Spenningsregulering i regionalnett med stort innslag av vindkraft

Abstract

Denne rapporten omhandler lastflyt og dynamiske analyser av integreringen av vindkraft i regionalnettet. Det er laget en modell av et nettekvivalent basert på et utdrag av regionalnettet til TrønderEnergi Nett i DIgSILENT PowerFactory som brukes under analysene. Hovedformålet i analysene er å se på spenningsstabiliteten til nettet og hvordan en variert produksjon og utfall av vindkraftverkene vil påvirke spenningen.

Det blir gitt en introduksjon til hvordan vindturbiner fungerer, teorien bak spenningsstabilitet og mulighetene for å oppnå god stabilitet og systemkravene for tilkobling av vindkraft.

Det er to forskjellige nettoppbygginger som blir analysert, en hvor mesteparten av nettet er forsynt gjennom en 132 kV overføringslinje og den andre når mesteparten av nettet er forsynt gjennom en 66 kV overføringslinje. I begge oppbyggingene blir det sett på variert produksjon av vindkraftverkene og utfall av vindkraftverkene.

Det er noen flaskehalser i nettet for overføring av effekt og i oppgaven er det satt maksgrenser for produksjon i forskjellige vindkraftverk alt etter hvilken nettoppbygging og situasjon som blir analysert.

I lastflytanalysene analyseres hvordan den reaktive effektflyten blir forandret med å forandre på settpunktspenningene til Høgskoleringen og Voll. En konstant settpunktspenning på 136 kV i Høgskoleringen og en variasjon mellom 132 og 136 kV i Voll etter årsperioden gir best resultat for å holde den reaktive utvekslingen med transmisjonsnettet under $\pm$ 20 MVAr.

De dynamiske analysene viser at en Q-droop innstilling på 4\% i alle vindkraftverkene vil gi de beste resultatene for spenningsvariasjoner når nettet er forsynt gjennom 132 kV overføringslinjen. Når området er forsynt gjennom 66 kV linjen vil en nedregulering av vindpark A og B med en Q-droop på 4\% gi lave spenningsvariasjoner. En strengere Q-droop på 2\% vil gi lavere variasjoner, men det er nødvendig å undersøke hvor lavt vindkraftverkene kan stille inn regulatorene. Dødbåndet til trinnkobleren i Gløshaugen bør settes til 0.8 ganger trinnstørrelsen for å minimere unødvendig trinninger.