Elin Dahlborg och Martin Fregelius på Uppsala universitet forskar om hur vattenkraften kan bidra till ett stabilare elnät och hur man kan ta fram syntetisk svängmassa med hjälp av batterier och superkondensatorer.
Norden behöver kunna utöka mängden förnybar elproduktion från vind och sol utan det ska behöva leda till dålig frekvensstabilitet i elnätet. Allteftersom vi installerar mera vindkraft och solenergi försämras frekvensstabiliteten. Det beror på att sol och vind inte bidrar med den svängmassa den svängmassa som behövs för att ge tröghet i nätet när frekvensen i elnätet ändrar sig snabbt. Ju mindre svängmassa vi har, desto svårare blir det att stabilisera frekvensen vid en stor störning.
–Om frekvens avviker för mycket från det nordiska elnätets frekvens på 50 Hz, finns risken att kunder kopplas bort eller att vi får strömavbrott i hela Norden, berättar Elin Dahlborg.
Vattenkraftens roll
Frekvensregleringen sköts idag i Norden till största delen av vattenkraft. Blir det för stora obalanser i produktion och konsumtion kan det bli stora problem. Elin Dahlborg undersöker hur mycket vattenkraftens reglering kan förbättras. Elin jobbar nära Vattenfall:
–Det är svårt att få tag i mätdata, så det nära samarbetet med Vattenfall är mycket viktigt för projektet. Själva frågeställningen handlar om att förklara bakgrunden till hur svängmassan kan fungera.
Modellutvärdering
Nu arbetar Elin med att utvärdera modeller som behövs för att beräkna frekvensstabiliteten.
–Man kan ju testa frekvensstabiliteten i ett elnät med experiment, men då riskerar man stora strömavbrott. Därför är det mycket vanligare att utvärdera frekvensstabilitet med hjälp av simuleringsmodeller, berättar Elin och fortsätter:
–Då blir det istället viktigt att modellerna är pålitliga. Vi har märkt att vissa modeller överskattar vattenkraftens frekvensreglering och försöker hitta lösningar på det nu.
Det finns liknande forskningsprojekt runt om i världen, men Elins och Martins projekt har ett tydligt fokus på Norden:
– Nordens elnät är ju ganska litet jämfört med elnätet i Centraleuropa. Det betyder att vi stöter på problem med låg svängmassa före många andra, berättar Elin.
Syntetisk svängmassa
Elin tittar också på hur snabbt hur snabbt effektsvaret från riktig svängmassa är. De beräkningarna ligger till grund för Martin Fregelius anläggning för syntetisk svängmassa. Med hjälp av smart styrning av batterier och superkondensatorer kan syntetisk svängmassa tas fram.
–Det är viktigt att vi får ökade kunskaper om frekvensreglering och svängmassa. Vi vill ju kunna fortsätta installera förnybar elproduktion utan att bekymra oss om storskaliga strömavbrott. Det här projektet kommer förhoppningsvis bidra med några viktiga pusselbitar, avslutar Elin Dahlborg.
Läs mer om projektet: Rapid power response to improve electrical grid stability