Avansert styringssystem for optimalisering av energilagring i distribusjonsnett

Abstract

I distribusjonsnettet har det lenge blitt opererert med tradisjonell nettutbygging for handtering av kapasitetsproblem eller spenningsproblem. Med stor vekst i tal el-bilar, meir energikrevjande apparat, samt befolkningsvekst vil påverke kraftsystemet på ulike måtar. Dersom ein auke i energibruk i tillegg kjem på ei tid med eksisterande lasttoppar på kalde vinterdagar, vil det kunne påverke effektsikkerheita. Behovet for energilagring er sett som ein nøkkelkomponent i Smart Grid og spelar allereie ein viktig rolle i energisystemet. I dette studie er litium-ion batteri valt som energilagringstype og omhandlar optimalisering av batterisystemdesign ved hjelp av dynamisk modellering og avansert batteristyringssystem. Denne typen styring av energilagring i distribusjonsnett vil kunne bidra til reduksjon av lasttoppar, sikre drift og auke stabiliteten i distribusjonsnettet. Som teoriverktøy er det brukt reguleringsteknikkprinsipp og batterimodellar som matematiske- og elektriske ekvivalente kretsmodellar. Det er i studien valgt Thevenin-modell grunna best dynamisk yting og låg feilrate på mindre enn 1%. Det er i Matlab Simulink® utarbeidd simuleringsmodellar for å visualisere korleis batteriprosessane blir dynamisk modellerte. Det er gjennom AMS måling ved SFE sin live demolab i Hyen henta forbruksdata med timeoppløysing og er nytta som lastprofil for regulering av batterisystemet. Ut frå berekningar og dynamisk modellering med pulstestutladingsmetode er karakteristikkar studert og den raskaste responstida på 31 sekund (ved 3τ) funne for optimalt utladningsnivå mellom 85 og 40% for Litium-ion battericelle. Det er med oppskalert batteripakke og avansert batteristyresystem modellert topplastreduksjon, også kalla Peak Shaving. Simuleringa viser at bidraget frå batteriet reduserer topplast gjennom transformator og dermed aukar stabiliteten til distribusjonsnettet.