Vaasan yliopiston opinnäytteet

Teknillinen tiedekunta, 2007

Naumov, Anton

SÄHKÖVERKON SIIRTOKYVYN JA STABIILISUUSMARGINAALIEN PARANTAMINEN SVC- JA STATCOM- KOMPENSOINTILAITTEILLA

Ohjaaja/Valvoja (DI):
Kimmo Kauhaniemi/Erkki Kemppainen
Tutkinto:
Diplomi-insinööri
Laitos:
Sähkö- ja automaatiotekniikan laitos
Pääaine:
Sähkötekniikka
Tutkielman kieli:
Suomi
Sivumäärä:
81
Sähköverkon käyttö on monimutkaistunut huomattavasti nykyaikaisten stabiilisuusvaatimusten vuoksi. Loistehon siirto pitkien etäisyyksien päähän altistaa sähkövoimajärjestelmän erityyppisille häiriöille ja voi lopulta johtaa stabiilisuuden menettämiseen. Häiriöiden estämiseksi osa sähköverkon kapasiteetista jää käyttämättä, mikä ilmenee siirtojohtojen alikuormituksena. Ratkaisua ongelmaan on aiemmin haettu mekaanisesti kytkettävistä kondensaattoreista ja kuristimista, mutta niiden käyttö on osoittautunut hankalaksi nykyaikaisissa kompensointisovelluksissa. Tehoelektroniikkaan perustuvat lois-tehon kompensaattorit tarjoavat sen sijaan toimivan ratkaisun, sillä niiden vasteaika on huomattavasti lyhyempi. Nykyaikaiset kompensaattorit voidaan jakaa karkeasti kahteen pääryhmään: sarja- ja rinnakkaiskompensaattoreihin. Ryhmien sisällä on lukuisia eri tarkoituksiin suunniteltuja kompensointikokonaisuuksia.

Rinnakkaiskompensaattorit ovat tämän diplomityön pääaiheena. Kirjallisuustutkimuksessa perehdyttiin yleiseen kompensointiteoriaan ja rinnakkaiskompensaattoreiden omi-naisuuksiin. Tieteelliset artikkelit antoivat puolestaan ajankohtaista tietoa meneillään olevasta kehityksestä. Työssä selvitettiin kahden rinnakkaiskompensaattorityypin sovel-tuvuutta eri kompensointitilanteisiin sekä eri toteutustekniikoiden välisiä eroja.

Kompensaattoreiden toimintaa testattiin PSCAD-simulointiohjelmalla. Simulaatiomallin ensimmäinen osa perustuu ABB Oy Sähköasemat-yksikön Juja Road-sähköasemaprojektin perinteiseen loistehokompensaattoriin. Mallin toinen osa käsittelee kehittyneempään tekniikkaan perustuvaa, vastaavan tehoista loistehokompensaattoria. Simuloinnista saadut tulokset osoittivat, että erityyppiset kompensaattorit suoriutuvat melko hyvin loistehon kompensoinnista. Kompensaattoreiden välillä todettiin kuitenkin selviä eroavaisuuksia sekä nopeudessa että tuotetuissa yliaaltopitoisuuksissa. Diplomityön tuloksia voi hyödyntää muun muassa tarvittavan kompensaattorin loiste-hokapasiteettia arvioitaessa. Kompensaattorin tyyppivalinta on sekin ratkaistavissa sää-tämällä simulointimallin parametreja haluttuun suuntaan.
Avainsanat:
sähköverkko, loisteho, kompensaattori
© Tritonia 2014-2019