Loistehon kompensointi Kuopion 110 kV rengasverkossa
Taipale, Jukka Aleksi (2019)
Diplomityö
Taipale, Jukka Aleksi
2019
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201902286561
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201902286561
Tiivistelmä
Tässä diplomityössä tarkastellaan Kuopion Sähköverkko Oy:n 110 kV rengasverkon loistehon siirtotilannetta. Sähköverkkoyhtiöiden näkökulmasta loistehon siirto sähköverkossa on haitallista, sillä se lisää verkon kuormitusta ja häviötehoa. Suomen kantaverkkoyhtiö Fingrid on asettanut rajat loistehon siirrolle jakeluverkkojen ja kantaverkon välillä. Jos loistehoa siirretään enemmän kuin siirrolle asetetut rajat sallivat, aiheutuu tästä jakeluverkkoyhtiölle kustannuksia. Loistehon siirtorajat on asetettu, jotta jakeluverkkoyhtiöt kompensoisivat loistehonsa ylituotantoa tai -kulutusta. Tällöin kantaverkkoon ei aiheudu ylimääräistä kuormitusta.
Tutkimukseen kuuluu vuosien 2016–2018 toteutuneen loistehon siirron analysointi. Tulosten perusteella tehdään johtopäätöksiä loistehon kompensoinnin tarpeesta. Loistehon siirron analysoinnissa on oleellisesti mukana myös Savon Voima Verkko Oy:n loisteho. Verkkoyhtiöiden tekemän netotussopimuksen vuoksi loistehon siirron tarkastelussa on otettava huomioon verkkoyhtiöiden loistehojen nettosumma.
Tutkimuksessa havaittiin paljon loistehon kantaverkkoon siirrolle asetetun rajan ylityksiä. Loistehon siirtoa kantaverkkoon on mahdollista kompensoida rinnakkaiskuristimella eli reaktorilla. Reaktori-investoinnin kannattavuutta tarkastellaan vertaamalla reaktorin investointikustannuksia sähköverkkoyhtiöille aiheutuviin loistehon siirtokustannuksiin ja reaktorin tuomiin säästöihin. Reaktori-investointi havaittiin kannattavaksi, sillä saavutettavat säästöt Kuopion Sähköverkko Oy:lle olisivat huomattavia. Ennen reaktori-investointia on suositeltavaa suorittaa lisätutkimusta Kuopion Sähköverkko Oy:n nykyisen loistehon kompensoinnin kehittämismahdollisuuksista. This Master’s Thesis handles reactive power transmission in Kuopion Sähköverkko Ltd.’s 110 kV network. From the perspective of transmission system operators, transmission of reactive power is harmful because it increases the load and power losses of the transmission network. Finland’s national grid operator Fingrid has set limits for reactive power transmission between national grid and local distribution networks. If the transmission of reactive power exceeds the limits, it will result in costs for local transmission system operators. Local transmission system operators can compensate their reactive power production or consumption in order to minimize the costs.
The research includes an analysis of reactive power transmission between the years 2016 and 2018. Conclusions about the need of reactive power compensation are made based on the analysis. It is essential to examine also the reactive power transmission of Savon Voima Verkko Ltd. because of netting contract between transmission system operators.
During examination, it was observed that there is a lot of excess reactive power transmission from local distribution networks to the national grid. It is possible to reduce the reactive power transmission to the national grid with a shunt reactor. The cost-effectiveness of shunt reactor investment is analyzed by comparing the capital costs of the reactor to the savings in the costs of reactive power transmission that reactor would allow. Implementing a shunt reactor proofed to be a cost-effective investment for Kuopion Sähköverkko Ltd. because the savings were significant. It is advisable to research the improvement possibilities of the current execution of reactive power compensation before investing into a shunt reactor.
Tutkimukseen kuuluu vuosien 2016–2018 toteutuneen loistehon siirron analysointi. Tulosten perusteella tehdään johtopäätöksiä loistehon kompensoinnin tarpeesta. Loistehon siirron analysoinnissa on oleellisesti mukana myös Savon Voima Verkko Oy:n loisteho. Verkkoyhtiöiden tekemän netotussopimuksen vuoksi loistehon siirron tarkastelussa on otettava huomioon verkkoyhtiöiden loistehojen nettosumma.
Tutkimuksessa havaittiin paljon loistehon kantaverkkoon siirrolle asetetun rajan ylityksiä. Loistehon siirtoa kantaverkkoon on mahdollista kompensoida rinnakkaiskuristimella eli reaktorilla. Reaktori-investoinnin kannattavuutta tarkastellaan vertaamalla reaktorin investointikustannuksia sähköverkkoyhtiöille aiheutuviin loistehon siirtokustannuksiin ja reaktorin tuomiin säästöihin. Reaktori-investointi havaittiin kannattavaksi, sillä saavutettavat säästöt Kuopion Sähköverkko Oy:lle olisivat huomattavia. Ennen reaktori-investointia on suositeltavaa suorittaa lisätutkimusta Kuopion Sähköverkko Oy:n nykyisen loistehon kompensoinnin kehittämismahdollisuuksista.
The research includes an analysis of reactive power transmission between the years 2016 and 2018. Conclusions about the need of reactive power compensation are made based on the analysis. It is essential to examine also the reactive power transmission of Savon Voima Verkko Ltd. because of netting contract between transmission system operators.
During examination, it was observed that there is a lot of excess reactive power transmission from local distribution networks to the national grid. It is possible to reduce the reactive power transmission to the national grid with a shunt reactor. The cost-effectiveness of shunt reactor investment is analyzed by comparing the capital costs of the reactor to the savings in the costs of reactive power transmission that reactor would allow. Implementing a shunt reactor proofed to be a cost-effective investment for Kuopion Sähköverkko Ltd. because the savings were significant. It is advisable to research the improvement possibilities of the current execution of reactive power compensation before investing into a shunt reactor.