Wind Power in Power Systems Tuulivoima Saksan sähköjärjestelmässä: Nykyinen tilanne ja tulevaisuuden haasteet sähköverkon luotettavuuden kannalta Jatko-opintoseminaari kirjasta: Wind Power in Power Systems Pasi Vuorenpää Pasi Vuorenpää 9.4.2017
Sisältö 11. Tuulivoima Saksan sähköjärjestelmässä: Nykyinen tilanne ja tulevaisuuden haasteet sähköverkon luotettavuuden kannalta 11.1 Johdanto 11.2 Nykyinen tuulivoiman tuotanto Saksassa 11.3 Tuulivoimatuotanto E.ON Netz-alueella 11.4 Sähköjärjestelmän säätötarpeet 11.5 Tarpeet järjestelmäsuunnittelulle ja siirtoyhteyksille 11.6 Tuuliturbiinien dynaamiset toimintavaatimukset 11.7 Tutkimuskohteet ja rajoitteet 11.8 Simulointituloksia 11.8.1 Jännitteen laatu 11.8.2 Taajuuden stabiilisuus 11.9 Tuuliturbiinien dynaamiset vaatimukset 11.10 Johtopäätökset Pasi Vuorenpää 9.4.2017
Nykyinen tuulivoiman tuotanto Saksassa Pasi Vuorenpää 9.4.2017
Tuulivoiman tuotanto E.ON Netz-alueella Pasi Vuorenpää 9.4.2017
Tarpeet järjestelmäsuunnittelulle ja siirtoyhteyksille E.ON Netz oli ensimmäinen järjestelmäoperaattori, joka määritteli erityisvaatimukset tuuliturbiinien dynaamiselle käyttäytymiselle Alitaajuussuojaus 47.5 Hz:iin, jotta tuuliturbiini voisi tukea järjestelmää suurten häiriöiden aikana Pätö- ja loistehon säätöön liittyvät erityismääräykset Loistehon kompensointi esimerkiksi FACTS-laitteiden avulla Säätö- ja suojaustoimintojen aukoton integrointi Dynaamiset vaatimukset tuuliturbiineille vikatilanteissa Pasi Vuorenpää 9.4.2017
Tutkimuskohteet ja rajoitteet Laajojen tarkastelujen perusteella on voitu todeta, että jo vuonna 2002 jopa 3000 MW:a tuulivoimakapasiteettia olisi voinut kytkeytyä irti vakavan järjestelmävian seurauksena Dynaamisissa järjestelmätarkasteluissa keskityttiin erityisesti seuraaviin kysymyksiin: Pätötehon tuotannon palautumisnopeus vian jälkeen Loistehon kulutus vian aikana Tuulipuistojen ”varajännitekäyttö” (backup voltage operation) Siirtojohtojen kuormitusrajat ensisijaisen säädön näkökulmasta Taajuuden säätö taajuusrajojen kasvaessa Pasi Vuorenpää 9.4.2017
Simulointituloksia Pasi Vuorenpää 9.4.2017
Simulointituloksia Pasi Vuorenpää 9.4.2017
Tuulivoiman lisätarpeet dynamiikalle Pasi Vuorenpää 9.4.2017
Johtopäätökset Uusiutuvien energianlähteiden tuki on johtanut tuulivoimatuotannon merkittävään kasvuun Saksassa Tuulivoimalla tuotetun energian siirto muualle järjestelmään aiheuttaa järjestelmälle teknisiä rajoituksia Tulevaisuudessa siirtoyhteyksien vahvistaminen välttämätöntä Tuulivoimakapasiteetin kasvu edellyttää säätöreservien kasvattamista Tulevaisuudessa tuulivoimaloiden on integroiduttava yhä kiinteämmäksi osaksi sähköjärjestelmän säätömekanismeja Tuulivoimaloiden ja sähköjärjestelmän kehittyessä jatkuvasti järjestelmätarkastelut laajamittaisen tuulivoimakapasiteetin vaikutuksista sähköjärjestelmälle ovat pidettävä ajan tasalla Pasi Vuorenpää 9.4.2017