Optimal bruk av reaktive ressurser

Abstract

God kontroll av reaktiv effekt er en helt nødvendig del av et velfungerende kraftsystem. Reaktiv effekt er funksjon av spenning og lastvinkel, men er i størst grad påvirket av spenningen under normale forhold. Det finnes mange forskjellige reaktive ressurser i kraftsystemet, og de har forskjellige egenskaper og karakteristikker. Statiske reaktive ressurser er kondensatorbatterier, reaktorer og transformator med trinnkobler. Vanlige dynamiske reaktive ressurser er vannkraftverk, fasekompensator, vindkraftparker og FACTS-enheter. Dynamiske reaktive ressurser kan kompensere med reaktiv effekt i løpet av få millisekunder. Det ligger flere regelverk til grunn for spenningsregulering og kontroll av reaktiv effekt, og med tredje energimarkedspakke har det kommet europeiske forordninger i form av nettkoder med ytterligere krav om kontroll. Det er i denne oppgaven fremskaffet to forskjellige metoder som kan gi en rangering for hvor reaktiv kompensering bør gjøres. Metode 1 er basert på å bruke delen av Jacobi-matrisen som inneholder informasjon om forholdet mellom reaktiv effekt og spenning, og videre invertere denne for å gi informasjon om hvordan endring i reaktiv effekt et sted påvirker spenningen et annet sted i systemet. Metode 2 er basert på å bruke impedansmatrisen som inneholder informasjon om forholdet mellom strøm og spenning, og videre bruke dette for å si hvor mye endring i en reaktiv strømkomponent et sted påvirker spenningen et annet sted i systemet. Eksempelstudiene viser at begge metodene gir nyttig informasjon, men at de i enkelte tilfeller inneholder feilinformasjon. Eksempelstudiene er gjort med Matpower, og IEEE 24 RTS er brukt som testsystem. Årsaken til at metodene kan inneholde feilinformasjon kan være hvordan impedansmatrisen er bygget i Matpower, at Jacobi-matrisen kun er linearisert rundt et arbeidspunkt, eller at spenningsstatikken er veldig lav for generatorene i testsystemet da de ikke er modellert med reaktans. Det er kommet frem til at det er tre indikatorer som tilsier om det er en optimal situasjon med hensyn til bruk av reaktive ressurser. Disse tre indikatorene er om det er en optimal driftsspenning, om det er lavest mulig reaktiv effektflyt og om dynamiske reaktive ressurser er i reaktiv balanse. Det er laget en fremgangsmåte for den operasjonelle driften for hvordan reaktive ressurser kan brukes optimalt med hensyn til indikatorene, og denne er presentert i et flytskjema.