Simuleringer af elnet forebygger blackouts
Ingeniører fra Dansk Energi har i en del år forsket i elnet ved hjælp af simuleringsprogrammet PowerFactory. Nu tilbyder de kommercielle analyser til elnetselskaber, der vil vide mere om nettets stærke og svage sider.
SEV på Færøerne og Nukissiorfiit fra Grønland er de første kunder.
- Dér står et dieselkraftværk og dér en vindmøllepark. Vi har et 10 kV kabel dér, og den dér forbindelse er på 60 kV. Det bliver overvejet at trække et søkabel mellem de to øer dér, så det simulerer vi i PowerFactory for at finde ud af, hvordan det vil påvirke det samlede elsystem.
Civilingeniør Henrik Hansen fra Danske Energi Netteknik peger og forklarer med udgangspunkt i det færøske elsystem, men simuleringsprogrammet PowerFactory kan bruges mange steder til at gøre elnetselskaber og andre klogere på nettekniske konsekvenser af investeringer eksempelvis i vindmøller, solceller og lagring.
Ved at plotte nye anlæg ind sammen med det eksisterende udstyr kan Henrik Hansen og hans ingeniørkolleger i Dansk Energi gennemføre rigtig mange forskellige simuleringer for at teste elsystemets stærke og svage sider i forbindelse med den igangværende grønne omstilling.
- Hvis man driver et lille net som det færøske, er det vigtigt at vide, hvad der sker, hvis eksempelvis områdets største enhed falder ud. Kan de øvrige produktionsenheder så holde frekvens og spænding, eller går nettet i sort? Den slags spørgsmål er bedre at få afprøvet i et simuleringsprogram end i virkeligheden, hvor kunderne er afhængige af at have strøm i stikkontakterne, siger Henrik Hansen.
Flere gevinster med et søkabel
Dansk Energi har i del år brugt PowerFactory til en række forsknings- og udviklingsprojekter, men der er for nylig tegnet en ekstra licens med det tyske firma bag simuleringsprogrammet; DIgSILENT. Det har åbnet mulighed for at påtage sig kommercielle opgaver for kunder som SEV på Færøerne, Nukissiorfiit på Grønland eller andre øsamfund verden over.
- Vi har nu opbygget en model for Færøerne, hvor vi har importeret data fra energiselskabet SEV. På den baggrund kan vi lave mange interessante analyser, fortæller Henrik Hansen og nævner, at simuleringerne indikerer, at et søkabel mellem det færøske hovednet og Suderø har potentiale til at stabilere hovednettet samtidig med, at det kan skabe større leveringssikkerhed på Færøernes sydligste ø, hvor der er planer om såvel flere vindmøller og et pumpekraftværk.
- PowerFactory-modellen vil understøtte beslutningen om, hvornår et kabel mellem hovedsystemet og Suderø skal være i drift, oplyser Terji Nielsen, der er chef for forskning & udvikling i SEV.
Han påpeger, at modellen spiller vigtig rolle i forhold til Færøernes ambitiøse mål om 100 procent grøn energi i 2030. I den forbindelse vil PowerFactory blive brugt til dynamiske analyser, der kan understøtte investeringer bl.a. i stabiliserende tiltag som batterier, synkronkompensatorer mv.
Effekt af elbiler og varmepumper
Også danske elnetselskaber kan få glæde af PowerFactory som supplement til deres ’normale’ simuleringsprogrammer, hvad enten det drejer sig om Netbas, Neplan eller andre.
Med PowerFactory kan Dansk Energis stærkstrømsingeniører bl.a. undersøge ændrede energistrømme og frekvensstabilitet. Eksperterne kan eksempelvis regne på, hvor der først opstår hvilke problemer i lavspændingsnetttet, hvis der pludselig skal oplades mange elbiler, ligesom de kan simulere påvirkningen over dage, uger og måneder af et 0,4 kV-net med mange varmepumper.
- Vores første kommercielle erfaringer bygger på projekter om systemstabilitet på Færøerne og Grønland, men vi har appetit på mere. PowerFactory kan for eksempel også give viden om almindelig drift og beskyttelse af udstyr, fastslår Henrik Hansen, der foreløbig er en af fire Dansk Energi-medarbejdere, der arbejder med simuleringer i PowerFactory.
Relæer i PowerFactory
Civilingeniør Marie Faber Frølich er en af de andre, der arbejder med PowerFactory-simuleringer. Aktuelt assisterer hun NRGi med at indføre deres relæer på 60 kV-stationer i PowerFactory:
- Ved at analysere relæindstillingerne under forskellige driftsscenarier kan NRGi få et bedre overblik og sikre, at fejl bliver udkoblet selektivt, lige meget om vinden blæser, eller der er omlagt i forbindelse med vedligehold, siger Marie Faber Frølich.
Hun påpeger, at den type beregninger for det meste laves i excel-ark, men efterhånden som nettet bliver mere og mere kompliceret, kan man ikke længere være sikker på, at ens net er beskyttet i alle driftsscenarier, når man kun kigger på synkron- og nulimpedanser. I PowerFactory kan man simulere scenarier med minimumskortslutningseffekt og dermed sikre, at ens startmoduler bliver aktiveret korrekt, lige meget hvornår fejlen indtræder.
Kilde: Dansk Energi
