Spelar energiförsörjning och tillgång till el nån roll?

Transkript

1

2 Spelar energiförsörjning och tillgång till el nån roll? 2

3 En mänskligare värld går på el 3 Få saker betyder så mycket för ett lands utveckling som tillgången till el. Nästan hälften av världens befolkning lagar mat genom att elda inomhus med ved, kol och dynga eftersom de inte har gas eller elektricitet. Denna hälsofarliga inomhusluft orsakar lung- och andningsbesvär som tar livet av 1,6 miljoner människor varje år, varav mer än hälften är barn. I dessa länder skövlas också skogarna för att mätta behovet av ved för att göra upp den dagliga elden. Globaliseringsrådets rapport, Världens välfärd: Fyra decennier som förändrade planeten

4 CIA World Factbook 4

5 5

6 El 9%, Kol, olja gas 81% 6

7 Global elproduktion 7

8 Från kol till el 8 Any feasible path to a 80% reduction of CO2 emissions by 2050 will require the almost total decarbonisation of electricity generation by 2030 (Climate Change Committee Building a Low Carbon Economy 2008)

9 Roughly 1 billion people have no access to electricity

10 So, what s ahead Increasing population Increasing demand Decreasing oil reserves Concern about fossile driven society

11 The solution?

12 You do the math Sverige 9 miljoner 155 TWh 32 GW 3556 W/person

13 Inte på min bakgård

14 Hydro

15 Vind

16 Vision

17 Elkraftpaketet Mikael Bergvist Ellära El bra energibärare God arbetsmarknad Integrering av förnybara källor Intermittenta, lokala, avlägsna Ökande befolkning Standardförväntningar Fossila frågetecken

18 Elkraftpaketet ES Elnätspaketet Ingående kurser Period Kurs hp 41 Kraftelektronik 5 42 Energihandel 5 X3 Nätanslutning av variabla källor 5 44 Reglerteknik II 5 51 Elektriska nätet som system del 1 (5) 51 Elektriska nätet som system del 2 (5) 10

19 Elkraftpaketet ES Elnätspaketet Kurser med nära koppling Period Kurs hp 43 Energisäkerhet i lokala och globala system 5 52 Säkerhetsanalyser inom energisektorn 5

20 Bortom två hål i väggen? Elektriska Nätet som System 10 hp Teknik och Systemkurs

21 Människans största maskin 21

22 Frågeställningar Hur köra nätet effektivt, var finns flaskhalsar säkert, 99,9% tillgänglighet stabilt, Hur hantera omställningen från fossilbaserad energi hantera utbyggnad, omställning och standardutveckling integrera nya kraftkällor (nära) integrera nya kraftkällor (långt borta) integrera nya kraftkällor (intermittenta) styra effektflödet, överbelastning, kontering

23 Hard to predict

24 Undvika stora elavbrott

25 Integrering av förnybar kraft

26 Generation time series for

27 Mer förnybar (intermittent) kraft Bidrog både till UCTE 2003 och GB 2008

28 Smart Grids Mycket stokastisk generering och förbrukning: (N-1) kanske inte räcker, probabilistiska metoder? Ny felkälla, kommunikationsförlust?

29 Elektriska Nätet som System 10 hp 1TE213 period 1 och 2 Fortsättning på Elkrafttekniken Innehåll Transmissionsnätets och distributionsnätets struktur. Lastflöden och förluster. Användande av simuleringsprogram Ställverk och kopplingsutrustning. Obalanserade driftfall inklusive felfall Kompensationsutrustning och HVDC-transmission. FACTS, SVC, STATCOM. Undervisning Föreläsningar, många externa, räkneövningar, laborationer, seminarier, redovisninguppgifter och fallstudier. Examination Skriftlig examination med problem och teorifrågor. Obligatoriska redovisningar och laborationer.

30 Johan Vinterbäck

31

32 Innehåll Kursen behandlar energimarknadernas omfattning, funktion och mekanismer som styr utbud och efterfrågan av olika energislag och bränslen Handeln analyseras särskilt Marknader som behandlas är olja, kol, naturgas, fasta resp. flytande biobränslen, fjärrvärme och el Skatter och andra styrmedel som påverkar marknaderna analyseras liksom finansiella instrument

33

34 Grid Connection of Variable Energy Sources Valeria Castellucci 34

35 Recognise, model and simulate different types of variable energy sources Analyze, model and simulate control startegies for grid connection Recognise, model and simulate power converters for grid connection Implement a complete system (power sources, converters, control, storage and grid) Figure from

36 Grid evolution

37 Study visit to Söderfors - grid connected marine energy device -

38 Kraftelektronik 1TE046 Kraftelektronik används i alla elektroniska apparater för att omvandla elektriska spänningar. Alltifrån den lilla klockan till stora växelriktare som används för att driva jättelika elmotorer i fabriker.

39 Kursen lär dig Hur halvledarkomponenter fungerar i kraftelektroniksammanhang. Olika sätt att likrikta ström Beräkna övertoner i ingångs- och utgångsströmmar vid likriktning Principen för olika typer av DC-DC omvandlare PWM Puls bredds modulering Simulera kraftelektronikkretsar med mjukvaran Spice Labba på likriktning PWM och DC/DC omvandling

40 Tillämpning HVDC LIGHT

41

42 Reglerteknik II 5hp, period 41 Bygger vidare på Reglerteknik I Informationsteknologi Reglerproblemet: u System v = störning y - r e = reglerfelet + + Minimera e, trots inverkan från v, utan att u blir onödigt stor. Reglerteknik I: Intro till ämnet, hitta en fungerande lösning Reglerteknik II: Hitta optimal lösning! Institutionen för informationsteknologi

43 Reglerteknik II 5hp period Informationsteknologi 51 Hur ska vi hitta den optimala lösningen? Vi behöver lära oss: Optimala regulatorer: LQG, MPC Störningsmodeller: Hjälper oss förutse (=prediktera) störningar bättre störningsundertryckning. Prediktera med en optimal observatör = Kalmanfiltret Sampling och tidsdiskreta system: För att kunna implementera regulatorn i en dator MIMO-system: System med flera in- och utsignaler Institutionen för informationsteknologi

44 Spänningsreglering Synkrongenerator Informationsteknologi Institutionen för informationsteknologi

45 Nätinkoppling av variabla källor på elektriska nätet mha kraftelektronik och reglerteknik så att vi kan sälja el!

46