Rapport

Inertial Support from Variable Speed

I ett framtida elnät där flertalet kärnkraftverk och andra fossila produktionsanläggningar stängts ner kommer det naturliga energilagret, i form av kinetisk energi, från synkrongeneratorer att minska avsevärt.

Det naturliga energilagret är avgörande för att vidhålla frekvensstabiliteten i elnätet vid stora effektbortkopplingar.

Vindkraftverk har kinetisk energi lagrad i sina turbiner, men den används inte i deras standardutförande på grund av de kraftelektroniska omvandlarna i verken. Syftet har här varit att studera mängden kinetisk energi som kan utnyttjas från ett vindkraftverk med variabelt varvtal under stora effektbortkopplingar samt hur denna energi kan stödja frekvensstabiliteten i elnätet.

Ett resultat är en ny kontrollstrategi för vindkraftverk med variabelt varvtal. Den låter vindkraftverket under kontrollerade former extrahera delar av sin kinetiska energi för att stödja frekvensstabiliteten i elnätet. I en fallstudie baserad på det nordiska elnätet ger den föreslagna strategin 5,2 procent mindre frekvensavvikelse än den mest lovande strategin beskriven i litteraturen som efterliknar frekvenssvaret från en traditionell synkrongenerator.

År 2015 fanns i genomsnitt ca 2,2 GWs kinetisk energi att extrahera från vindkraften i Sverige. Då vindhastigheten är mycket låg går även den kinetiska energin ner till noll. För att alltid kunna leverera stöd till frekvensstabiliteten har därför möjligheterna med ett extra energilager, installerat i likspänningslänken hos de kraftelektroniska omvandlarna, studerats. Ett vindkraftverk kan ge 10 procent extra kraft, i relation till toppeffekten, för att stödja nätfrekvensen oberoende av vindförhållandena.

Nyheter

Disputerar i strömningslära

Svenskt vattenkraftcentrums doktorand Arash Soltani Dehkarqani har utvecklat experimentella och numeriska metoder för att mäta och bedöma hur Kaplanturbiner påverkas av förändrade driftförhållanden.

14 jan 2020


Sök spännande doktorandtjänst om provning av material

Strålsäkerhetsmyndigheten och Energiforsk finansierar nu en ny doktorandtjänst inriktad på att med ultraljudbaserade mätmetoder prova egenskaper för material inom kärnkraftindustrin.

7 jan 2020


Att försörja vägar med elkraft

Nu tar vi reda på hur elförsörjningen till olika typer av elvägar kan ordnas. Frågor att lösa handlar både om energibehov och effektuttag och om att kunna ansluta till elnät som har kapacitet.

17 dec 2019


Underlättar förnybar energi i nätet

Nu startar ett forskningsprojekt i programmet Elnätens digitalisering och IT-säkerhet som med hjälp av elkvalitetsdata från några nätoperatörer ska utföra en automatiserad identifikation av grundorsaken till störningar i elnätet.

13 dec 2019


Viktigt att få med elnäten i utvecklingen av eltransporter

Nyligen samlades branschaktörer och forskare på Energiforsk, för att diskutera hur en fossilfri transportsektor kommer att påverka elnäten.

11 dec 2019


Nyhetsarkiv

Ladda ner

Om rapporten

Rapportnummer

2018:468

Författare

Peiyuan Chen, Mattias Persson, Paul Jung, Ola Carlson, Massimo Bongiorno, Torbjörn Thiringer