Rapport

Spänningsvariationer och intermittent produktion

Uppdaterad 2025-02-19 Publicerad 2016-04-20

Projektet behandlar spänningsvariationer i distributionsnät orsakade av sol- och vindkraft i två olika tidsskalor: 1 sekund – 10 minuter och under 1 sekund. Såväl mindre anläggningar anslutna mot lågspänningsnätet som större anläggningar anslutna mot mellanspänningsnätet studerades. För solkraft studerades även en enkel modell av sammanlagringseffekter.

Acceptansgränsen
Elnätet sätter gränsen på mängden sol- och vindkraft som kan anslutas innan tillförlitlighet eller spänningskvalitet äventyras. Den högsta tillåtna mängden ansluten produktion refereras till som ”acceptansgränsen” (eng. ”hosting capacity”). Det har gjorts flera studier, världen runt, då acceptansgränsen studerades och beräknades för överbelastning av komponenter och för långsamma spänningsvariationer (på tidskalor av 10 minuter och längre). Det har hittills bara gjorts ett mycket begränsat antal studier för tidskalan mellan 1 sekund och 10 minuter samt för tidskalan under 1 sekund. Brist på mätdata och brist på prestandamått har bidragit till detta.
För båda tidskalorna sattes acceptansgränsen (begränsningen i mängden förnybar elproduktion som kan anslutas till nätet) i de flesta fall i denna studie av den maximalt tillåtna spänningshöjningen i nätet eller av belastningsförmågan hos komponenter i nätet, snarare än av de beräknade störnivåerna.

Tidskalan 1 sekund till 10 minuter
På denna tidskala används begreppet mellansnabba spänningsvariationer (eng. ”Very Short Variations” - VSV) för att kvantifiera inverkan från sol- och vindkraft på spänningsvariationerna. Resultatet jämfördes med befintliga störnivåer från mätningar utförda på verkliga låg- och mellanspänningsnät, samt banmatningar. Det konstaterades i studien att de befintliga störnivåerna kan karaktäriseras som ett bakomliggande brus med pålagda toppar.
Variationerna från vindkraft delar denna karaktär medans solkraft har en helt annan karaktär, med en avsaknad av brus och ett större antal toppar.
Resultatet från studien antyder att en ökad mängd sol- och vindkraft under vissa förutsättningar kan leda till en ökning av dessa mellansnabba spänningsvariationer, eller VSV. Men det förväntas inga stora ökningar på de flesta ställen då det ansluts sol- eller vindkraft.

Konsekvenserna av en ökning av VSV kan vara bromsande eller accelererande moment för motorer, försämring av elektrisk utrustning där de elektroniska delarna påverkas av fluktueringar i matningsspänningen och små, men ändå oacceptabla, variationer på produktionsparametrar som exempelvis färg och diameter. Ytterligare studier behövs för att kunna bedöma vad som är acceptabla nivåer för VSV.

Nyheter

Nytt projekt undersöker hur betongstolpar åldras i svenskt klimat

Vattenfall Eldistribution ska rasera en 30 år gammal linje med betongstolpar, vilket ger en unik möjlighet att undersöka hur dessa stolpar har åldrats i svenskt klimat. Forskningen är viktig för att förstå betongstolparnas livslängd och för att kunna fatta välgrundade beslut om underhåll och reinvesteringar.

6 maj 2025 - Elnät


Nu på engelska: Magnetism kopplas till svetsproblem i fjärrvärmesystem

Flera fjärrvärmebolag har upplevt en större mängd defekter i svetsfogar på fjärrvärmerören jämfört med för ett par år sedan. Forskning visar att problemet har att göra med ökad magnetism i rören. I projekten Svetsbarhet av fjärrvärmeapplikationer etapp 1 och 2, har forskare funnit starka indikationer på att det beror på otillräcklig avmagnetisering av stålrören efter tillverkning. Nu finns rapporterna även på engelska.

30 apr 2025 - Värme och kyla


Vattenkraftens uthållighet: 80% produktion under kritiska veckor

Svensk vattenkraft har potential att producera på cirka 80% av sin tillgängliga kapacitet under 1–3 veckor, vilket motsvarar ungefär hälften av toppbehovet. Det visar en ny studie från Chalmers som ger oss en djupare förståelse för vattenkraftens förmåga att hantera perioder med hög efterfrågan och låg vindkraftproduktion.

28 apr 2025


Handbok ska hjälpa fjärrvärmebranschen att prioritera temperatureffektiviseringar

Hur sänker vi temperaturerna i dagens fjärrvärmesystem? I en rapport lyfts flera exempel, däribland Luleå Energis framgångsrika arbete med sänkta systemtemperaturer.

22 apr 2025 - Värme och kyla


Var i landskapet ska den nya gröna elproduktionen få plats?

Var i landskapet ska den fossilfria elproduktionen rymmas, när landskapet är så viktigt för den nordiska självbilden? Det ska samhällsplanerarna Daniel Urey och Alexander Marek från Lablab försöka ge svar på i forskningsprojektet Speed Local.

17 apr 2025 - Energisystem


Nyhetsarkiv

Om rapporten

Rapportnummer

14:42

Författare

Math Bollen