Mikroproduktion och elbilsladdningens påverkan på lågspänningsnätet under en nätstation
2023 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE credits
Student thesisAlternative title
The impact of micro-production and electric car charging on the low-voltage grid under a secondary transformer substation (English)
Abstract [sv]
Under de senaste åren har elbilar och mikroproduktion från solceller har blivit väldigt aktuella ämnen. Kunder har börjat installera elbilsladdare och solcellsanläggningar vilket kan påverka elnätskapaciteten. Med anledning av den förväntade ökningen av solceller och laddbara fordon vill Vattenfall Eldistribution AB undersöka hur mikroproduktion och elbilsladdning kommer att påverka lågspänningsnätet under en nätstation.
I detta examensarbete har beräkningar utförts i NetBas vid olika scenarier beroende på om kunders anläggningar antas som en produktionskälla eller en förbrukningsanläggning. Olika scenarier har antagits för att kunna se hur en 500 kVA transformator och kablar belastas eller avlastas vid de olika scenarierna. Två av fyra scenarier som utfördes är de dimensionerande fall vilket innebär att scenarier vid full produktion och ingen förbrukning samt vid ingen produktion och hög förbrukning. Resterande två scenarier är vid normalläge samt vid mikroproduktion beroende på huvudsäkringens storlek så att summan av deneffektproduktionen från alla mikroproducenter under det aktuella lågspänningsnätet inte överskrider det gränsvärde på 150 kW som fastställs av Vattenfall Eldistribution.
De stationära spänningsvariationer vid in-och urkoppling av mikroproduktionsanläggning ligger på 0,92% av den nominella spänningen vilket är ett godkänt värde. Spänningsändringar som beräknades med NetBas uppfyller kraven enligt föreskriften EIFS 2013:1, standarden SS-EN 50160 samt Vattenfalls planeringshandbok. Spänningsvariationer vid scenario 50%, 70% och 100 % av antal kunder med mikroproduktion har överstigit den tillåtna gränsvärdenoch problemet kan dock ibland lösas genom att justera transformatorns omsättning manuellt med hjälp av en omsättningskopplare till ±5%. Men en lindningskopplare är en lämpligare lösning där alla spänningsändringar som sker på elnätet kan åtgärdas under drift och automatiskt.
Det har fastställts att kablarna är lämpligt dimensionerande för alla belastningsscenarier, förutom en kabel som visade sig vara överbelastade vid 100% scenario när alla 58 kunder är mikroproducenter. För åtgärdar bör kablarna parallellkopplas för att undvika överbelastningen. I detta examenarbete har handberäkningar genomfört för att kunna jämföra med NetBas beräkningar, och resultaten visade sig nästan identiska.Beräkningsresultaten ligger inom gränsvärdena enligt Energimarknadsinspektionen, Svensk Elstandard samt ALP rapporten.
Abstract [en]
In recent years, electric vehicles and micro-production from solar panels have become very relevant topics. Customers have started installing electric vehicle chargers and solar panel systems which can impact the grid capacity. Due to the expected increase in solar panels and rechargeable vehicles, Vattenfall Eldistribution AB wants to investigate how micro-production and electric vehicle charging will impact the low voltage network at a substation.
In this thesis, calculations have been performed in NetBas for various scenarios depending on whether the customer facilities are considered as a production source or a consumption building. Different scenarios have been assumed to observe how a 500 kVA transformer and cables are loaded or unloaded in the various scenarios. Two out of the four scenarios performed are dimensioning cases, meaning scenarios with full production and no consumption, and vice versa. The remaining two scenarios are in normal mode and in micro-production depending on the main fuse size so that the total power production from all micro-producers under the low-voltage network does not exceed the limit of 150 kW set by Vattenfall Eldistribution.
The stationary voltage variations during the connection and disconnection of micro production units are at 0.92% of the nominal voltage, which is an acceptable value. Voltage changes calculated using NetBas comply with the requirements according to the regulation EIFS 2013:1, the standard SS-EN 50160, and Vattenfall's planning handbook. However, voltage variations in scenarios where 50%, 70%, and 100% of customers have micro production have exceeded the allowed limits. Sometimes, the problem can be solved by manually adjusting the transformer's turns ratio using a tap changer to ±5%. But a winding tap changer is a more suitable solution where all voltage changes that occur on the grid can be corrected during operation and automatically.
It has been established that the cables are appropriately sized for all load scenarios, except for one cable which was found to be overloaded in the 100% scenario when all 58 customers are micro-producers. To address this issue, the cables should be paralleled to avoid overloading. In this thesis, manual calculations have been carried out to compare with the NetBas calculations, and the results were found to be almost identical. The calculation results fall within the limits set by the Swedish Energy Markets Inspection Authority, the Swedish Electric Standard, and the ALP report.
Place, publisher, year, edition, pages
2023. , p. 33
Keywords [sv]
elbilsladdning, lågspänningsnät, nätstation
National Category
Other Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hv:diva-19804Local ID: EXE512OAI: oai:DiVA.org:hv-19804DiVA, id: diva2:1748852
Subject / course
Electrotechnology
Educational program
Elektroingenjör - Elkraft
Supervisors
Examiners
2023-04-192023-04-042023-04-19Bibliographically approved