PV systemer i distribusjonsnettet

Abstract

I denne masteroppgaven er distribuert produksjon fra fotovoltaiske systemer studert ved modellering og simulering av produksjon i en radial i distribusjonsnettet til Hafslund Nett. Med den store økningen av distribuert produksjon rundt i verden de siste årene, er det sannsynlig at det blir flere plusskunder også i Norge i årene som kommer. Hensikten med prosjektet har vært å studere påvirkningen distribuert produksjon har på distribusjonsnettet når det gjelder spenningsverdier og leveringskvalitet. Med stor sannsynlighet for flere nye plusskunder i årene som kommer, ønsker nettselskapet å være forberedt på hvilke utfordringer som må løses og hvilke krav som må settes til nettilknyttede fotovoltaiske anlegg. I tillegg er vekselrettere studert nærmere, med fokus på hvilke parametere som er viktige ved valg av vekselretter.Modellering og simulering er utført i dataverktøyet PSCAD. Data er hentet fra GeoNIS som er kart informasjonsverktøyet til Hafslund Nett. Masteroppgaven bygger videre på spesialiseringsprosjektet som ble utført av samme forfatter høsten 2013, der mulighetene for fotovoltaisk produksjon på Ostlandet ble studert. Radialen der det ene huset som ble undersøkt i spesialiseringsprosjektet ligger, er den samme radialen som er studert i denne masteroppgaven. Hovedfokus i oppgaven har vært å studere spenningsvariasjoner ved produksjon, tap av aktiv effekt, kompensering med reaktiv effekt i vekselretteren samt ubalansert produksjon.Resultatene viser at spenningsvariasjonene er relativt store, spesielt der kortslutningsimpedansen er høy. Ved produksjon i alle tilknytningspunktene i radialen, var gjennomsnittlig spenningsøkning i alle målepunktene på omtrent 5,5 V. Den største spenningsøkningen i et tilknytningspunkt var på i overkant av 13 V. Distribuert produksjon fører også generelt til at aktive effekttap minker. Likevel kan det i tilfeller der produksjonen i radialen er høy og lasten lav føre til en økning i tapet.Regulering med reaktiv effekt viste seg å være ganske nyttig for å holde spenningen i radialen nede. Med effektproduksjon i alle tilknytningspunktene med cos φ = 0,9, ble spenningen i snitt redusert med omlag 2,4 V. Den store andelen IT-nett i Norge gjør at ubalansert produksjon er et viktig tema og dersom produksjonen ikke fordeles jevnt mellom fasene kan det oppstå usymmetriske spenninger. Med produksjon i alle tilknytningspunktene mellom de to samme fasene blir spenningsusymmetrien over 2 % i alle tilknytningspunktene; dette er over maksimalgrensen definert i «Forskrift om leveringskvalitet i kraftsystemet» (FoL).De ledende vekselretterprodusentene i verden ser ut til jevnt over å produsere gode, kvalifiserte vekselrettere som ikke vil skape unødvendige forstyrrelser i leveringskvaliteten i nettet. Nettselskapet bør likevel sette noen egne krav til blant annet regulering av cos φ og maksimal tillatt effektproduksjon per fase.