The environmental awareness has led to many political decisions and initiated laws that regulate the market towards responsible energy usage. The demand of sustainable power has led to an increasing integration of renewable energy sources to the electric grid. Solar power is the 3rd largest renewable power source after wind and bio-power. One of the main reasons to this fast expansion is the German renewable energy act that has motivated households to install PV systems in their houses. This has led to a large amount of producers on the low-voltage network. The small scale producers receive compensation for electricity generated from the PV systems, both when it is used directly in the producer’s home and when it is sold to the grid due to low usage. The systems can be more profitable by storing the energy instead of selling it on the grid. In this way the amount of bought electricity can be reduced. There are concerns regarding the connection of renewable sources to the grid. This project aims to examine the impact from single-phase PV systems on the low-voltage grid. The focus of this bachelor thesis is understanding problems such as harmonic distortion and grid asymmetry. Simulations have been carried out using the software MATLAB in order to study harmonic distortion in the output of a single-phase PV system. Grid asymmetry is examined through calculations and simulations of a worst case scenario in the software NEPLAN. This scenario contains a low voltage grid with a star-star connected transformer, where all PV-systems are connected to the same phase. The simulations in combination with a literature review have provided the conclusion that harmonic distortion caused by the inverter becomes higher when the voltage supply is too low. Integration of battery energy storage systems together with PV systems does not cause additional harmonic distortion. The results also show how single-phase systems contribute to the asymmetry in the grid. When the production from the PV systems is high, and all systems are connected to a certain phase, the current and voltage will also have an impact on the other phases in the worst case scenario.

Produktion i lågspänningsnätet ökar kraftigt, bara under år 2014 dubblerades antalet nätanslutna solcellsanläggningar i Sverige. Utvecklingen ser ut att hålla i sig och då dessa anläggningar ofta är små är det troligt att flera ansluts genom en enfasigt ansluten växelriktare. Ett symmetriskt trefassystem består av tre fasspänningarna med samma amplitud, frekvens och förskjutna 120˚ från varandra. Laster och produktionsenheter som inte är trefasigt nätanslutna ger upphov till ett osymmetriskt driftfall. Detta arbete syftar till att undersöka hur spänningen påverkas av osymmetriska laster och produktionsenheter i Vattenfalls lågspänningsnät. Målet med arbetet är att skapa ett beräkningsverktyg som kan användas av Vattenfall Eldistribution för att undersöka hur spänningen påverkas vid olika osymmetriska driftfall. Beräkningsvertyget har skapats i Matlab och utgår från kända värden för spänningen i matningspunkten och impedansen mellan matningspunkten och anslutningspunkten. Dessutom anges effekt och effektfaktor för eventuell produktion och förbrukning i respektive fas. Beräkningsmodellen beräknar spänningar och strömmar i anslutningspunkten samt spänningens osymmetri. Verifiering av beräkningsmodellen har utförts genom att jämföra beräknat resultat med ”Kurvor för förenklad bedömning av nätstyrka” som återfinns i MIKRO-handboken, utgiven av branschorganisationen Svensk Energi. En fältstudie har utförts på en enfasigt nätansluten solcellsanläggning. Mätresultatet från denna har jämförts med resultat från beräkningsmodellen. Dessutom har laboratoriemätningar på en försöksuppställning genomförts. Försöksuppställningen modellerade en lågspänningskund ansluten till ett svagt nät, med enfasigt ansluten produktion och last. Mätresultatet från försöksuppställningen jämfördes med resultat från beräkningsmodellen. I jämförelse mellan den framtagna beräkningsmodellen och MIKRO-handboken konstateras att de stämmer överens. I jämförelse med mätresultat från fältstudien konstateras att beräkningsmodellen troligtvis räknar rätt men att mätningarna inte enbart kan användas för att verifiera modellen då det är en liten spänningsvariation och många troliga felkällor. Resultatet från försöksuppställningen konstateras överensstämma med beräknade värden och kan därför bekräfta att beräkningsmodellen är korrekt utformad. / Production in the low voltage distribution network increases, just in 2014 the number of grid-connected photovoltaic systems in Sweden doubled. The trend seems to continue, and since these plants often are small, it is likely that several are connected to a single-phase connected inverter. A symmetrical three-phase system consisting three phase voltages of equal magnitude, frequency and displaced 120˚ apart. Loads and production units that are not three-phase grid-connected, causes an asymmetrical operating condition. The purpose of this report is to study how the voltage is affected by asymmetrical loads and production units in Vattenfall’s low voltage network. The aim of this work is to create a calculation tool that can be used by Vattenfall Eldistribution to study how the voltage is affected at different asymmetrical operating conditions. The calculation tool is created in Matlab and is based on the known values of the voltage in the feed point and the impedance between the feed point and the connection point. Even power and power factor for possible production and consumption in each phase are set up. The calculation model calculates the voltages and currents at the connection point and the voltage asymmetry. Verification of the calculation model have been carried out by comparing the calculated results with "Curves for simplified assessment of grid strength” included in MIKRO-handboken, published by Svensk Energi. A field study has been performed on a single-phase grid-connected photovoltaic plant. The measurement result of this has been compared with the results of the calculation model. Also, laboratory measurements on an experimental set-up was performed. The experimental set-up corresponded a low voltage customer connected to a weak grid, with single-phase connected production and load. Measurement results of the experimental setup were compared with the results of the calculation model. Comparison between the developed calculation model and MIKRO-handboken concludes that they match. By comparison with measurements from the field study, it is concluded that the calculation model is probably correctly calculating, but that measurements alone can’t be used to verify the model because the voltage variation is too small and there are many likely sources of error. The results of the experimental set-up match with the calculated values and can therefore confirm that the calculation model is correctly designed.