Och sedan då? Olof Samuelsson Industriell Elektroteknik och Automation

Transkript

1 Och sedan då? Olof Samuelsson Industriell Elektroteknik och Automation

2 Översikt Kursen Elenergiteknik Utveckling Trygg elförsörjning Förnyelsebar elproduktion Smarta elnät El för transporter Forskningsprojekt på IEA Fortsättningskurser Lunds universitet/lth/bme/iea Elenergiteknik Olof Samuelsson 2

3 Kursen Elenergiteknik = ~

4 Kursen i korthet Energi och miljö Elenergi nu och prognos Beräkningsprinciper Verkningsgrad Fulleffekttimmar Tidssimulering Trefas växelspänning/-ström Aktiv och reaktiv effekt Flödesreglering Energi för uppvärmning B-fält från kraftledning Switchad elenergiomvandling Funktionsprinciper Kraftverk Energilager Synkrongenerator Frekvensdynamik Kraftledning Transformator Jordfelsbrytare Kraftelektronik Likströmsmotor Synkronmotor Asynkronmotor

5 Trygga elförsörjningen Kärnkraft Effekthöjningar i befintliga svenska verk Nu tillåtet att ersätta befintliga verk med nya Förnyelsebar elproduktion Vindkraft och solceller 100 % förnybart i Sverige kräver exv naturgaskraftverk Öka tillförlitligheten i elförsörjning Kabel ersätter luftledning Risk- och sårbarhetsanalys Lunds universitet/lth/bme/iea Elenergiteknik Olof Samuelsson 5

6 Förnyelsebar elproduktion Vindkraft Storlek på enskilda verk och parker växer fortfarande Långt ut till havs i DC-nät Solel I Tyskland jämförbar med vindkraften Exploderade i Danmark 2012 Vågkraft Stor potential, men ännu litet Bränsleceller Gör el av exv vätgas (från vind/sol) Lunds universitet/lth/bme/iea Elenergiteknik Olof Samuelsson 6

7 Vindkraftgeneratorer - huvudtyper Asynkrongenerator + växellåda enkel (gamla Vestas) PMSM + AC/DC/AC 100% effekt bra men tung (Enercon, Siemens ) DFIG AC/DC/AC 30 % effekt kompromiss (nya Vestas) Lunds universitet/lth/bme/iea Elenergiteknik Olof Samuelsson 7

8 HVDC High Voltage Direct Current ~ = = ~ Långa avstånd AC-kabel ej möjlig (för mycket reaktiv effekt) Luftledning DC billigare än trefas AC Mellan system med olika frekvens Japan har 50 och 60 Hz Norden - kontinentaleuropa Goda styrmöjligheter jämfört med AC Kostnad för stationer dock hög Lunds universitet/lth/bme/iea Elenergiteknik Olof Samuelsson 8

9 Sydvästlänken Hallsberg-Barkeryd AC Barkeryd-Hurva DC klar 2016 Struken: Barkeryd-Oslo DC DC Transistorteknik Markkabel 2x600 MW Början på ett svenskt HVDC-nät Först i Världen? Lunds universitet/lth/bme/iea Elenergiteknik Olof Samuelsson 9

10 Tysklands Energiewende Kärnkraften läggs ner, särskilt i södra Tyskland Vindkraft i Nordsjön byggs ut Mer nätkapacitet behövs SuperGrid med HVDC Källa: IEEE Spectrum Lunds universitet/lth/bme/iea Elenergiteknik Olof Samuelsson 10

11 Desertec vision: Förnyelsebart + HVDC Lunds universitet/lth/bme/iea Elenergiteknik Olof Samuelsson 11

12 European Wind Energy Association vision Lunds universitet/lth/bme/iea Elenergiteknik Olof Samuelsson 12

13

14 El för transporter Elhybridfordon Plug-in elhybrid Kontinuerlig elförsörjning Lunds universitet/lth/bme/iea Elenergiteknik Olof Samuelsson 14

15 Projekt på IEA inom elenergi Pågående forskningsprojekt Styrning av DC-nät för havsbaserade kraftsystem (se nästa) Avancerad reglering för att undvika blackout (m Reglerteknik) Risk- och sårbarhetsanalys av elnät och andra infrastrukturer Formgjutna elmotorer Provning av elmotorer med sig själv som belastning Pågående exjobbsprojekt Analys av transformator immun mot solstormar Batterilager och nätförluster fallstudie Öland Mer solel med kraftelektronisk reglering av spänning Vattenkylda solceller för ESS Lunds universitet/lth/bme/iea Elenergiteknik Olof Samuelsson 15

16 Control structures for DC grids Coordination of converters and grids Vendor-independent uniform communication interfaces Rescheduling after droop-response to fault Lunds universitet/lth/bme/iea Elenergiteknik Olof Samuelsson 16

17 Done: Linking damping to operating situation 2010 Damping varies with operating conditions Real damping (blue) from years of continuous PMU data MW exchanges and generation from TSO websites etc Fit model and predict damping (red) from MW values Collaboration with Aalto University and Fingrid Lunds universitet/lth/bme/iea Elenergiteknik Olof Samuelsson 17

18 Elenergikurser Elkraftsystem (IEA) Vindkraftsystem (IEA) Kraftelektronik (IEA) med styrning av elektriska maskiner Elmaskinkonstruktion (IEA) Hybrida fordonsdrivsystem (IEA) Mekatronik (IEA) Solel Projektkurs efter fortsättningskurs Examensarbete + energisystemanalys och miljö Energi & miljö + reglerteknik och automation Reglerteknik & automation Lunds universitet/lth/bme/iea Elenergiteknik Olof Samuelsson 18

19 Stort behov av ingenjörer inom elkraft Lunds universitet/lth/bme/iea Elenergiteknik Olof Samuelsson 19

20

21 Sammanfattning Det finns mycket att göra inom elenergiteknik Kursen Elenergiteknik en början Det finns fler kurser Det finns många jobb Lunds universitet/lth/bme/iea Elenergiteknik Olof Samuelsson 21

22