The impact of battery chemistries on second-life battery applications

publishedVersio

Potensialet for solkraftproduksjon på eksisterende norske tak

publishedVersio

RELSAD: A Python package for reliability assessment of modern distribution systems

publishedVersio

Interaction Strategies for an Optimal Grid Integration of Microgrids

Et mikronett er et geografisk og elektrisk avgrenset kraftsystem som inneholder laster, energiproduksjon og energilagringsenheter. Mikronett er forventet å blant annet kunne bidra til mer pålitelige kraftsystemer, utsettelse av nettinvesteringer og legge til rette for implementering av mer fornybar energiproduksjon. Det finnes enda ingen klare retningslinjer på hvilken rolle mikronett skal ta i Norges kraftsystem. Det er mange ubesvarte spørsmål rundt hvordan mikronett kan integreres, hvordan interaksjonen mellom mikronett og systemoperatøren skal være og hvilke reguleringer som må bli innført. I denne oppgaven er flere elementer rundt integrering av mikronett studert. Et mikronett har muligheten til å bidra med forskjellige hjelpetjenester til nettselskap. Det er derfor studert hvilke tjenester som er mest passende for mikronett å bidra med og hvordan de kan utføres. Forbrukerfleksibilitet kan utnyttes i systemer med regulerbare laster, som vil være aktuelt for et mikronett. Ulike forbrukerfleksibilitetsstrategier kan endre lasten i et mikronett forskjellig, og to strategier er studert i denne oppgaven. Det er flere utforinger med tanke på lover og reguleringer som må løses før mikronett kan integreres. Utfordringene er studert med utgangspunkt i forskjellige eiere av mikronettet, og enkle forslag på løsninger er foreslått. En modell av et fiksjonelt 22 kV distribusjonsnett er utviklet i Python ved bruk av pakken Pandapower. I samme modell er det laget en representasjon av et mikronett som inneholder generering av elektrisk energi fra solceller og vindturbiner, batterilagringssystem, husholdningslaster og sykehuslast. Mikronettet er laget slik at det kan kobles på ulike steder i distribusjonsnettet. Seks forskjellige strategier er valgt basert på funnene i litteraturstudiet. Strategiene er representert i modellen for å teste hvilke innvirkninger forskjellige strategier har på distribusjonsnettet. Strategiene og en grunntilstand er som følger: • Grunntilstand: Mikronettet er ikke koblet til distribusjonsnettet. • Mikronettet genererer: Mikronettet er koblet til distribusjonsnettet uten bruk av batteri. • Mikronettet genererer og lagrer: Mikronettet er koblet til distribusjonsnettet med en enkel batteristrategi. • Mikronettet genererer og regulerer med batteriet: Mikronettet er koblet til distribusjonsnettet med spenningsregulering fra batteriet. • Mikronettet genererer og regulerer med alle enheter: Mikronettet er koblet til distribusjonsnettet med spenningsregulering fra batteriet og produksjonsenhetene. • Mikronett med prisbasert forbrukerfleksibilitetstrategi: Mikronettet er koblet til distribusjonsnettet med pris basert forbrukerfleksibilitetstrategi • Mikronett med effektbasert forbrukerfleksibilitetstrategi: Mikronettet er koblet til distribusjonsnettet med forbrukerfleksibilitetstrategi basert på kutting av effekttopper Simuleringene er gjort med værdata fra tre forskjellige dager med mikronettet tilkoblet tre forskjellige plasser i distribusjonsnettet. Det er deretter kjørt en lastflytanalyse for hver time gjennom dagene. Alle de forskjellige strategiene er analysert og sammenlignet for å se hvilke innvirkninger de har på spenningen og linjebelastningen i distribusjonsnettet. Resultatene viser at driften av mikronettet kan ha stor innvirkning på et distribusjonsnett og at en hensiktsmessig driftstrategi kan være essensiell for å kunne integrere mikronett i dagens kraftsystem. Spenningsregulering basert på reaktiv effekt kan ha både positive og negative virkninger på spenningen i distribusjonsnettet. For linjer med lav R/X rate kan spenningsreguleringen gi økt spenning, mens for høye R/X rater vil spenningsreguleringen føre til enda lavere spenning. Spenningsreguleringsstrategiene har negativ innvirkning på linjebelastningene for linjer oppstrøms mikronettet. Det er erfart at forbrukerfleksibilitetstrategier som baserer seg på prissignal kan forbedre både spenningen og linjebelastningen i distribusjonsnettet hvis gode prissignaler er implementert. På den andre siden kan forbrukerfleksibilitet føre til større utfordringer i nettet om prissignalene ikke reflekterer når på døgnet det er lokale problemer

Interaction Strategies for an Optimal Grid Integration of Microgrids

Et mikronett er et geografisk og elektrisk avgrenset kraftsystem som inneholder laster, energiproduksjon og energilagringsenheter. Mikronett er forventet å blant annet kunne bidra til mer pålitelige kraftsystemer, utsettelse av nettinvesteringer og legge til rette for implementering av mer fornybar energiproduksjon. Det finnes enda ingen klare retningslinjer på hvilken rolle mikronett skal ta i Norges kraftsystem. Det er mange ubesvarte spørsmål rundt hvordan mikronett kan integreres, hvordan interaksjonen mellom mikronett og systemoperatøren skal være og hvilke reguleringer som må bli innført. I denne oppgaven er flere elementer rundt integrering av mikronett studert. Et mikronett har muligheten til å bidra med forskjellige hjelpetjenester til nettselskap. Det er derfor studert hvilke tjenester som er mest passende for mikronett å bidra med og hvordan de kan utføres. Forbrukerfleksibilitet kan utnyttes i systemer med regulerbare laster, som vil være aktuelt for et mikronett. Ulike forbrukerfleksibilitetsstrategier kan endre lasten i et mikronett forskjellig, og to strategier er studert i denne oppgaven. Det er flere utforinger med tanke på lover og reguleringer som må løses før mikronett kan integreres. Utfordringene er studert med utgangspunkt i forskjellige eiere av mikronettet, og enkle forslag på løsninger er foreslått. En modell av et fiksjonelt 22 kV distribusjonsnett er utviklet i Python ved bruk av pakken Pandapower. I samme modell er det laget en representasjon av et mikronett som inneholder generering av elektrisk energi fra solceller og vindturbiner, batterilagringssystem, husholdningslaster og sykehuslast. Mikronettet er laget slik at det kan kobles på ulike steder i distribusjonsnettet. Seks forskjellige strategier er valgt basert på funnene i litteraturstudiet. Strategiene er representert i modellen for å teste hvilke innvirkninger forskjellige strategier har på distribusjonsnettet. Strategiene og en grunntilstand er som følger: • Grunntilstand: Mikronettet er ikke koblet til distribusjonsnettet. • Mikronettet genererer: Mikronettet er koblet til distribusjonsnettet uten bruk av batteri. • Mikronettet genererer og lagrer: Mikronettet er koblet til distribusjonsnettet med en enkel batteristrategi. • Mikronettet genererer og regulerer med batteriet: Mikronettet er koblet til distribusjonsnettet med spenningsregulering fra batteriet. • Mikronettet genererer og regulerer med alle enheter: Mikronettet er koblet til distribusjonsnettet med spenningsregulering fra batteriet og produksjonsenhetene. • Mikronett med prisbasert forbrukerfleksibilitetstrategi: Mikronettet er koblet til distribusjonsnettet med pris basert forbrukerfleksibilitetstrategi • Mikronett med effektbasert forbrukerfleksibilitetstrategi: Mikronettet er koblet til distribusjonsnettet med forbrukerfleksibilitetstrategi basert på kutting av effekttopper Simuleringene er gjort med værdata fra tre forskjellige dager med mikronettet tilkoblet tre forskjellige plasser i distribusjonsnettet. Det er deretter kjørt en lastflytanalyse for hver time gjennom dagene. Alle de forskjellige strategiene er analysert og sammenlignet for å se hvilke innvirkninger de har på spenningen og linjebelastningen i distribusjonsnettet. Resultatene viser at driften av mikronettet kan ha stor innvirkning på et distribusjonsnett og at en hensiktsmessig driftstrategi kan være essensiell for å kunne integrere mikronett i dagens kraftsystem. Spenningsregulering basert på reaktiv effekt kan ha både positive og negative virkninger på spenningen i distribusjonsnettet. For linjer med lav R/X rate kan spenningsreguleringen gi økt spenning, mens for høye R/X rater vil spenningsreguleringen føre til enda lavere spenning. Spenningsreguleringsstrategiene har negativ innvirkning på linjebelastningene for linjer oppstrøms mikronettet. Det er erfart at forbrukerfleksibilitetstrategier som baserer seg på prissignal kan forbedre både spenningen og linjebelastningen i distribusjonsnettet hvis gode prissignaler er implementert. På den andre siden kan forbrukerfleksibilitet føre til større utfordringer i nettet om prissignalene ikke reflekterer når på døgnet det er lokale problemer

Modeling Interdependencies with Complex Network Theory in a Combined Electrical Power and ICT System

The extensive integration of information and communication technology (ICT) in the future electrical power system transforms the power system to a cyber physical system (CPS), making it a system-of-systems. This new system topology creates interdependent relationships between the cyber and the physical parts in the power system and introduces new possible vulnerabilities and risks which might lead to unwanted events such as outages and blackouts. For electrical power system operators, it is important to understand the new complexity of the system and how to address these new changes in order to ensure safe system operation and security of electricity supply. This paper focuses on the introduction of complex network theory as a method to discover and measure the importance of the system nodes, both electrical and ICT, in a combined electrical power distribution and communication network. There are two different methods used for measuring the importance, 1) betweenness centrality and 2) node attack method. The methods are evaluated through a case study and found suitable in capturing the important nodes in the combined electrical power and communication network