Rapport

Risker med obalans på grund av solpaneler med enfas växelriktare

Det är troligt att ett större antal enfasiga solpaneler installeras framöver. En sådan situation kan leda till ökad obalans i lågspänningsnäten. Resultaten visar att risken för stor obalans är liten.

Projektet, som har drivits av Energiforsks Risk- och Tillförlitlighetsprogram, kvantifierar risken för att tillåtna gränsvärden överskrids och att trefasutrustning drabbas. Projektet levererar även uppskattning av acceptansgränsen vid olika typer av realistiska elnät samt stora och små produktionsanläggningar. Avslutningsvis ger projektet rekommendationer angående behovet att ställa krav på solpaneler.

Projektet kom fram till följande resultat:

  • För en stor del av nätet kommer risken att vara liten för att obalansen blir för stor, även om en stor del av kunder ansluter solpaneler genom enfasiga växelriktare. För ett typiskt lågspänningsnät på landsbygden visade det sig att anslutning av 6 kW växelriktare för nästan alla kunder, inte leder till att obalansen blir för stor. I svagare landsbygdsnät finns det en stor risk att 2-% gränsen i minusföljdspänning kommer att överskridas. Det gäller framförallt när det redan innan anslutningen finns höga värden på spänningens obalans.
  • En tillkommande risk med anslutning av enfasiga anläggningar är att risken för överspänning ökar.
  • Risken med för höga värden av obalans är att livslängden för trefasmotorer minskas. Men varaktighet av höga obalansvärden på grund av enfasig-anslutna solpaneler är begränsade. Därför förväntas det inga märkbara minskningar av livslängden.
  • En annan risk är att trefasomriktare slås ut. Denna risk går inte att uppskatta med nuvarande information och förväntas vara stark beroende på fabrikat.
  • Vid anslutning av enfas växelriktare mot svaga delar av nätet kommer obalansen med stor sannolikhet att överskrida de tillåtna värdena. Att ställa krav att alla växelriktare är trefasiga skulle förebygga detta. Men författarna anser ändå inte att det är rimligt att ställa detta krav på alla kunder. Istället är det mer rimligt att tillåta enfasväxelriktare för största delen av nätet men att ställa krav på trefasväxelriktare när förimpedansen överskrider ett visst värde. Gränsvärden på förimpedansen beror på storleken av panelen som ansluts.
  • Det föreslås att elnätägarna får ansvar för att solpanelerna fördelas mellan de tre faserna. Det borde även bedömas vilka förberedande mätningar av förimpedans och befintlig sobalans är möjliga i de lågspänningsnät där solpaneler förväntas installeras.

Det gjordes allmänna beräkningar på förenklade nätmodeller, samt detaljerade beräkningar på ett typiskt landsbygdsnät hos Skellefteå Kraft Elnät. I sistnämnda fallet beräknades den så kallade transferimpedans-matrisen med hjälp av programvaran PowerFactory. Denna matris används i programvaran Matlab för att räkna ut obalansen för ett stort antal kombinationer.

Det finns i allmänhet begränsade kunskaper om obalans. Det behövs särskilda studier för att kartlägga konsekvenser av obalans samt nivåerna på obalans i Svenska lågspänningsnät.

Utöver det rekommenderar rapportens författare att metoden som används i rapporten, tillämpas på flera distributionsnät; starkare nät men även svagare nät.

Till slutet bör det påpekas att alla slutsatser och rekommendationer i denna rapport gäller endast obalans, inte andra former av påverkan av enfasig anslutna solpaneler.

Nyheter

Användbart för att möta affärsrisker

Det är viktigt att förbereda sig på förändringar i omvärlden – varierande energipriser, skatter, styrmedel, tekniska förändringar och frågor om nät och distribution. Att förvalta företagets tillgångarpå ett bra sätt innebär en bättre kontroll och leder till stora ekonomiska besparingar.

19 jun 2018


Energiforsk till nya höjder med Elin

I dag välkomnar vi Elin Hellmér till oss på Energiforsk. Elin kommer i första hand att jobba med forskningsfrågor inom vattenkraft som leder till ny kunskap om miljö, dammsäkerhet, hydrologi och betong.

1 jun 2018


Webbsänd konferens om digitalisering

Följ vår konferens om digitaliseringen som förändrar energisektorn via webben på torsdag förmiddag!

14 maj 2018


Ständigt utbyte av erfarenheter

Ett viktigt projekt i forskningsprogrammet Smarta elnät handlar om att införa en standard för automation i eldistributionsnätet. Projektet genomför regelbundna nätverksträffar där nyheter och erfarenheter sprids och diskuteras i energibranschen.

9 maj 2018


Projektidéer om energiaska senast 1 juni

Varje år produceras cirka 1,7 miljoner ton aska som en del i det svenska energisystemet. Att utnyttja askor som en resurs i stället för att deponera bidrar till långsiktigt hållbara och konkurrenskraftiga energisystem baserade på förnybara bränslen. Nu uppmuntrar vi projektutförare att lämna forskningsförslag.

3 maj 2018


Ladda ner

Om rapporten

Rapportnummer

2015:130

Författare

Daphne Schwanz, Math Bollen, Sarah Rönnberg