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/ReportReport

    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

    SeriesVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
    Number1677
    ISSN1235-0605

    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/ReportReport

    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).