Synkronfasteknik för realtidsstyrd dämpning av svängningar i stora kraftsystem

Transkript

1 Beviljade projekt Synkronfasteknik för realtidsstyrd dämpning av svängningar i stora kraftsystem Projektledare Luigi Vanfretti, Kungliga Tekniska Högskolan I projektet utvecklas metoder som används för att dämpa svängningar i kraftsystemet genom så kallade kraftsystemsstabilisatorer och som använder data från fasvektorsenheter (PMU). Projektet bidrar med viktig kunskap kring dynamiska problem, vilket krävs för att integrera en ökad andel förnybar elproduktion och för att bibehålla kraftsystemets stabilitet och minska överföringsförluster. Beviljas totalt kr under två och ett halvt år varav 40 % från Korttidsplanering av vatten-värmekraftsystem vid stora mängder vindkraft: Producentens perspektiv Projektledare Yelena Vardanyan, Kungliga Tekniska Högskolan Projektet ska utveckla planeringsverktyg som kan användas för att optimera driften av vattenkraft i system med stora mängder vindkraft på en avreglerad elmarknad. Förbättrade planeringsverktyg för vattenkraften innebär ökad reglerkraftsförmåga och flexibilitet vilket gynnar kraftsystemets stabilitet samt ökar möjligheten att integrera mer förnybar icke styrbar elproduktion. Beviljas totalt kr under ca två och ett halvt år varav 40 % från Korttidsplanering av vatten-värmekraftsystem vid stora mängder vindkraft: systemperspektivet Projektledare Mikael Amelin, Kungliga Tekniska Högskolan Projektet syftar till att utvärdera samspelet mellan elmarknaden och driften av kraftsystemet. För att möta ett framtida ökat behov av reglerkraft är det viktigt att elmarknaden är utformad så att befintliga och nya reglerresurser utnyttjas optimalt. Genom att utvärdera samspelet mellan elmarknaden och driften av kraftsystemet förväntas det aktuella projektet bidra till ökad kunskap kring hur bra elmarknaden är anpassad för det kraftsystem som växer fram med ökad andel förnybara energikällor och ökad flexibilitet i användarledet. Beviljas totalt kr under ca två och ett halvt år varav 40 % från

2 Magnetiseringsströmmen som indikator för transformatorers tillstånd Projektledare Göran Engdahl, Kungliga Tekniska Högskolan Krafttransformatortillverkare har behov av att kunna undersöka och diagnostisera en transformatorkärna för att kunna bestämma åtgärder för reparationer och underhåll. Projektet syftar till att klarlägga sambandet mellan kärnans tillstånd och magnetiseringsströmmen. Den kunskap som utvecklas i projektet bidrar till högre långsiktig tillgänglighet av krafttransformatorer och därmed en större tillgänglighet av elkraftsystemet. Beviljas totalt kr under ca två år varav 40 % från Modellering av krafttransformatorer vid likströmsmagnetisering Projektledare Göran Engdahl, Kungliga Tekniska Högskolan Projektets syfte är att kartlägga hur en inducerad spänning beroende på variationer i jordens magnetfält (GIC) påverkar krafttransformatorer. För att förhindra framtida haverier i krafttransformatorer samt att uppnå lägre bullernivåer och magnetiseringsförluster måste förståelsen av överlagrade likströmmar i krafttransformatorer förbättras. Genom ökad kunskap kring GIC kan det aktuella projektet bidra till lägre förluster, ökad tillförlitlighet och mer kostnadseffektiva transformatorer. Beviljas totalt kr under ca två år varav 40 % från Modellering av elektromagnetiska fält i isolerande nanokompositer Projektledare Lars Jonsson, Kungliga Tekniska Högskolan Projektet ska ta fram ny kunskap om egenskaper hos nanostrukturerade material (så kallade nanokompositer) som kan förbättra effektiviteten och funktionen i framtidens elnät. Nanokompositer har en potential att i framtiden ersätta dagens isolationsmaterial då de genom bättre fysikaliska egenskaper kan förbättra möjligheterna till energieffektiva elöverföringar vid högre spänningar. Beviljas totalt kr under två år varav 40 % från Inverkan av Multi-Terminal HVDC (MTDC) på kraftsystemets stabilitet Projektledare Mehrdad Ghandhari, Kungliga Tekniska Högskolan I projektet ska inverkan av system med likströmsnät på den totala effektförlusten i systemet samt överföringsförmågan av transmissionssystemet undersökas. Projektet ska även undersöka tekniska lösningar för förbättring av spänningsstabilitet samt studera handelsmekanismer för reaktiv effekt i systemet.

3 Beviljas totalt kr under två och ett halvt år varav 40 % från Design, reglering och driftsplanering av multiterminal DC transmissionsnät Projektledare Mehrdad Ghandhari, Kungliga Tekniska Högskolan Syftet med projektet är att undersöka hur likströmsnät ska designas och styras så att de på ett effektivt sätt kan bidra till en säker och kostnadseffektiv överföring av el mellan olika noder i likströmsnätet med beaktande av driftkostnader, tillförlitlighet och flaskhalsar i anslutna växelströmsnät. Fokus i projektet är att utveckla olika kontrollstrategier. Beviljas totalt kr under nio månader varav 40 % från Design och drift av havsbaserade kraftsystem baserade på multi-terminal HVDC transmissionssystem och storskaliga vindkraftssystem - med fokus på transmission Projektledare Jörgen Svensson, Lunds universitet Havsbaserad vindkraft på längre avstånd från kusten i kombination med nya transmissionskablar mellan länder ställer ökade kunskapskrav på drift- och reglermetoder för design och dimensionering av system samt vilka systemtjänster som behövs för att öka stabiliteten i systemet. Det aktuella projektet ska undersöka design och drift för havsbaserade transmissionssystem baserat på multi-terminal VSC HVDC. Beviljas totalt kr under fem månader varav 40 % från Pendlingar i det nordiska systemet - excitation och dämpning Projektledare Olof Samuelsson, Lunds Universitet En ny produktionsmix och distribution kombinerat med ny AC och DC anslutningar ändrar kraftflödet och systemdynamiken där stabilitet och svängningar är en begränsande faktor för överföringar i det nordiska systemet. Det aktuella projektet stöder utvecklingen mot ett hållbart samhälle genom bättre hantering av stabilitet i systemet under varierande driftförhållanden. Genom systemmätningar från nordiska systemet länkat till rådande driftförhållande utvecklas realtidsövervakning av dynamiken i systemet, vilket möjliggör optimering av driften. Beviljas totalt kr under ett och ett halvt år varav 40 % från

4 Styrning av distribuerade kraftelektroniska objekt för stabilitetsförbättringar i elkraftsystemet Projektledare Massimo Bongiorno, Chalmers Tekniska Högskola Den kontinuerliga tillväxten av elkraftsystemet medför en ökad belastning på transmissionssystemet samt minskade stabilitetsmarginaler. Introduktionen av mindre distribuerade kraftproduktion i kraftsystemet och projektet ska bidra till att öka kunskapen om hur dessa enheter ska integreras för att bygga ett långsiktigt hållbart energisystem med hög tillförlitlighet och leveranssäkerhet. Projektets syfte är att utveckla en kontrollstrategi för distribuerade kraftelektroniska komponenter för att öka stabiliteten i stora kraftsystem. Beviljas totalt kr under två år varav 40 % från Analys av partiella urladdningar vid godtycklig spänningsvågform Projektledare Hans Edin, Kungliga Tekniska Högskolan Projektet syftar till att ta fram en ny mätmetod för partiella urladdningar, så kallade PD-problem. Elektrisk energi genereras och överförs vid höga spänningar vilket ofta skapar en hög elektrisk påkänning på den elektriska isolationen. Vid lokalt försvagad isolation kan ett elektriskt genombrott uppstå och elektriska partiella urladdningar genereras, vilket är försstörande. Beviljas totalt kr under två och ett halvt år varav 40 % från Multimegawatt-växelströmsmotordrifter baserade på modulära multinivåomvandlare Projektledare Hans-Peter Nee, Kungliga Tekniska Högskolan Projektets syfte är att utveckla metoder för reglering av multimegawatt-motordrifter baserade modulära multinivåomvandlare (M2C), speciellt viktigt är metoder för lågfrekvensdrift. Resultaten kan nyttogöras av industri som tillverkar stora växelströmsdrivsystem. Projektet bedöms ha god energi- och industrirelevans samt bidrar till programmet Elektras syfte. Beviljas totalt kr under ett år varav 40 % från Frågor rörande utformning och konstruktion av celler för effektelektroniska omriktare av kaskadtyp Projektledare Hans-Peter Nee, Kungliga Tekniska Högskolan Multinivå-omvandlare baserade på kaskadkopplade bryggor är den dominerande omvandlarvarianten för transmissionstillämpningar. En övergång från transistorteknik till tyristorteknik kan ge avsevärda förlustreduktioner. Det aktuella projektet ska öka

5 kunskapen kring hur en viss typ av omvandlare (kaskadtyp) mellan växelström och likström ska konstrueras och dimensioneras för ökad tillförlitlighet och reducerade effektförluster, vilket kan innebära stora energieffektiviseringar. Beviljas totalt kr under nio månader varav 40 % från Cellulosamaterial i isoleringsapplikationer - skräddarsydda fibrer för att erhålla nya egenskaper Projektledare Lars Wågberg, Kungliga Tekniska Högskolan Projektets syfte är att förbättra isolationskapaciteten hos fiberbaserade material dels med hjälp av en förbättrad fysisk och elektrisk förståelse för urladdningsutbredning, och dels med hjälp av ny avancerad teknologi för modifieringar av fibermaterialet. Utmaningarna är att hitta den materialmorfologi och kemi som är bäst lämpad för att säkerställa elektriskt krypmotstånd. Beviljas totalt kr under sex månader varav 40 % från Multifunktionella strukturella ytor för utomhusisolering Projektledare Emma Strömberg, Kungliga Tekniska Högskolan Syftet med projektet är att utveckla kompositmaterial (avsedda för elkrafttekniska tillämpningar) med superhydrofoba självrengörande ytor som skyddslager samt innehålland hydrofoba fyllmedelspartiklar (inkl. nanopartiklar och fibrer) för regenerering av hydrofoba egenskaper efter ytans nedbrytning. Beviljas totalt kr under två år varav 40 % från Optimal Drift och Dimensionering av banmatningssystem Projektledare Lars Abrahamsson, Kungliga Tekniska Högskolan Projektet syftar till modellutveckling och systemstudier av elektrifierad järnväg. Systemstudierna behandlar rörliga laster och optimal drift kommer att studeras såväl för varje individuellt givet tidssteg, som över tid. Genom förbättrad drift och design kan existerande utrustning nyttjas mer effektivt vilket kan reducera förluster, förbättra spänningskvalitén och underlätta för högre trafikvolymer. Beviljas totalt kr under två år varav 40 % från

6 Koordinerad styrning för effektiv användning av AC/DC transmissionssystem Projektledare Robert Eriksson, Kungliga Tekniska Högskolan Projektet ska studera interaktionen mellan växelströms- och likströmsnät i framtida hybrida system. Ett specifikt fokus för projektet är att utveckla kontrollmodeller som gör att liksströmssystemet kan förbättra funktionen hos växelströmssystemet till exempel i form av förhöjd överföringskapacitet och ökad stabilitet. Beviljas totalt kr under två år varav 40 % från Yt- och rymdladdningars och deras inverkan på polymera högspänningsisolationsprestanda Projektledare Yuriy Serdyuk, Chalmers Tekniska Högskola Projektets ska undersöka hur yt- och rymdladdningar påverkar polymera materials egenskaper när dessa exponeras för högspänning. Genom bättre kunskap kring polymera isolationsmaterial är det möjligt att i framtiden utveckla nya komponenter för ett transmissionsnät som både har lägre förluster och en minskad miljöbelastning jämfört med idag. Beviljas totalt kr under ett år varav 40 % från Partiella urladdningar vid pulsbreddmodulerad och kraftfrekvent högspänning Projektledare Jörgen Blennow, Chalmers Tekniska Högskola Projektet syftar till att konkretisera vilka aspekter hos ett isolationssystem i form av geometri, material, etc., som är speciellt känsliga för kraftelektroniska vågformer. Detta projekt avser att möjliggöra detektering av partiella urladdningar vid normal drift och att då finna skillnader mot sinusformad spänning. Projektets resultat förväntas kunna bidra med viktig kunskap som kan nyttjas vid design och tillverkning av elektriska apparater. Beviljas totalt kr under ett år varav 40 % från Reducerad biofilm adhesion på kompositer och nanokompositer Projektledare Emma Strömberg, Kungliga Tekniska Högskolan Projektet ska utveckla antimikrobiella silikonbaserade kompositer (avsedda för elkrafttekniska tillämpningar) som innehåller fyllmedelspartiklar (inkl nanopartiklar) som ympas med antimikrobiella tillsatser och utveckla funktionaliserade antimikrobiella ytor. Testprotokoll för analys av biofilmbildning kommer att tas fram, vilka möjliggör för industrin att i förväg analysera nya material. Beviljas totalt kr under åtta månader varav 40 % från