| dc.description.abstract | Etterhvert som det grønne skiftet fortsetter vil fornybare energikilder som sol og vind ta over som den dominerende energikilden i store deler av verden. Disse energikildene bidrar ikke med treghet til kraftsystemet, noe som gjør det mer utfordrende å opprettholde en stabil frekvens ved forekomster av større feil eller forstyrrelser i nettet. I tillegg vil det grønne skiftet føre til at kull- og gassdrevne kraftverk fases ut, noe som ytterligere svekker kraftsystemets evne til å opprettholde frekvensstabiliteten. I desember 2022 var det totalt 600 000 elbiler i Norge. Disse utgjør til sammen et enormt potensiale ved at de kan tilby store mengder primærreserver (FCR) og raske frekvensreserver (FFR) i det nordiske kraftsystemet. Denne oppgaven analyserer derfor bruken av elbiler som leverandører av driftsforstyrrelsesreserver (FCR-D) og FFR i det nordiske kraftsystemet.
Den teoretiske bakgrunnen som legger grunnlaget for simuleringene og resultatene i oppgaven gjennomgås sammen med de gjeldende reglene og forskriftene som omhandler leveranse av FCR og FFR i det nordiske kraftsystemet. I tillegg diskuteres noen interessante funn fra et prosjekt som analyserte leveranse av FCR i Danmark.
En elbilflåte modelleres både som en leverandør av FCR-D upwards og FFR etter gjeldende regler og forskrifter for leverandører av slike tjenester. Nordic 45 modellen utvikles, som er en oppdatert og forbedret versjon av den eldre Nordic 44 modellen. Denne modellen gjør det mulig å utføre mer presise simuleringer på det nordiske kraftsystemet. Det lages 10 simuleringsscenarioer som brukes for å vise frem flere aspekter ved ytelsen til elbiler som leverandører av frekvensreserver i både K2A modellen og den nye Nordic 45 modellen.
Resultatene fra disse scenarioene brukes for å konkludere om elbiler per dags dato har en tilstrekkelig ytelse som leverandører av frekvensreserver i det nordiske kraftsystemet eller ikke. Det konkluderes til slutt med at elbiler foreløpig ikke ville egnet seg som leverandører av FCR-D og FFR. Årsaken til dette er tidsforsinkelsen som ligger i elbilens ladeutstyr og i eksternt måleutstyr. Det ble imidlertid også konkludert med at dersom denne tidsforsinkelsen reduseres tilstrekkelig, noe som gjør det mulig å aktivere frekvensresponsen til elbilene nesten umiddelbart etter en feil oppstår, kan elbilene potensielt yte vel så godt som dagens vannkraftgeneratorer, om ikke bedre. | |
| dc.description.abstract | In the coming years and decades, as the green transition moves forward, intermittent
renewable energy sources (IRES) such as solar and wind will take over as the
dominating source of energy in large parts of the world. These energy sources do
not provide inertia to the electrical power system (EPS), making it more challenging
to maintain a stable frequency in the EPS at the occurrence of faults or disturbances.
Additionally, the green transition involves phasing out coal and gas-powered plants,
which leads to a further deterioration of the power system’s ability to maintain its
frequency stability. However, with a total of 600,000 Electric Vehicles (EVs) in Norway
as of December 2022, there is an enormous untapped potential of providing
large amounts of frequency containment reserves (FCR) and fast frequency reserves
(FFR) in the Nordic EPS. This thesis will therefore analyze the use of EVs for provision
of frequency containment reserves for disturbances (FCR-D) and FFR in the Nordic
power system.
In order to lay some theoretical background for the simulations and results of the
thesis, the most important theory regarding the provision of primary frequency control
in an EPS is covered. Additionally, the current rules and regulations regarding the
provision of FCR and FFR in the Nordic EPS are summarized, and some interesting
findings from a project which analyzed the provision of FCR in the Nordic EPS are
discussed.
An EV fleet is modeled both as a provider of FCR-D upwards and FFR, following the
current rules and regulations for providers of such services. An updated and improved
version of the Nordic 44 test model (N44) is constructed, called the Nordic 45 test
model, which enables more precise simulations to be performed on the Nordic power
system. 10 simulation cases are made, which are designed to highlight the different
aspects of the performance of EVs as providers of frequency reserves in both the
Kundur’s two-area power system model (K2A) and the new Nordic 45 test model
(N45).
The results of these cases are represented and discussed, and a conclusion is drawn as
to whether or not EVs have sufficient performance as providers of frequency reserves
in the Nordic power system as of today. It was concluded that using EVs as providers
of FCR-D and FFR is currently not a viable option. The reason for this is the inherent
time delay of the charging equipment and measurement devices associated with the
use of EVs as providers of such services. However, it was found that if the time delay
of charging equipment and measurement devices is sufficiently reduced, making it
possible to activate the frequency response of the EVs almost instantaneously after
the occurrence of a fault, the EVs could potentially perform just as well as the hydropowered
generators which are currently used for these types of services, if not better. | |
