaan ennalta valittuihin paikkoihin liitettävien paristojen koko ja ohjaus paristojen investointikustannusten, tehohäviöiden ja loissähkön ostokustannusten perusteella. Optimointimenetelmän avulla saatuja esimerkkiverkon kompensointivaihtoehtoja vertaillaan maamme tuulivoimaloissa normaalin käytännön mukaiseen kompensointiratkaisuun. Tavanomaisessa tuulipuistossa on voimalakohtaisia kiinteitä paristoja, jotka ovat verkossa silloin kun voimalatkin. Paristojen koko vastaa generaattorin loistehontarvetta tyhjäkäynnissä. Laskelmissa vertailtiin optimaalisia kompensointiratkaisuja käyttäen kiinteitä sekä automatiikkaparistoja joko pelkästään tuulipuistossa tai myös pääkuorman kohdalla. Esimerkkilaskelmien perusteella voidaan todeta, että varsinkin, kun on kyse useammasta tuulivoimalasta, loistehon kompensointia kannattaa suunnitella sekä voimaloiden että koko verkon kannalta.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages61
ISBN (Print)951-38-4832-9
Publication statusPublished - 1995
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

NameVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
PublisherVTT
No.1677
ISSN (Print)1235-0605
ISSN (Electronic)1455-0865

Fingerprint

wind power
power plants

Keywords

  • wind power generation
  • electric power generation
  • electric power plants
  • wind (meteorology)
  • management
  • distributing
  • networks
  • voltage regulation
  • variation
  • capacitors

Cite this

Lemström, B., Peltola, E., & Lehtonen, M. (1995). Tuulivoima ja keskijänniteverkon jännitetason hallinta. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1677
Lemström, Bettina ; Peltola, Esa ; Lehtonen, Matti. / Tuulivoima ja keskijänniteverkon jännitetason hallinta. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1995. 61 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1677).
@book{154f3cd6f02f4c68b77af3a1885a2e7d,
title = "Tuulivoima ja keskij{\"a}nniteverkon j{\"a}nnitetason hallinta",
abstract = "Julkaisussa k{\"a}sitell{\"a}{\"a}n jakeluverkkoon liitettyjen tuulivoimaloiden verkostovaikutuksia sek{\"a} voimaloiden loistehon kompensointia. Tuulivoimalat vaikuttavat l{\"a}hinn{\"a} verkon j{\"a}nnitetasoon sek{\"a} verkostoh{\"a}vi{\"o}ihin. Lis{\"a}ksi ne aiheuttavat j{\"a}nnitevaihteluja muun muassa tuulen turbulenttisuudesta johtuvien tuotannonvaihteluiden kautta. Kaikki tuulivoiman verkostoseuraukset eiv{\"a}t ole haitallisia, vaan esimerkiksi kaksi ensiksi mainittua vaikuttavat usein verkon ja kuormien kannalta my{\"o}nteiseen suuntaan tuulivoiman m{\"a}{\"a}r{\"a}n ollessa kohtuullinen. S{\"a}hk{\"o}verkkoon liitett{\"a}vien tuulivoimaloiden m{\"a}{\"a}r{\"a}{\"a} ja kokoa rajoittavat sallittu j{\"a}nnitetaso ja j{\"a}nnitevaihtelut kyseisess{\"a} verkonosassa. Suomessa ei ole yksityiskohtaista m{\"a}{\"a}r{\"a}yst{\"a} tai suositusta tuulivoiman enimm{\"a}ism{\"a}{\"a}r{\"a}lle. Julkaisussa esitet{\"a}{\"a}n t{\"a}rkeimmiss{\"a} eurooppalaisissa tuulivoimaa k{\"a}ytt{\"a}viss{\"a} maissa sovellettavia teknisi{\"a} vaatimuksia ja suosituksia voimaloiden verkkoon liitt{\"a}miselle. N{\"a}m{\"a}, kuten my{\"o}s loistehon kompensointiperiaatteet, vaihtelevat hyvin paljon maiden v{\"a}lill{\"a}. J{\"a}nnitetasoon ja tehoh{\"a}vi{\"o}ihin voidaan vaikuttaa liitt{\"a}m{\"a}ll{\"a} rinnakkais- ja sarjakondensaattoreita s{\"a}hk{\"o}verkkoon. Julkaisussa esitet{\"a}{\"a}n kokonaiskustannusten minimointiin perustuva loiss{\"a}hk{\"o}n kompensoinnin optimointimenetelm{\"a}. Menetelm{\"a}ss{\"a} optimoidaan ennalta valittuihin paikkoihin liitett{\"a}vien paristojen koko ja ohjaus paristojen investointikustannusten, tehoh{\"a}vi{\"o}iden ja loiss{\"a}hk{\"o}n ostokustannusten perusteella. Optimointimenetelm{\"a}n avulla saatuja esimerkkiverkon kompensointivaihtoehtoja vertaillaan maamme tuulivoimaloissa normaalin k{\"a}yt{\"a}nn{\"o}n mukaiseen kompensointiratkaisuun. Tavanomaisessa tuulipuistossa on voimalakohtaisia kiinteit{\"a} paristoja, jotka ovat verkossa silloin kun voimalatkin. Paristojen koko vastaa generaattorin loistehontarvetta tyhj{\"a}k{\"a}ynniss{\"a}. Laskelmissa vertailtiin optimaalisia kompensointiratkaisuja k{\"a}ytt{\"a}en kiinteit{\"a} sek{\"a} automatiikkaparistoja joko pelk{\"a}st{\"a}{\"a}n tuulipuistossa tai my{\"o}s p{\"a}{\"a}kuorman kohdalla. Esimerkkilaskelmien perusteella voidaan todeta, ett{\"a} varsinkin, kun on kyse useammasta tuulivoimalasta, loistehon kompensointia kannattaa suunnitella sek{\"a} voimaloiden ett{\"a} koko verkon kannalta.",
keywords = "wind power generation, electric power generation, electric power plants, wind (meteorology), management, distributing, networks, voltage regulation, variation, capacitors",
author = "Bettina Lemstr{\"o}m and Esa Peltola and Matti Lehtonen",
year = "1995",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-4832-9",
series = "VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "1677",
address = "Finland",

}

Lemström, B, Peltola, E & Lehtonen, M 1995, Tuulivoima ja keskijänniteverkon jännitetason hallinta. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, no. 1677, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Tuulivoima ja keskijänniteverkon jännitetason hallinta. / Lemström, Bettina; Peltola, Esa; Lehtonen, Matti.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1995. 61 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1677).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Tuulivoima ja keskijänniteverkon jännitetason hallinta

AU - Lemström, Bettina

AU - Peltola, Esa

AU - Lehtonen, Matti

PY - 1995

Y1 - 1995

N2 - Julkaisussa käsitellään jakeluverkkoon liitettyjen tuulivoimaloiden verkostovaikutuksia sekä voimaloiden loistehon kompensointia. Tuulivoimalat vaikuttavat lähinnä verkon jännitetasoon sekä verkostohäviöihin. Lisäksi ne aiheuttavat jännitevaihteluja muun muassa tuulen turbulenttisuudesta johtuvien tuotannonvaihteluiden kautta. Kaikki tuulivoiman verkostoseuraukset eivät ole haitallisia, vaan esimerkiksi kaksi ensiksi mainittua vaikuttavat usein verkon ja kuormien kannalta myönteiseen suuntaan tuulivoiman määrän ollessa kohtuullinen. Sähköverkkoon liitettävien tuulivoimaloiden määrää ja kokoa rajoittavat sallittu jännitetaso ja jännitevaihtelut kyseisessä verkonosassa. Suomessa ei ole yksityiskohtaista määräystä tai suositusta tuulivoiman enimmäismäärälle. Julkaisussa esitetään tärkeimmissä eurooppalaisissa tuulivoimaa käyttävissä maissa sovellettavia teknisiä vaatimuksia ja suosituksia voimaloiden verkkoon liittämiselle. Nämä, kuten myös loistehon kompensointiperiaatteet, vaihtelevat hyvin paljon maiden välillä. Jännitetasoon ja tehohäviöihin voidaan vaikuttaa liittämällä rinnakkais- ja sarjakondensaattoreita sähköverkkoon. Julkaisussa esitetään kokonaiskustannusten minimointiin perustuva loissähkön kompensoinnin optimointimenetelmä. Menetelmässä optimoidaan ennalta valittuihin paikkoihin liitettävien paristojen koko ja ohjaus paristojen investointikustannusten, tehohäviöiden ja loissähkön ostokustannusten perusteella. Optimointimenetelmän avulla saatuja esimerkkiverkon kompensointivaihtoehtoja vertaillaan maamme tuulivoimaloissa normaalin käytännön mukaiseen kompensointiratkaisuun. Tavanomaisessa tuulipuistossa on voimalakohtaisia kiinteitä paristoja, jotka ovat verkossa silloin kun voimalatkin. Paristojen koko vastaa generaattorin loistehontarvetta tyhjäkäynnissä. Laskelmissa vertailtiin optimaalisia kompensointiratkaisuja käyttäen kiinteitä sekä automatiikkaparistoja joko pelkästään tuulipuistossa tai myös pääkuorman kohdalla. Esimerkkilaskelmien perusteella voidaan todeta, että varsinkin, kun on kyse useammasta tuulivoimalasta, loistehon kompensointia kannattaa suunnitella sekä voimaloiden että koko verkon kannalta.

AB - Julkaisussa käsitellään jakeluverkkoon liitettyjen tuulivoimaloiden verkostovaikutuksia sekä voimaloiden loistehon kompensointia. Tuulivoimalat vaikuttavat lähinnä verkon jännitetasoon sekä verkostohäviöihin. Lisäksi ne aiheuttavat jännitevaihteluja muun muassa tuulen turbulenttisuudesta johtuvien tuotannonvaihteluiden kautta. Kaikki tuulivoiman verkostoseuraukset eivät ole haitallisia, vaan esimerkiksi kaksi ensiksi mainittua vaikuttavat usein verkon ja kuormien kannalta myönteiseen suuntaan tuulivoiman määrän ollessa kohtuullinen. Sähköverkkoon liitettävien tuulivoimaloiden määrää ja kokoa rajoittavat sallittu jännitetaso ja jännitevaihtelut kyseisessä verkonosassa. Suomessa ei ole yksityiskohtaista määräystä tai suositusta tuulivoiman enimmäismäärälle. Julkaisussa esitetään tärkeimmissä eurooppalaisissa tuulivoimaa käyttävissä maissa sovellettavia teknisiä vaatimuksia ja suosituksia voimaloiden verkkoon liittämiselle. Nämä, kuten myös loistehon kompensointiperiaatteet, vaihtelevat hyvin paljon maiden välillä. Jännitetasoon ja tehohäviöihin voidaan vaikuttaa liittämällä rinnakkais- ja sarjakondensaattoreita sähköverkkoon. Julkaisussa esitetään kokonaiskustannusten minimointiin perustuva loissähkön kompensoinnin optimointimenetelmä. Menetelmässä optimoidaan ennalta valittuihin paikkoihin liitettävien paristojen koko ja ohjaus paristojen investointikustannusten, tehohäviöiden ja loissähkön ostokustannusten perusteella. Optimointimenetelmän avulla saatuja esimerkkiverkon kompensointivaihtoehtoja vertaillaan maamme tuulivoimaloissa normaalin käytännön mukaiseen kompensointiratkaisuun. Tavanomaisessa tuulipuistossa on voimalakohtaisia kiinteitä paristoja, jotka ovat verkossa silloin kun voimalatkin. Paristojen koko vastaa generaattorin loistehontarvetta tyhjäkäynnissä. Laskelmissa vertailtiin optimaalisia kompensointiratkaisuja käyttäen kiinteitä sekä automatiikkaparistoja joko pelkästään tuulipuistossa tai myös pääkuorman kohdalla. Esimerkkilaskelmien perusteella voidaan todeta, että varsinkin, kun on kyse useammasta tuulivoimalasta, loistehon kompensointia kannattaa suunnitella sekä voimaloiden että koko verkon kannalta.

KW - wind power generation

KW - electric power generation

KW - electric power plants

KW - wind (meteorology)

KW - management

KW - distributing

KW - networks

KW - voltage regulation

KW - variation

KW - capacitors

M3 - Report

SN - 951-38-4832-9

T3 - VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes

BT - Tuulivoima ja keskijänniteverkon jännitetason hallinta

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Lemström B, Peltola E, Lehtonen M. Tuulivoima ja keskijänniteverkon jännitetason hallinta. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1995. 61 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1677).