Beräkningsmodell för osymmetrisk last och produktion i lågspänningsnätet

• Main Author: Törnroth, Jonatan
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: Umeå universitet, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik 2015
• Subjects: asymmetrical; single phase PV; osymmetri; osymmetriskt; obalanserat; solceller; enfasig; enfasigt; växelriktare; beräkningsmodell; beräkningsverktyg; matlab; spänningsvariation; spänningsvariationer; elkvalitet; elkvalité
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-104900

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.