Grid Impact from Increased Prosumer Penetration in the Norwegian Distribution Grid

Abstract

Denne oppgaven har undersøkt nettpåvirkningen fra en økt penetrasjon av plusskunder i det norske distribusjonsnettet. En spørreundersøkelse blant norske nettselskaper har vist en kraftig vekst i antall plusskunder det siste året. Det er gjennomført simuleringer i Netbas og DIgSILENT PowerFactory med forskjellig penetrasjonsgrad av plusskunder med 8kW solcelleanlegg. Enkelte simuleringer er også gjort med en kombinasjon av solceller og batterier, for å se hvordan distribuert energilagring i batterier kan påvirke resultatene.

Simuleringene har vist at høy produksjon kombinert med lav last kan føre til spenningsoverskridelser og overbelastninger i strømnettet. Gjennom simuleringene er det vist at en økt inntreden av PV i det norske distribusjonsnettet er spesielt utfordrende i svake nett, hvor korslutningsytelsen er lav. Det er vist at nettstyrke, målt i laveste kortslytningsstrøm, sammen med nominell transformatoreffekt er de begrensende faktorene for tillatt penetrasjonsgrad av plusskunder.

Nettforsterkninger, som økt overføringsevne i kabler, kan bidra til å redusere nettpåvirkningen fra plusskundene. Simuleringer med PV kombinert med energilagring i batterier har vist at integrasjon av energilager er et svært godt tiltak for å redusere nettpåvirkningen fra plusskunder.

This master thesis is a study of the grid impacts from an increased penetration of prosumers in the Norwegian distribution grid. A survey among DSOs has shown a large groth in the amount of prosumers during the last year. Simulations have been carried out in the simulation tools Netbas and DIgSILENT PowerFactory. The simulations are based on different penetration levels of prosumers with 8kW PV systems. Some simulations are also done with a combination of PV and battery energy storage, to see how this affects the results.

The simulations have shown that high production combined with light load can lead to voltages above the tolerated limit an overload of equipment in the grid. Through the simulations, it has been shown that an increased penetration of prosumers in the Norwegian distribution grid is especially challenging in weak grids, where minimum short-circuit currents are low. It has been shown that grid strength and apparent power rating of transformers are the limiting factors for the allowed penetration level of prosumers.

Grid improvements, such as increased transmission capacity in power lines and transformers, can reduce the grid impact from prosumers. Simulations of PV combined with BES has also proven to be an efficient way to reduce the grid impacts from prosumers.