| dc.description.abstract | Strømnettet legger til rette for transport av elektrisk energi mellom produsenter og forbrukere, og har derfor en sentral rolle i det grønne skiftet. Kombinasjonen av et aldrende nett og den pågående elektrifiseringen av energisystemet utfordrer de norske nettselskapene. Det stadig økende forbruket fører med seg et stort behov for oppgradering og utvikling av strømnettet. I tillegg til raskere nettutvikling, vil det være avgjørende å utnytte eksisterende komponenter og infrastruktur på en bedre måte for å klare å håndtere overgangen til et grønnere energisystem.
Utrullingen av smarte strømmålere, eller avanserte måle- og styringssystemer (AMS), til alle nettkunder i Norge har gitt nettselskapene tilgang til store mengder ny informasjon. Den nye informasjonen kan potensielt bli brukt til å forbedre utnyttelsen av det eksisterende strømnettet, og på denne måten redusere kostnadene knyttet til nettutvikling, både for nettselskapene og kundene. På bakgrunn av dette, har hovedmålet for denne masteroppgaven vært å undersøke hvordan tilgangen på lastdata kan benyttes for bedre innsikt i ledig kapasitet og potensiale for økt forbruk i distribusjonsnett.
En metode for vurdering av ledig kapasitet i distribusjonsnettet er beskrevet. Metoden kan benyttes for å få en bedre innsikt i muligheten for tilkobling av nye kunder og økt forbruk. Metoden fokuserer hovedsakelig på ledig kapasitet i nettkomponenter, som kraftlinjer og transformatorer, under normaldrift og i utfallssituasjoner.
Videre er metoden benyttet på en del av distribusjonsnettet ved Øra Industripark i Fredrikstad. Den ledige kapasiteten i nettet er vurdert under normaldrift og i forskjellige utfallssituasjoner. Analysen er basert på nettverksdata og historiske lastmålinger for to radialer i det industrielle distribusjonsnettet, referert til som Radial A og Radial B. De to radialene er koblet sammen via en reserveforbindelse som kan benyttes til å forsyne isolerte kunder i tilfelle utfall i enkelte deler av det høyspente distribusjonsnettet på industriområdet. Basert på lastdata fra de tre siste årene viser resultatene at kapasiteten til nettkomponentene i all hovedsak er god nok til å dekke dagens forbruk, både under normaldrift og i utfallssituasjoner.
I de kommende årene vil sannsynligvis elektrifisering av industrielle prosesser og etablering av ny kraftkrevende industri som legger press på det eksisterende strømnettet være en stor utfordring for nettselskapene. For å kunne undersøke et distribusjonsnett hvor eksisterende kapasitet er utnyttet i større grad er den historiske lasten som forsynes av hver distribusjonstransformator skalert slik at topplasten for treårsperioden ble lik den installerte effekten til transformatoren. Deretter er ledig kapasitet i nettet vurdert både under normaldrift og i de mest kritiske utfallssituasjonene. Resultatene viser at kapasiteten i nettet var tilstrekkelig for å dekke det nye forbruket under normaldrift. Imidlertid fører utfall av hovedlinjen i Radial A eller hovedlinjen i Radial B, som knytter sekundærstasjonen sammen med resten av nettet i radialene, til overskredet kapasitet i den gjenværende hovedlinjen. Videre viser resultatene at utfall på hovedlinjen i Radial B vil være mest kritisk med tanke på størrelsen på og antall timer med overlast i dette fremtidsscenarioet. | |
| dc.description.abstract | The electricity grid, which enables the electricity transport of renewable energy
from producers to consumers, has a central role in the green shift. However, an aging grid combined with the accelerating rate of electrification of the energy system is challenging the Norwegian distribution system operators (DSOs), and the increase in load demand is driving the need for grid upgrades and development. In addition to faster grid development, higher utilization of existing components and infrastructure will be crucial to meet the increased demand and the transition towards a green energy system.
The installation of Advanced metering system (AMS) infrastructure for all Norwegian electricity
consumers has given the grid operators large amounts of new available data. This can potentially be used to improve the utilization of the existing grid, in order to reduce the costs of developing the grid, both for the DSOs and the electricity customers. Hence, the main objective of this master project has been to investigate how the smart meter load data can be used to provide better insight into the available capacity and the potential for load increase in distribution grids.
A methodological approach for evaluation of the available capacity in distribution grids is proposed. The methodological approach can be used to provide better insight into the room for connection of new end users and increased load demand. The main focus of the approach is the remaining capacity of the grid components, such as power lines and transformers, during normal operation and during outage situations.
The methodological approach is utilized on a part of the distribution grid of the industrial park Øra in Fredrikstad. The available capacity of the industrial distribution grid is evaluated for normal operation and for outage situations. The analysis is based on network data and historical load measurements for two radials, referred to as Radial A and Radial B, of the industrial distribution grid. The radials are connected through a reserve branch, that can be used to supply the isolated end user in case of outages in certain branches of the high-voltage part of the distribution grid. The results show that, based on the load demand from the last three years, the ratings of the grid components, in general, are sufficient to cover today's load demand, both under normal operation and in case of outages.
In the coming years, electrification of industrial processes and connection of new
power-intensive industries will possibly put pressure on the existing grid and challenge the DSO.
In order to investigate a system with improved utilization of the capacity of the existing grid components, the historical aggregated load demand supplied by each distribution transformer in the grid is scaled such that the peak demand is equal to the nameplate rating of the transformer. Further, the available capacity in the grid is evaluated both under normal operation and for the most critical outage scenarios. The results show that, under normal operation, the ratings of the power lines in the two radials are still sufficient to cover the new demand after the load modifications. However, during outage of the main branch of Radial A or the main branch Radial B, the line rating of the remaining main branch is exceeded. An outage of the main branch of Radial B is most critical in terms of the size and number of overload events in this future scenario. | |
