Academic literature on the topic 'Lokala elnät'

The purpose of the project is to determine the impact of solar cells and electrical vehicles on the future electricity grid and distribution network. Future electricity grids will be affected differently than it does today. Therefore, it is important to determine the impacts so that the current electricity distribution system can be developed and redesign to achieve the future demand. In Sweden, government has changed rules and laws in order to make it easier for private sector to invest in renewable energy sources. Our project focused on the impact of the solar cells and electric vehicles on the low voltage electricity distribution. Solar cells have become more popular than ever and that leads to many countries in utilizing their energy needs from solar and the same is going to happen here in Sweden. It is needed to find out how the impacts on the low voltage grids will be if many private individual install solar panels in their own homes and what will happen when they start to supply electricity, which is excess from the production of their solar cells, back to the grid? What should be done in order to maintain the electricity’s quality in term of voltage? Meanwhile, electric vehicle popularity rises every year, which means that electricity demand will rise proportionally with the number of electric cars in the country. Should something be done with the power supply to meet the power needs of electric cars? Is it possible to use the electrical car battery as a backup power? How electric vehicle charging’s behavior will impact on the low voltage? In this project, data and pictures has taken from different sources and consolidated for analysis purpose. This thesis contained information about solar radiation, solar cells, electric vehicles, and batteries, rules for installation of solar cells regulations, electricity grids, and electrical power quality, results of researching and eventual solutions for expected problems.<br><p>Presentation har gjort med båda svenska och norska språket . </p>

Transportsektorn står inför en omställning från förbränningsfordon till eldrivna fordon. Detta är en åtgärd för att minska koldioxidutsläppet inom transportsektorn och därmed reducera klimatpåverkan. Syftet med studien är att undersöka hur en ökad effektanvändning i form av elbilsladdning påverkar Gävles lokala elnät samt hur olika laddtekniker påverkar elnätet. Bakgrunden till studien grundar sig att elnätsföretaget vill öka medvetenheten om hur elnätets beredskap ser ut för en ökad elbilsladdning. Att undersöka elbilsladdningens påverkan på elnätet är av stor nytta för elnätsföretaget, men även andra som undersöker elbilsladdnings påverkan i elnätet kan ha användning för studien. Ämnet elbilsladdning är mycket aktuellt och många studier undersöker olika delar som berör elbilsladdning. Tidigare studier undersöker även olika typer av laddtekniker och hur smart laddning minska påverkan i elnätet. Smart laddning kan anpassa elbilsladdningen genom att styra den efter olika styrsignaler och sammankoppla hela elnätet. Denna studie undersöker delar av Gävles lokala elnät genom att simulera befintliga mätvärden lågspänningsnätet samt olika typer av elbilsladdning. Studien analyserar effektanvändningen av befintliga mätdata samt belastningsström och spänningsfall i elnätet med varierande lastprofiler i fyra olika områden. Resultatet för denna studie visar att elbilsladdning påverkar elnätet, vilket beror på vilken typ av laddteknik som används samt dimensioneringen av elnätet. Studien visar att elanvändningen i området idag har effekttoppar på eftermiddag och kväll när kunderna består av villakunder men att effekttoppen kan vara mitt på dagen där det finns industrier. Med elbilsladdning ökar belastningen samt spänningsfallet i nätet och en del av säkringarna i nätet löser ut. Laddning med 11 kW mellan kl. 16:00-19:00 samt laddning med effektvakt på 13,8 kW ger störst belastning och spänningsfall. Laddning utan styrning är den laddteknik som påverkar elnätet mest men laddning med effektvakt orsakar också problem. Laddning med 5,5 kW mellan kl. 23:00-06:00 samt när endast 50% av alla kunder laddar med 11 kW mellan kl. 16:00-19:00 är de scenarion som påverkar elnätet minst. Laddning med en låg effekt under natten när grundlasten är som lägst är den laddteknik som är mest gynnsam för elnätet. Studien visar även att nätet klarar en högre belastning av elbilsladdning inom en snar framtid om endast en del av kunderna i nätet använder elfordon.<br>The transport sector is facing a transition from combustion engine vehicles to electric vehicles. Through this action the carbon dioxide emissions in the transport sector can be reduced. The purpose of this study is to observe how an increased power use from electric vehicle charging (EVC) affects the local electricity grid in Gävle. The study also addresses how different charging techniques affect the electricity grid. The background of this study is to the increase awareness of the capacity of the electricity grid. There is a need from the electricity grid company to look over the impact on the grid from EVC. This could also be useful for others looking over the impact on the electricity grid from EVC. This is a hot topic and lots of other studies look over the different aspects of EVC. Previous studies also examine different types of charging techniques and how smart charging reduces the negative impact on the electricity grid. Smart charging is a way to adjust the EVC by regulating it after different parameters and connecting the entire electrical grid. This study simulates existing measured values of the low-voltage grid in Gävle and various types of EVC. This study examines the power use of existing measurement data as well as load current and voltage drops in the electricity grid with different load profiles in four different areas. Results from this study shot that EVC affects the electricity grid, to what extent depends on the type of charging technology used and the dimensions of the electricity grid. The study shows that electricity use in the area has power peaks in the afternoon and evening with residential customers, but power peaks tend to be in the middle of the day if there are industries in the area. EVC increase the load on the electricity grid, causes voltage drops and a few fuses in the grid to be triggered. Charging with 11 kW between 16:00-19:00 and charging with a power monitor of 13.8 kW create the greatest voltage drops and highest load on the grid. Charging without means of control affects the electricity grid the most but charging with a power monitor also creates problems. Charging with 5.5 kW between 23:00-06:00 as well as when only 50 % of all customers charge with 11 kW between 16:00-19:00 impacts the grid the least. Charging with low power during the night when the base load is at its lowest is the charging technology that is most favorable for the electricity grid. Results also show that the grid can handle a higher load of EVC in the near future if only some of the customers in the network start using electric vehicles.

Flera svenska storstadsregioner har börjat nå taket för nätkapacitet i elnäten, ett problem som även kallas kapacitetsbrist. Problemet med kapacitetsbrist grundar sig i de förändringar som sker för elproduktionen, med exempelvis en ökande grad av förnyelsebar, intermittent elproduktion, och förändringar i efterfrågan i och med samhällets ökande grad av elektrifiering. För att hantera och överkomma kapacitetsbrist har elnätsbolag traditionellt sett byggt ut elnätet för att därmed har möjlighet att leverera effekt under årets alla dagar, en metod som har långa ledtider och har höga investeringskostnader. Den accelererade problematiken kring kapacitetsbrist sätter ett förändringstryck på elsystemet och i synnerhet elnätsbolagen att hantera problemet. Ett alternativ till att hantera kapacitetsbrist är för elnätsbolag att upphandla flexibilitetstjänster. Det är en lösning som anses som resurseffektiv och samhällsekonomisk i förhållande till konventionell nätutbyggnad. Flexibilitet i elsystemet innebär aktörers medvetna förändring i elproduktion eller efterfrågan av effekt som avser att stabilisera elsystemet. Genom en flexibilitetsmarknad kan elnätsbolag ge aktörer incitament att erbjuda sin flexibilitet mot betalning och därmed hantera kapacitetsbrist när det behövs.  I det här examensarbetet har syftet varit att studera flexibilitetsmarknaders roll i att överkomma kapacitetsbrist i lokala elnät och vad konceptet innebär för möjligheter och utmaningar på aktörsnivå och övergripande marknadsnivå. Genom kvalitativa forskningsmetoder, semi-strukturerade intervjuer, litteratur- och dokumentstudier, har författarna kartlagt kunskapsläget om flexibilitetsmarknader och konceptets innebörd för enskilda aktörer. Examensarbetet presenterar även ett teoretiskt ramverk av ekonomisk teori som syftar till att ge större förståelse för marknadens etableringsprocess och vilka eventuella marknadsmisslyckanden som riskerar att ske. En förstudie har genomförts där två aktiva projekt, CoordiNet och Sthlmflex, av flexibilitetsmarknader i Sverige har studerats för att identifiera insikter om flexibilitetsmarknaders möjligheter och utmaningar. Vidare utfördes en semi-strukturerad intervjustudie med 15 olika företag i Göteborg, en region som ännu inte har en flexibilitetsmarknad, för att studera olika aktörers drivkrafter och hinder för att medverka på en flexibilitetsmarknad. Företagen var kategoriserade i fem olika segment; industrier, hamnindustrier, fastighetsbolag, elnätsbolag och aggregatorer. Resultatet från förstudien visar på att de existerande flexibilitetmarknaderna har varit viktiga för deltagande aktörer att lära sig förstå hur de bör arbeta med en flexibilitetsmarknad som en del av verksamheten. Det har visat sig existera ett antal utmaningar i projekten som exempelvis bristfällig kommunikation, avsaknad av automatiserade processer och låg likviditet på marknaderna. I intervjustudien kunde det urskiljas att de flesta industrier, hamnindustrier och fastighetsbolag har flexibilitetsresurser och potential för att medverka som leverantörer på en flexibilitetsmarknad. Hos samma segment identifierades dock hinder gällande bristen på teknisk utrustning för att kunna erbjuda flexibilitet och en osäkerhet kring ersättningsnivån som kan väntas från flexibilitetmarknaden för flexibilitetsleverantörer. Elnätsbolag ser flexibilitetsmarknader som ett bra alternativ till att hantera kapacitetsbrist och att potentialen är stor för framtiden. Aggregatorer tros ha en betydande roll på flexibilitetsmarknader och vara en möjliggörare för aktörer med mindre resurser och begränsad kunskap. Totalt var 12 av 15 tillfrågade företagen intresserade av att delta på en flexibilitets-marknad i Göteborg. Utifrån teori kan flexibilitetsmarknader ses som en innovativ marknad och att etableringsprocessen innebär olika marknadsstabiliserande aktioner. Flexibilitetsmarknader innebär även ett behov av innovativa affärsmodeller för marknadsaktörerna. Med hänsyn till hinder och utmaningar som identifierats hos flexibilitetsmarknaderna under examensarbetet existerar risker för eventuella marknadsmisslyckanden, orsakade av asymmetrisk information, transaktionskostnader, begränsad rationalitet och externaliteter.<br>Several Swedish metropolitan regions have begun facing issues regarding the capacity in the power grid, a problem that is also known as capacity shortage. The problem of capacity shortage is based on several changes within the power system, for example, an increasing degree of renewable, intermittent electricity production, and society's increasing degree of electrification. In order to manage capacity shortages, power grid companies have traditionally expanded the power grid to be able to deliver power during all hours of the year, a method that has long lead times and high investment costs. The accelerated problem of capacity shortages puts pressure for change in the power system, and in particular the power grid companies to deal with the problem. An alternative in managing capacity shortages is for power grid companies to purchase flexibility services. It is a solution that is referred to as a more sustainable, resource efficient and socio-economic in relation to conventional power grid expansion. Flexibility in the power system can be seen as changes in the electricity production or the demand for power that intends to stabilize the power system. In a flexibility market, power grid companies can give companies incentives to offer their flexibility against payment and thus handle capacity shortages when needed. The purpose of the thesis has been to study the role of flexibility markets in overcoming capacity shortages in local power grids, and the concept’s opportunities and challenges for different actors and from a market perspective. Through qualitative research methods, semi-structured interviews, literature- and document studies, the authors have mapped the state of knowledge about flexibility markets and the concept's meaning for the power system. The thesis also presents a theoretical framework of economic theory that aims to provide a greater understanding of the market's establishment process and what possible market failures that are likely to occur. A pre-study has been carried out where two projects, CoordiNet and Sthlmflex, of flexibility markets in Sweden have been studied to identify insights into the concept’s opportunities and challenges. Furthermore, a semi-structured interview study was conducted with 15 different companies in Gothenburg, a region that does not yet have a flexibility market, to study companies’ drivers and obstacles to participate in a flexibility market. The companies were categorized into five different segments: industries, port industries, real estate companies, power grid companies and aggregators. The results from the pre-study show that the existing flexibility markets have been important for participating players to understand how they should integrate a flexibility market as a part of their businesses. It has been shown that there are several challenges in the flexibility projects, such as inadequate communication, lack of automated processes and low liquidity on the markets. In the interview study, it could be discerned that most industries, port industries and real estate companies have flexibility resources and potential to participate as flexibility providers in a flexibility market. In the same segments, obstacles were identified regarding the lack of technical equipment to be able to offer flexibility and an uncertainty about the level of remuneration that can be expected from the flexibility market for flexibility providers. Power grid companies sees flexibility markets as a good alternative for managing capacity shortages and that the potential is great for the future. Aggregators are believed to play a significant role in flexibility markets and be an enabler for companies with smaller flexibility resources and limited knowledge. In total, 12 of the 15 companies surveyed were interested in participating in a flexibility market in Gothenburg. Based on theory, a flexibility market can be seen as an innovative market and that the establishment process involves various market stabilizing actions. Flexibility markets also imply a need for innovative business models for market participants. Regarding the obstacles and challenges identified in the flexibility markets during the thesis, there are risks of market failure caused by asymmetric information, high transaction costs, bounded rationality, and externalities.

I Sverige sker en omställning till förnyelsebar elproduktion, tidigare har vi förlitat os på bland annat vattenkraft som har varit enkel att reglera och på så sätt anpassat produktionen efter konsumtionen. De förnyelsebara energikällorna som sol och vindkraft kan inte styras på samma sätt och risken för obalans mellan produktion och konsumtion ökar.  De olika förbrukarna i ett elnät, som exempelvis villor följer samma förbrukningsmönster vilket gör att totaleffekten för nätet blir hög under vissa perioder. Elnätet måste vara dimensionerat för att klara höga effekter, även om behovet är kortvarigt. Inom Arvika elnät sker mycket liten elproduktion och de måste importera stora energimängder till nätet. Arvika Teknik AB köper in el till nätet från Ellevio via ett effektabonnemang. Kostnaderna för inköp kan sänkas om nätets effektbehov minskas. I detta arbete undersöks effektbehovet i nätet för att få en förståelse för nätets beteende. Efterfrågeflexibilitet kan användas för att sänka effektbehovet, nätavgiften kan sänkas genom justering av avtalad effekt från Ellevio.

This paper investigates the potential of mathematical algorithms, based on the principles of data mining, applied to data from a local power grid to identify customers with large fluctuations in their power curves. A literature study was performed to facilitate algorithm formation. The data provided by the local grid owners, Falkenberg Energi AB, was analysed in MATLAB and two novel algorithms was created. The results show that, by normalizing all the data, it is possible to find and select customers with large fluctuations in their power curves. Key performance indicators were then used to determine which algorithm performed better. One of the algorithms performed better in all tested indicators and was used to create a list with interesting customers to Falkenberg Energi AB. The conclusion of the study shows that the proposed algorithms can be applied on a local power grid to select customers, but more research is needed to validate these methods. The conclusion also indicates that a reduction of the power peaks, at the identified customers, mainly affect the local power grid and not the power supply from the overhead regional power grid.

This master thesis examines technical requirements for small hydro power plants (HPP) to operate proximate parts of the power grid in island mode. The work examines how small hydropower can be modified and complemented with additional technologies to achieve sufficient frequency control capabilities. A case study was performed within the concession area of power grid operator Ålem Energy. One of the HPPs, located in Skälleryd, is owned by Ålem Energy and became the focal point of the study. Relevant parts of the concession area were surveyed for properties such as system inertia, electric load and available power. Furthermore, a model of Kaplan turbine 1 in Skälleryd HPP was created with the purpose of studying the benefits of bypassing regulation control from the wicket gates directly to the runner. The method was tested in an off-grid islanding test. Frequency control of the turbine was tested powering electric heaters and, using a new method, controlling a virtual power grid. Finally, a theory was developed to estimate the transient disturbance resilience (TDR) of a power grid. The theory was applied to the HPP in Skälleryd to suggest modifications for the plant to achieve sufficient islanding capabilities. The survey of the power system revealed a promising potential for the HPPs to operate in island mode, especially at later stages when the grid spans several HPPs for more system inertia. The available power from the HPPs was however strongly seasonal which imposes flexibility on a future plan of action for engaging the grid in island mode. The method of controlling the turbine power from the runner proved to have several difficulties. Firstly, the current hydraulics system was not able to freely control the runner as the hydrodynamic forces on the runner blades were too large. Secondly, the method was found to be unstable due to inherent amplification of speed deviations. Furthermore, the low inertia at Skälleryd is likely detrimental to the lone frequency control of the turbine. Therefore other methods for improving frequency control were suggested. The developed theory for TDR was used to create charts describing the TDR for various combinations of system inertia and regulation speed. By studying the proprieties of Skälleryd HPP in the charts the necessary modifications could be rationally chosen. A frequency regulating dummy load was found to be the simplest option. A control scheme was suggested with the dummy load performing primary frequency control and the turbines at Skälleryd performing secondary control, restoring the dummy load to its nominal state.