Aurinkosähkön tuotanto välkynnän ja yliaaltojen lähteenä

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Date
2017-05-08
Department
Major/Subject
Sähköenergiatekniikka
Mcode
ELEC3024
Degree programme
AEE - Master’s Programme in Automation and Electrical Engineering (TS2013)
Language
fi
Pages
60+7
Series
Abstract
Tässä työssä tutkittiin aurinkosähköjärjestelmien aiheuttamaa välkyntää ja yliaaltoja sähköverkossa. Välkynnän osalta tarkasteltiin aikaisempaa tutkimusta ja tehtiin simulaatioita suomalaisia pienjänniteverkkoja kuvaavilla malleilla. Simulaatioissa käytettiin lähdemateriaalina auringon säteilystä kerättyjä mittaustietoja. Yliaaltojen osalta tehtiin katsaus aiempiin tutkimuksiin, joiden tuloksia esitetään tässä työssä. Sekä simulaatioiden että aikaisemman tutkimuksen mukaan auringon säteilyvaihtelut eivät yksin näyttäisi aiheuttavan huolestuttavan voimakasta välkyntää. Säteilyvaihteluista johtuvia jännitteen muutoksia on myös mahdollista pienentää säätämällä aurinkosähköjärjestelmän loistehoa tai hidastamalla pätötehon muutosnopeutta. Aurinkosähköjärjestelmän vaihtosuuntaajan on joissakin tutkimuksissa epäilty aiheuttavan välkyntää, ja vaihtosuuntaajien suunnittelussa välkynnän mahdollisuus olisi hyvä ottaa huomioon. Mikäli aurinkosähköjärjestelmän yhteyteen liitetään auringon säteilyn mukaan ohjattuja kuormia, on välkyntä niin ikään syytä huomioida. Yliaallot ovat monimuotoinen ilmiö, jonka osalta on vaikeampaa antaa suoria lausuntoja. Aurinkosähköjärjestelmän verkkoon tuottamien yliaaltojen taajuus ja voimakkuus riippuvat vaihtosuuntaajan rakenteesta, toimintatilasta, verkon impedansseista ja kuormista sekä verkossa ennestään olevista yliaalloista. Aiemmissa tutkimuksissa mitatut pienitaajuiset harmoniset yliaallot ovat pääosin pysyneet standardien asettamien rajojen sisällä, mutta joitakin ylityksiä on havaittu. Hälyttävästä ongelmasta ei voida puhua, mutta vaihtosuuntaajien ja aurinkovoimaloiden suunnittelussa yliaallot olisi joka tapauksessa syytä huomioida. Suuritaajuisia yliaaltoja on joissakin tutkimuksissa pidetty mahdollisena ongelmana, ja lisätutkimuksia on esitetty tehtäväksi.

In this thesis, flicker and distortion caused by photovoltaic power generation were studied. A review of previous research was conducted, and flicker was also studied by simulations. The simulations were performed on realistic models of Finnish low-voltage distribution networks, using measured solar irradiance and solar panel temperature as input data. According to both previous research and the simulation results, solar irradiance variations do not seem to be a significant source of flicker. Voltage fluctuations caused by changes in solar irradiance can also be mitigated by adjusting the reactive power of the photovoltaic generators or by limiting the ramp rate of the active power output. Some studies have identified the photovoltaic inverter as a potential source of flicker, and the possibility of flicker should be considered in the inverter design process. Moreover, if solar-controlled loads are used in conjuction with photovoltaic systems, flicker should be taken into account. Distortion is a more diverse phenomenon. Harmonic and interharmonic distortion caused by photovoltaic systems depends on the design and mode of operation of the inverter, network impedances, loads and background distortion levels. According to previous studies, low-frequency harmonics have mostly stayed within the limits defined in standards, but violations have also been observed. High-frequency distortion, sometimes called supraharmonic distortion, has been considered a potential problem in some studies, and additional research has been suggested.
Description
Supervisor
Lehtonen, Matti
Thesis advisor
Lehtonen, Matti
Keywords
aurinkosähkö, aurinkoenergia, sähkön laatu, välkyntä, harmoniset yliaallot, yliaallot
Other note
Citation