Integrasjon av sol i det norske kraftsystemet
Master thesis
Date
2018Metadata
Show full item recordCollections
- Institutt for elkraftteknikk [2474]
Abstract
I Norge har det vært en kraftig vekst i installert solcellekapasite de siste årene. Det er nettilknyttede solcelleanlegg som øker mest. Det vært en økende interesse blant privatpersoner å produsere strøm til eget forbruk. Grunner til økningen i såkalte plusskunder er blant annet regler som gjør det enklere med egenproduksjon, og at prisene på solcelleanlegg går ned.
Denne masteroppgaven undersøker hvordan distribusjonsnettet påvirkes av en økning av installert solcellekapasitet. Høy installert solcellekapasitet i nettet kan føre til økte spenninger og overbelastning av linjer og kabler. Leveringskvalitetsforskriften sier blant annet at spenningens effektivverdi skal være innenfor et intervall på $\pm 10 \% $ av nominell spenning. For å hindre at spenningen blir høyere enn tillatt verdi, og at overføringslinjer og kabler blir overbelastet, er reduksjon av produsert effekt fra solcelleanleggene en mulighet.
Ved å utføre lastflytanalyse i simuleringsverktøyet MATPOWER har spenninger og effektflyt i et lavspent distribusjonsnett blitt undersøkt. Nettet som er testet er en del av NTE sitt nett i Trøndelag, med måledata for hver time i 2012. Det har blitt undersøkt hvordan nettet påvirkes når det installeres solcelleanlegg med ulike størrelser, jevnt fordelt utover nettet. Produksjonen fra solcellene hver time i 2012 har blitt bergenet i MATLAB.
Ved å innføre en effektbegrensning fra solcelleanleggene de timene det oppstår for høye spenninger eller for høy effektflyt, kan en større solcellekapasitet installeres. I effektbegrensningen har først effekten blitt redusert slik at ingen noder i nettet får for høye spenninger. Deretter har effekten blitt ytteligere redusert for å unngå overbelastninger i overføringslinjer og kabler. Det har også blitt sett på hvordan tapene i nettet påvirkes av integrasjon av solceller, og hvordan LCOE for solcelleanleggene påvirkes av effektreduksjonen.
Nettet som har blitt undersøkt i denne oppgaven er et sterkt nett. Det kan installeres over 10 kWp solceller hos hver sluttbruker i nettet uten at det oppstår for høye spenninger eller for høy effektflyt. For høyere kapasiteter må effekten justeres ned i noen timer i løpet av året for å unngå for høye spenninger og for høy effektflyt. Det er først ved 17,5 kWp installert effekt hos hver sluttbruker at effektflyten gjennom transformatoren er høyere enn den er dimensjonert for. For at den totale produksjonen i nettet skal være like stor som det totale forbruket, må 37,5 kWp installeres hos hver sluttbruker. Når det installeres solceller i nettet, vil tapene først synke. Etter omtrent 5 kWp installert effekt hos hver sluttbruker, vil tapene i nettet øke når fler solceller installeres. LCOE for solcelleanleggene øker når effekt ut fra solcelleanleggene reduseres fordi produksjonen blir lavere i forhold til systemkostnadene for solcelleanleggene. Med effektavhengig systemkostnad på solcelleanleggene vil LCOE ha et minimum ved 12,5 kWp installert effekt hos hver sluttbruker.