Hajatootmisest tingitud pingekvaliteedi hälvete leevendamine

Lõputöö põhieesmärgiks oli uurida hajatootmisest tingitud pingehälvete potentsiaalseid lahendusi, millistes situatsioonides neid kasutada ning milliseid hälbeid pakutud lahendused leevendavad. Lõputöö keskendus peamiselt pingelohkude ja -muhkude leevendamiseks mõeldud lahendustele. Töö esimeses osas uuritud andmete põhjal võib järeldada, et hajatootmist ootab lähitulevikus ees oluline kasv – see omakorda võib tähendada potentsiaalset pingehälvete kasvu. Töö teises osas toodi välja elektritootmist reguleerivad määrused ja standardis EVS-EN 50160:2010 käsitletud pingekvaliteedi tunnussuurused. Töö kolmandas osas väljatoodud potentsiaalsete lahenduste põhjal on käsitletud kolme situatsiooni. Esimese näitena on kasutatud tuuleparkide näidet, kus tuulepargi toodetava energia tõttu tõusevad pinged lähedal asuvates alajaamades. Teise näitena on kasutatud päikeseelektrijaama ebastabiilsest tootmisest tingitud kiirete pinge muutuste lahendust ning madala koormuse puhul pinge tõusu liinil. Kolmanda näitena on kasutatud hüpoteetilist eramurajooni, kus osadel fiidritel on mikrotootjad ja teistel mitte. Situatsioonide lahendamiseks on kasutatud Exceli põhiseid simulatsiooni- ja arvutustööriistu. Valitud lahenduste valik oli mõeldud alternatiivina võrgu tugevdamisele ja tootmise piiramisele. Lõputöö käigus selgus, et ühest lahendust kõigi standardis välja toodud pinge tunnussuuruste parendamiseks ei ole. Kuigi akulahendused olid võrreldes teiste lahendustega kõige kallimad, pakkusid nad põhieesmärgi kõrvale ka teisi lisaväärtusi, mis võivad potentsiaalselt sellise süsteemi paigaldamise tasuvusaega drastiliselt vähendada. Töö annab hea ülevaate energiamajanduse suundadest, elektrienergia tootmisest Eestis, pingekvaliteedi standardis välja toodud tunnussuurustest ja hajatootmise mõjust ning potentsiaalsetest lahendustest millega pinge hälbeid leevendada. Töös on teostatud analüüs lihtsustatud kujul ning väljatoodud summad ei pruugi kehtida igas olukorras. Edasiseks eesmärgiks võiks uurimise alla võtta akuparkide kasutuselevõtu avariielektrijaamade asemel ning teostada põhjalik analüüs uurides nii majanduslikke aspekte, kui ka kasu võrgu tugevdamist silmas pidades.

The main goal of the thesis was to study the potential solutions to alleviate voltage quality deviations due to distributed generation. Furthermore in which situations the proposed solutions could be used and which deviations are mitigated by the proposed solutions. In the course of the thesis the potential solutions for voltage sags and voltage dips were explored further. Based on the data examined in the first part of the thesis, it can be concluded that distributed production is expected to increase significantly in the near future - this, in turn, may mean a potential increase in voltage quality deviations. In the second part of the thesis, the regulations regulating electricity generation and the voltage quality characteristics covered in the standard EVS-EN 50160: 2010 were presented. Based on the potential solutions presented in the third part of the work, three situations were solved. The first example is the of a wind farms, where the energy produced by the wind farm increases the voltages in nearby substations. For the second example, the potential solution for rapid voltage changes due to unstable production of a solar power plant and a voltage rise on the feeders during low load period was used. The third example was a hypothetical residential area, where some feeders have micro-generation and others do not. Excel-based simulation and calculation tools were used to solve the situations. The choice of proposed solution was intended as an alternative to strengthening the power grid and limiting production. In the course of the thesis, it became clear that there is no single solution to improve all the voltage characteristics specified in the standard. Although battery solutions were the most expensive ones compared to other solutions, they offered other added values in addition to the main purpose, which could potentially reduce the cost-effectiveness of installing such a system significantly. The thesis provides an adequate overview of the directions of energy economy, electricity production in Estonia, the characteristics described in the voltage quality standard, the impact of distributed generation, and potential solutions to alleviate voltage deviations. The analysis has been performed in a simplified form, and the costs presented may not be valid in every situation. A further aim could be to examine the use of battery solutions instead of emergency power plants, and to carry out an in-depth analysis examining both the economic aspects and the benefits in terms of strengthening the power grid.