• Refine Query
  • Source
  • Publication year
  • to
  • Language
  • 47
  • 2
  • Tagged with
  • 49
  • 35
  • 29
  • 28
  • 24
  • 23
  • 23
  • 18
  • 13
  • 13
  • 10
  • 8
  • 6
  • 5
  • 5
  • About
  • The Global ETD Search service is a free service for researchers to find electronic theses and dissertations. This service is provided by the Networked Digital Library of Theses and Dissertations.
    Our metadata is collected from universities around the world. If you manage a university/consortium/country archive and want to be added, details can be found on the NDLTD website.
41

Kartläggning av begränsande faktorer vid fellokalisering med pulsekometod på mellanspänningskablar / Mapping of the limiting factors in fault localization with Time Domain Reflectometry on medium voltage cables

Andersson, Tommy, Lindell, Erik January 2014 (has links)
I samband med att mellanspänningsnätet kablifieras ökar också kraven vad gäller fellokalisering. För att hålla avbrottstiderna i nätet korta är effektiv felsökning erforderlig. Detta arbete syftar till att kartlägga och redogöra för begränsande faktorer som finns vid fellokalisering med fokus på pulsekometoden. Uppdraget utförs tillsammans med Vattenfall Eldistribution AB. Det har uppdagats problem gällande fellokalisering på mellanspänningskablar med pulsekometoden. Ett flertal faktorer bidrar till denna problematik. Resultatet från studien visar att kabelkonstruktionen är en betydande del i det som begränsar pulsekometodens användningsområden och funktionalitet. Rapporten redogör för grundläggande information kring konstruktion och typer av mellanspänningskablar. Kartläggningen uppvisar hur vattenträd påverkar en kabel negativt. Allmänt redogörs för vad som orsakar vattenträd samt vilka avhjälpande åtgärder som vidtas; trippelextrudering samt mantel- och isolationsprovning. Vidare beskrivs olika feltyper, kabeltyper, kabelgenerationer samt instrument- och metodtyper som alla är påverkande faktorer vid fellokalisering. Dokumentering är i högsta grad väsentligt för en lyckad felsökningsprocedur, vilket klarläggs i rapporten. Utöver dokumentation redogörs för hur kabelns kondition kan påverka felsökningsresultatet. Ett antal mätmetoder och mätinstrument finns till förfogande vid felsökning och provning. Alla har sina egna för- respektive nackdelar. De har även tillhörande användningsområden. Pulsekometerns grundfunktion studeras och förklaras. De övriga mätmetoderna, som används vid fellokalisering och provning, redogörs för endast generellt / As the medium voltage network cables in Sweden is buried down in the earth, the demand of fault localization expertise increases. To keep downtimes in the network short, the importance of effective fault localization is necessary. This work is aimed to map and visualize limiting factors within fault localization with focus on the TDR - Time Domain Reflectometry. This work is a collaboration with Vattenfall Eldistribution AB. Problems with fault localization on medium voltage cables with the TDR have been detected. A multiple factors are contributing to this problem. The results of this study show that the cable construction is a significant part in which extent the TDR can be used. The report are also accounting for basic information about construction and types. The mapping also illustrates water treeing and how it affects cables in a negative way. Visualization of what causes water treeing and several actions such as triple extrusion, jacket testing and insulation testing is included in the essay. Further information about fault types, cable types, cable generations, instrument types and method types is given. All of them are affecting factors within the area of fault localization. Documentation is highly important for a successful fault localization procedure, which is clarified in the report. Besides documentation the cable condition and the influence on it affecting the result of fault localization is stated. A number of measuring methods and instruments are available to use when fault localization and testing are occurring. Every instrument has their own advantages and disadvantages. They also have their own respective area of usage. The basic principle of TDR is studied and explained accordingly. The other measuring methods, which are used in fault localization and testing, are shown more generally
42

Optimering av selektivplaner och dessbetydelse för samhället / Optimization of selective tripping schedule and its importancefor society

Gannholm, Fredrik January 2018 (has links)
Vid ombyggnationer och utbyggnationer av elnät förändras dess karakteristik.Detta leder till att skyddsfunktioner kan behöva justeras för att passa elnätets nyakarakteristik. Justeringar kan medföra att selektiviteten mellan skydden försvinner.Selektivitet innebär att endast skyddet närmast felet bryter strömmen, så atten så liten del som möjligt av elnätet blir strömlöst. För att säkerställa att selektivitetråder mellan skydden utformas selektivplaner där selektiviteten visuellt kananalyseras och vid behov utförs justering av skydden. Rotebro mottagningsstation iSollentuna ägs och drivs av Sollentuna Energi & Miljö (SEOM). Stationen står införombyggnationer och selektivplanerna behöver därför ses över.Då problemställningen är att selektiviteten mellan skydden behöver kontrollerasblir målsättningen att skapa en selektivplan för Rotebro mottagningsstation. Dennabaseras på mottagningsstationens skyddsinställningar och det anslutna elnätetskarakteristik. Arbetet resulterade i att en modell av Rotebro mottagningsstationskapades i programmet PSS Sincal. Från denna genererades selektivplaner somvisar att små justeringar av skydden kan göras. Det utfördes även en generell analyssom visar att selektivplaner har stor betydelse för samhället. / In case of build out and rebuilding electricity grids, the electrical characteristicschange. This means that protection features may need to be adjusted to suit theelectrical grids’ new characteristics. Adjustments may lead to loss of selectivity betweenprotective relays. Selectivity means that only the protection device closest tothe fault break the current, so only the smallest possible part of the electrical gridgets disconnected. To assure selectivity, selective tripping schedule is created andprotective relays are adjusted if needed. Rotebro substation in Sollentuna is ownedand operated by Sollentuna Energi & Miljö (SEOM). The substation is facing rebuildingand its selective tripping schedule needs to be reviewed.Since the problem is that selectivity between the protective relays needs to bechecked the goal is to create a selective tripping schedule for Rotebro substation.This is based on the substation protective settings and the connected electricalgrids characteristics. The thesis resulted in a model of Rotebro substation createdin the computer program PSS Sincal. From this a selective tripping schedule weregenerated that shows that small adjustments of the protective relays can be made.A general analysis was also conducted which shows that a selective tripping scheduleis of great importance to the society.
43

Uppskattning av nollföljdsimpedansen hos trefas krafttransformatorer med utjämningslindning

Duenas Solis, Jose Luis January 2018 (has links)
Ett viktigt uppdrag för Svenska kraftnät (SvK) som den systemansvariga myndigheten i Sverige är att driva elnätet på det bästa möjliga sättet. För att kunna garantera den önskade 99,9% tillför- litligheten behövs konstant underhåll och diagnostisering av kraftöverföringssystemets komponenter, varav elkrafttransformatorer är en viktig beståndsdel. Nollföljdsimpedansen behövs för att bestämma hur stora felströmmar som uppkommer när fel inträffar i systemet. Nollföljdsimpedansen är en av tre följder (sekvenser) som används för att analysera trefaskomponenter och är en storhet som inte kan bestämmas analytisk på ett enkelt sätt. Dess värde brukar fås från tester som görs av tillverkaren när transformatorn fabriceras. Denna information saknas dock för flera transformatorer som finns driftsatta i nätet. I detta examensarbete utvecklas empiriska modeller för att estimera nollföljdsimpedansen hos tre- och fembenta elkrafttransformatorer med tre (YY∆) och fyra lindningar (YYY∆), av vilka en av lindningarna är en utjämningslindning. En utjämningslindning är en deltakopplad lindning som icke är åtkomlig och som är avsedd för att minska och balansera nollföljdsimpedansvärdena för intilliggande lindningar. Nollföljdsimpedansen kan endast skattas eftersom en direkt mätning inte är möjlig hos dessa transformatorer. De erhållna modellerna bildar en estimeringsalgoritm, där olika transformatorstorheter kan användas som indata för att skatta nollföljdsimpedansvärdet. Metodiken för att ta fram modellerna bygger på en analys av korrelationen mellan nollföljdsim- pedansen och andra kända och beräknade storheter, där en linjär regression baserad på minsta kvadratmetoden resulterar i en approximativ trendlinje. Approximationen förbättras med en bisquare algoritm, där avvikande värden ges mindre vikt. Denna process utförs för alla transformatorer i stu- dien där generella anpassningsmodeller tas fram. Processen upprepas för särskilda undergrupper med syfte att erhålla modeller med högre anpassningsgrad. Indelning i undergrupper baseras på kopp- lingsart för transformatorernas sekundärlindning som består av antingen fullindad eller autokopplad lindning, samt kärnkonstruktion som består av tre- eller fem ben. Tillförlitligheten för varje modell analyseras med hänsyn till deras anpassningsgrad, statistisk relevans samt kvaliteten av data som användes för att utveckla modellen. Endast modeller med måttlig anpassningsgrad (goodness of fit) och som baseras på ett tillräckligt stor antal enheter för att betraktas som statistisk representativ för målgruppen, inkluderas i algoritmen. Generellt sätt följer data en normalfördelning som tyder på få extrema värden. Följaktligen, anses data ha en bra distribution för att avgöra dess trend. Modellernas prestanda för transformatorer med tre lindningar testades mot ett förväntat värde för nollföljdsimpedansen, baserat på en skattning som för närvarande används av Svk. Testresultaten vissa modeller medan för andra inträffar avvikelser. I detta projekt används LAB som utvecklingsplattform för alla analyser / An important comission for Svenska kraftnät (SvK) as the Swedish authory in charge of the power distribution network is to operate the grid in the most efficient way. In order to ensure 99,9% uptime, constant maintenance and fault diagnostics are required for the entire network of which power transformers are an important component. The zero-sequence impedance is a way to determine the maximum fault currents a transformer can accept before being damaged. The zero- sequence impedance is one of three sequences used to analyze three-phase systems and is a quantity which is not easily obtained analytically. Its value is usually determined in tests carried out during the fabrication process. This information is not available for several transformers currently in service on the power grid. The focus of this thesis is to develop empirical models to estimate the value of the zero-sequence impedance for three- and five limb power transformers with three (YY∆) and four windings (YYY∆) including a stabilizing winding. A stabilizing winding is a delta-connected winding which is not brought out; its purpose is to reduce and balance the zero-sequence impedance in adjacent windings. The value for the zero-sequence impedance can only be estimated since a direct measurement on the winding is not possible for this type of transformers. The resulting models are part of an algorithm where different transformer quantities are used as inputs to estimate the value of the zero-sequence impedance for a given transformer. The method used to obtain these models is based on an analysis of the correlation between the zero-sequence impedance and other known and calculated quantities where a linear regression based on the least-squares method produces an approximative trend line. This approximation is made more robust with a bisquare-weight algorithm where less weight is given to diverging data points. This process is carried out for all the transformers included in this study where general models are obtained. The process is then repeated for specific subgroups of transformers with the goal of deriving more accureate models for these subgroups. The subdivision criteria is based in coupling- and core type which includes an0- and yn0-couplings and three- and four limb cores respectively. The reliability of each model is analayized with respect to their goodness of fit, statistical relevance and the quality of the data used to develop the model. Only models with a substantial goodness of fit and which were based on a sufficiently large number of transformers to be considered statistically representative of the target group are included in the final algorithm. In general, all the data analyzed follows a normal distribution which indicates that there are few extreme values. Consequently, the data used in this study is condsidered to be appropriately distributed to determine its trend. The performance of the models for transformers with three windings was tested against the expected values for the zero-sequence impedance based on the approximation algorithm which is currently being used by Svk. The test results from some of the models match the expected values while oth deviations. MATLAB is used in this projetct as the development platform for all analyses
44

Elektrisk integrering och projektering av förnybar energi i svagt lokalt elnät / Electrical integration and windpower simulation of renewable energy in weak local power grid

Sporrong, Kristofer, Harrysson, Mattias January 2012 (has links)
För att en kvalitativ och driftsäker kraftomvandling från vind till elkraft skall erhållas ställs krav på en mängd olika faktorer. Klimatologiska och tekniska faktorer kräver korrekt dimensionering och anpassning av omvandlingstekniken för att största möjliga energimängd skall kunna omvandlas på ett driftsäkert och energieffektivt vis som vindkraftsägare, nätägare kräver. Vinden är som bekant en oberäknelig kraftkälla. Variationerna i styrka och tid kan innebära en hel del driftoptimeringsproblematik med efterverkningar för vindkraftsverket, nätet och belastningen. Konsekvenserna kan bero på vilken typ av teknik som är installerad i de olika delarna av energisystemet och i områdets elnät. Varierande effektbehov och effektfaktor i tiden har också en signifikant betydelse för elnätets stabilitet.  Anpassning av drift i elnätet mot den turbulenta vinden ger ofta avvikelser på spänning och effektflöden, speciellt i extrema situationer där svaga elnät existerar. God samverkan med vindkraftverket och nätets varierande aktiva och reaktiva effektbehov till energianvändaren kan ge förutsättningar för god elkvalitet och därmed optimerad och säker drift med få avbrott över tiden. Ofta kan och är det mekaniska, elektrotekniska val i vindkraftverket och tillhörande elsystem som spelar en avgörande roll för hur lönsam investeringen blir under verkets tekniska livslängd. Nätägaren eftersträvar en god interagering mellan elnät och elproduktion som ger upphov till få medeltalsfel mellan avbrott och elfel, detta kallas i branschen för ”Mean time between failures” MTBF.  Enligt Svensk energi skall långsamma och snabba spänningsvariationer samt övertoner och erforderlig kortslutningseffekt utredas och jämföras mot de krav och villkor som råder vid elektrisk integrering av elproduktion i elnätet. Förstudien har kommit fram till två lämpliga anslutningsförslag med vindkraftsprojektering. Det beskrivs senare i rapporten förslag på två tillhörande Smart Grid varianter med energilagring för anslutningsförslagen i det befintligt svaga lokala elnätet. / To achieve a reliable and qualitative power conversion from the wind into electric power, a variety of factors and demands need to be obtained. Climatological and technological factors requires proper dimensioning and adjustment of the conversion technology, to harvest the greatest possible amount of energy and to be converted in a reliable and energy efficient way, that windmill owners, power grid owners require. The wind is as familiar an unpredictable power supply. The variations in intensity over time could mean a number of drive optimization problems with after-effects of the wind turbine, power grid and load. The consequences may depend on which type of technology that is installed in the different parts of the energy system. The area's power grid and varying power needs with characteristics over time, also has a significant importance. The turbulent wind gives deviations of voltage and power flow, especially in various extreme situations in weak power grids. Good interaction between the wind turbine and power grid with varying active and reactive power demand for the energy users, provides conditions for a good power quality and thus, an optimal and safe operation with few interruptions over time. It can be, and often is the mechanics, electro-technical choices in the wind turbine and associated electrical systems that play a critical role in how profitable installation is during the wind turbines technological life. The power grid owner strives for a good interaction between the power grid and electrical generation which rise for few faults between interruptions and errors. In the branch this is known as "Mean time between failures" MTBF.  According to the Swedenergy, harmonics, slow and fast voltage variations including required short-circuit power should be investigated and compared with those requirements and terms that prevails with electrical integration of power into the grid. The feasibility study has concluded two suitable power connection proposals including wind mapping research, later in this report it is described and suggested two related Smart Grid variants with energy storage for the two power connection proposals in the existing weak local grid. / Judith Saari var betygsättare på muntlig presentation.
45

Jämförande analys av åtgärder vid kapacitetsbrist i kraftledningar / Comparative analysis of measures in the event of capacity shortages in transmission lines

Dahlstrand, Daniel January 2022 (has links)
Marknadsanalyser gjorda av Svenska kraftnät visar att elenergianvändningen i Sverige kommer att öka. Denna utveckling drivs på av bland annat omställningen till elektriska transporter och kan potentiellt leda till kapacitetsbrist i ledningar inom transmissions- och regionnät, framför allt i storstadsområden. För att kunna reducera kapacitetsbrist i en ledning finns det ett antal åtgärder, men hur dessa står sig mot varandra i ett tekniskt och ekonomiskt perspektiv är inte fastställt. Det är där denna rapport tar vid. Bland annat studeras Dynamic line rating (DLR) som en åtgärd för att reducera kapacitetsbristen i den studerade ledningen. DLR är en teknik som används för att justera den maximalt tillåtna överföringskapaciteten i en ledning baserat på ett antal parametrar. Beräkningarna för att bestämma maximalt tillåtna överföringskapaciteten i ledningen gjordes på två olika sätt detta för att undersöka om de var likvärdiga. Det visade sig att de stämde relativt bra överens, dock med en offset. Den potentiella överlasten skulle inträffa under 3379 timmar under ett år, men enbart om en specifik transformator gick sönder. Medeltiden till felet visade sig vara 173 år utan att några åtgärder applicerades. För att nå upp till 100 % tillgänglighet på ledningen, utan åtgärder, skulle det behöva köpas flexibilitetstjänster motsvarande 82150 MWh (Megawattimmar) under det studerade året.  Även den ekonomiska kostnaden för att köpa upp- eller nedreglerande tjänster studerades. Rapporten visar att det för den studerade ledningen var till fördel att investera i DLR vid ett flexibilitetsbehov på 1,2 GWh/år. Från resultatet utformades ett förslag på lämplig ordning för att nyttja de olika åtgärdena samt förslag på vidareutveckling av arbetet. Slutsatsen är att åtgärderna har sina för- och nackdelar, men att det inte går att säga att någon åtgärd är bättre än någon annan. Detta gäller inom samtliga områden som studerades. / Market analyzes made by Svenska kraftnät show that electricity use in Sweden will increase. This development is driven by, among other things, the transition to electric transport and can potentially lead to a lack of capacity in lines within backbone and regional networks, especially in metropolitan areas. In order to be able to reduce capacity shortages in a transmission line, there are a number of measures, but how these stand against each other in a technical and economic perspective has not been determined. That's what this report tries to answer.  Among other things, Dynamic line rating (DLR) is studied as a measure to reduce the capacity shortage in the studied transmission line. DLR is a technology used to adjust the maximum allowable transmission capacity in a line based on a number of parameters. The calculations to determine the maximum allowable transmission capacity in the transmission line were made in two different ways to examine whether they were equivalent. It turned out that they matched relatively well, though with an offset. The potential overload would occur during 3379 hours in a year, but only if a specific transformer broke down. The mean time to failure turned out to be 173 years without any measures being applied. In order to achieve up to 100 % availability on the line, without measures, it would be necessary to purchase flexibility services corresponding to 82150 MWh (Megawatt hours) during the year studied. The financial cost of buying up or down regulation services was also studied. The report shows that it was advantageous for the studied transmission line to invest in DLR at a flexibility requirement of 1.2 GWh / year. From the results, a proposal was made for an appropriate arrangement for using the various measures as well as proposals for further development of the work. The conclusion is that the measures have their advantages and disadvantages, but it is not possible to say that one measure is better than another. This applies to all areas studied.
46

Utveckling av laboration om trefastransformatorn : En studie om transformatorer / Development of three phase transformer lab : A study about transformers

Al-Breihi, Mohammed January 2014 (has links)
Examensarbetet har utforts pa uppdrag av enheten for Data- och Elektroteknik pa skolan for Teknik och Halsa, KTH. Denna studie om transformatorer omfattar deras funktioner och anvandningsomraden, hur de ar uppbyggda, hur karnan och lindningarna som ar transformatorns viktigaste delar ar uppbyggda, vilka materiel som anvands vid konstruktion av dessa samt vilka typer det finns av dem beskrivs i rapporten. Vidare beskrivs flera olika transformatortypers funktioner och anvandningsomraden. Eftersom en viktig del av studien varit pa vilka satt transformatorer kan utvecklas for okad miljovanlighet och livslangd gar rapporten igenom olika vegetabiliska oljor, vilka fordelar de har gentemot mineraloljor och vilka egenskaper de har samt pa vilket satt de ar skonsammare mot miljon. HVDC-enheter transformerar hoga spanningar fran vaxelspanning till likspanning for mindre resistiva forluster och darmed lagre energiforluster vilket i sin tur leder till en renare miljo. Teorigenomgangen av transformatorn ligger till grund for utformningen av en laboration for undervisningsbruk, bl.a. i en kurs om elkraftteknik som ges i hogskoleingenjorsprogrammet Elektroteknik pa KTH. / This degree project was carried out on behalf of the unit for Computer and Electrical engineering at the School of Technology and Health, KTH. This study about transformers, their function and uses, the way they’re built, how the core and windings, which are the most important parts of a transformer, are made and what kind of materials are used to make them. Several types of transformers and their functions are described. A crucial part of the study has been to search for different ways to develop transformers to make them environmentally safer and to increase their life-span. As such this work describes different transformer oils, what advantages and disadvantages they have compared to mineral oils, what properties they have and in what way they’re less harmful for the environment. HVDC units transform high voltages from Alternating Current to Direct Current to lessen the resistive losses and energy losses which lead to a cleaner environment. The theory examination of the transformer is the basis for the formation of a lab for educational use, among others in a course about electrical power that’s included in Bachelor of Science in Electrical Engineering at KTH.
47

Photovoltaic Power Production and Energy Storage Systems in Low-Voltage Power Grids / Solcellsproduktion och energilagringssystem i lågspänningselnät

Häggblom, Johan, Jerner, Jonathan January 2019 (has links)
In recent years, photovoltaic (PV) power production have seen an increase and the PV power systems are often located in the distribution grids close to the consumers. Since the distributions grids rarely are designed for power production, investigation of its effects is needed. It is seen in this thesis that PV power production will cause voltages to rise, potentially to levels exceeding the limits that grid owners have to abide by. A model of a distribution grid is developed in MathWorks MATLAB. The model contains a transformer, cables, households, energy storage systems (ESS:s) and photovoltaic power systems. The system is simulated by implementing a numerical Forward Backward Sweep Method, solving for powers, currents and voltages in the grid. PV power systems are added in different configurations along with different configurations of ESS:s. The results are analysed, primarily concerning voltages and voltage limits. It is concluded that addition of PV power production in the distribution grid affects voltages, more or less depending on where in the grid the systems are placed and what peak power they have. It is also concluded that having energy storage systems in the grid, changing the power factor of the inverter for the PV systems or lowering the transformer secondary-side voltage can bring the voltages down. / På senare tid har det skett en ökning i antalet solcellsanläggningar som installeras i elnätet och dessa är ofta placerade i distributionsnäten nära hushållen. Eftersom distributionsnäten sällan är dimensionerade för produktion så behöver man utreda effekten av det. I det här arbetet visas det att solcellsproduktion kommer att öka spänningen i elnätet, potentiellt så mycket att de gränser elnätsägarna måste hålla nätet inom överstigs. En modell över lågspänningsnätet skapas i MathWorks MATLAB. Modellen innehåller transformator, kablar, hushåll, energilager och solcellsanläggningar. Systemet simuleras med hjälp av en numerisk Forward Backward Sweep-lösare som beräknar effekter, strömmar och spänningar i elnätet. Solcellanläggningarna placeras ut i elnätet i olika konfigurationer tillsammans med olika konfigurationer av energilager. Resultaten från simuleringarna analyseras främst med avseende på spänningen i elnätet utifrån dess gränser. De slutsatser som dras i arbetet är att solcellsproduktion kommer att påverka spänningen, mycket beroende på var i elnätet anläggningarna placeras och storleken hos dem. Det visas också att energilager, justering av effektfaktor hos solcellsanläggningarna eller en spänningssänkning på transformatorns lågspänningssida kan få ner spänningen i elnätet. / <p>LiTH-ISY-EX--19/5194--SE</p>
48

Elkvalitetsmätning på en av Trafikverkets signalanläggningar inom ERTMS : En undersökning av elkvalitet

Poppe, Sebastian January 2018 (has links)
The thesis work was carried out within the Swedish Transport Agency's ERTMSproject to assist in deciding on the power supply of the facilities along the railways related to the project. This work applies to areas such as the implementation of the new rectifier, the Rectiverter, and power supply design with focus on redundancy and the overall electricity quality. The work was carried out by processing data from one week's power quality measurement at one of the signal plants where there was an installed Rectiverter. The results were set against current standards and causes of events discussed. The work indicates that the tested facility where power quality was measured meets the applicable standards. However, measures can be made to increase the efficiency of the facility, concerning both redundancy and direct power losses. This refers to the choice of power supply at facilities around the country and the conversion of AC to DC before the UPS and DC to AC-voltage after UPS to the Rectiverter. In chapter one terminology and abbreviations are listed. Chapter two contains an introduction to the report where background, purpose and objectives are formulated. Theory of power quality concepts, data processing, prevailing standards and information about the facilities of the Swedish Transport Administration can be found under chapter three. In chapter four, the methodology used for the power quality measurement and how it was carried out is presented. This includes the collection of sources, used equipment, practical set-up and used method for analysis. In chapter five, the results from the measurement are presented, which are then discussed further in the discussion (chapter six). The report is then summarized with conclusions and suggestions for further work in chapters seven and eight.
49

Increasing the hosting capacity of distributed energy resources using storage and communication / Öka acceptansgränsen för förnyelsebaraenergikällor med hjälp av lagring och kommunikation i smarta elnät

Etherden, Nicholas January 2014 (has links)
This thesis develops methods to increase the amount of renewable energy sources that can be integrated into a power grid. The assessed methods include i) dynamic real-time assessment to enable the grid to be operated closer to its design limits; ii) energy storage and iii) coordinated control of distributed production units. Power grids using such novel techniques are referred to as “Smart Grids”. Under favourable conditions the use of these techniques is an alternative to traditional grid planning like replacement of transformers or construction of a new power line. Distributed Energy Resources like wind and solar power will impact the performance of the grid and this sets a limit to the amount of such renewables that can be integrated. The work develops the hosting capacity concept as an objective metric to quantify the ability of a power grid to integrate new production. Several case studies are presented using actual hourly production and consumption data. It is shown how the different variability of renewables and consumption affect the hosting capacity. The hosting capacity method is extended to the application of storage and curtailment. The goal is to create greater comparability and transparency, thereby improving the factual base of discussions between grid operators, electricity producers and other stakeholders on the amount and type of production that can be connected to a grid.Energy storage allows the consumption and production of electricity to be decoupled. This in turn allows electricity to be produced as the wind blows and the sun shines while consumed when required. Yet storage is expensive and the research defines when storage offers unique benefits not possible to achieve by other means. Focus is on comparison of storage to conventional and novel methods.As the number of distributed energy resources increase, their electronic converters need to provide services that help to keep the grid operating within its design criteria. The use of functionality from IEC Smart Grid standards, mainly IEC 61850, to coordinate the control and operation of these resources is demonstrated in a Research, Development and Demonstration site. The site contains wind, solar power, and battery storage together with the communication and control equipment expected in the future grids.Together storage, new communication schemes and grid control strategies allow for increased amounts of renewables into existing power grids, without unacceptable effects on users and grid performance. / Avhandlingen studerar hur existerande elnät kan ta emot mer produktion från förnyelsebara energikällor som vindkraft och solenergi. En metodik utvecklas för att objektivt kvantifiera mängden ny produktion som kan tas emot av ett nät. I flera fallstudier på verkliga nät utvärderas potentiella vinster med energilager, realtids gränser för nätets överföringsförmåga, och koordinerad kontroll av småskaliga energiresurser. De föreslagna lösningarna för lagring och kommunikation har verifierats experimentellt i en forskning, utveckling och demonstrationsanläggning i Ludvika. / Godkänd; 2014; Bibliografisk uppgift: Nicholas Etherden är industridoktorand på STRI AB i Göteborg. Vid sidan av doktoreringen har Nicholas varit aktiv som konsult inom kraftsystemsautomation och Smarta Elnät. Hans specialitet är IEC 61850 standarden för kommunikation inom elnät, vindkraftparker och distribuerad generering. Författaren har en civilingenjörsexamen i Teknisk fysik från Uppsala Universitet år 2000. Under studietiden läste han även kurser i kemi, miljökunskap och teoretisk filosofi. Han var under studietiden ordförande för Student Pugwash Sweden och ledamot International Network of Engineers and of Scientists for Global Responsibility (INES). Efter studietiden var han ordförande i Svenska Forskare och Ingenjörer mot Kärnvapen (FIMK). Han började sin professionella bana som trainee på ABB i Västerås där han spenderade sex år som utvecklare och grupp ledare för applikationsutvecklingen i ABB reläskydd. I parallell till arbete har han läst elkraft vid Mälardalenshögskola. År 2008 började han på STRI AB som ansvarig för dess IEC 61850 interoperabilitetslab. Han är på uppdrag av Svenska Kraftnät aktiv i ENTSO-E IEC 61850 specificeringsarbete och svensk representant i IEC tekniska kommitté 57, arbetsgrupp 10 som förvaltar IEC 61850 standarden. Han har hållit över 30 kurser i IEC 61850 standarden i fler än 10 länder.; 20140218 (niceth); Nedanstående person kommer att disputera för avläggande av teknologie doktorsexamen. Namn: Nicholas Etherden Ämne: Elkraftteknik/Electric Power Engineering Avhandling: Increasing the Hosting Capacity of Distributed Energy Resources Using Storage and Communication Opponent: Professor Joao A Peças Lopes, Faculty of Engineering of the University of Porto, Portugal Ordförande: Professor Math Bollen, Avd för energivetenskap, Institutionen för teknikvetenskap och matematik, Luleå tekniska universitet Tid: Måndag den 24 mars 2014, kl 09.00 Plats: Hörsal A, Campus Skellefteå, Luleå tekniska universitet / SmartGrid Energilager

Page generated in 0.044 seconds