Vi har intervjuat doktorand Rajith Eranda rörande hans arbete med delprojektet "Ökad flexibilitet i elkraftsystemet," som fokuserar på att utveckla smarta energisystem. Det handlar om att bygga modeller och ta fram metoder för att analysera hur olika flexibilitetslösningar påverkar elkraftnätet.
Aktiviteten syftar till att ge beslutsfattare och elnätsägare bättre underlag för att fatta informerade beslut och skapa ett mer robust och driftsäkert elkraftsystem. Målen inkluderar flexibilitet av förbrukning och produktion för att bestämma acceptansgränser, utveckla metoder för att kvantifiera nyttan av flexibilitet för elkraftnätet och jämföra och utveckla flexibilitetstjänster.
Vad handlar delprojektet om?
Ett kraftsystem som är rikt på förnybar energi och hållbart är en nyckelaktör i resan mot den gröna omställningen. Intresset för att lägga till mer förnyelsebar elproduktion i elnätet genom att ersätta konventionella generatorer har ökat snabbt. Samtidigt har utmaningar för elsystemets tillförlitlighet och stabilitet på grund av hög andel av förnybar energi och distribuerad elproduktion blivit en stor oro. Att öka flexibiliteten i elsystemet är en lösning för att hantera dessa utmaningar samtidigt som fler förnybara energikällor kommer in i nätet.
Vilka specifika problem eller utmaningar försöker du lösa med ditt forskningsarbete?
Att lägga till allt fler förnybara energikällor i elnätet kan påverka nätets tillförlitlighet och stabilitet, främst på grund av den intermittenta karaktären hos förnybar elproduktion. Därför måste det moderna kraftsystemet vara mer flexibelt för att hantera dessa osäkerheter och hålla kraftsystemet stabilt samtidigt som mer förnybar elproduktion införs. Efterfrågeflexibilitet är en viktig komponent i kraftsystemets flexibilitet som aktiveras genom flexibel elproduktion och konsumtion. Att bedöma effekten av efterfrågeflexibilitet, kvantifiering av flexibilitetskapacitet och att bestämma begränsningar är fördelaktigt både för kraftsystemets operatörer och beslutsfattare.
Hur påverkar flexibilitetslösningar tillförlitligheten och robustheten i elsystemet?
Huvudsyftet med flexibilitetslösningar i elsystemet är att hantera osäkerheten kring förnybar elproduktion och att fördela topplasterna med hjälp av de tillgängliga resurserna i elsystemet. Å andra sidan ska flexibla resurser i kraftsystemet användas för att balansera utbud och efterfrågan samt minska möjliga stabilitetsproblem i nätet genom att ändra sin drift för att stödja nätet.
Vad har du upptäckt hittills i din forskning, och vilka resultat förväntar du dig i framtiden?
Hittills har vi lyckats modellera flexibilitetskapacitet genom flexibla energilager med hänsyn till systemomfattande och lokala flexibilitetslösningar i ett testnät för lågspänning. Sedan har vi demonstrerat effekten av att aktivera energiflexibilitet för distributionsnätets spänningsnivåer. Utifrån detta uppskattade vi kapaciteten i LV-nätet för flexibla energilager. Vidare har vi studerat rollen av lokal flexibilitet genom spänningsstöd via flexibla energilager. Studien kommer att utökas till andra typer av flexibilitetsresurser, lösningar och ytterligare möjliga problem i distributionsnätet.
Hur kan ökad flexibilitet i elförbrukning och elproduktion gynna både konsumenter och det övergripande elnätet?
Det övergripande elnätet gynnas direkt genom ökad tillförlitlighet och stabilitet. Ekonomiska fördelar för elnätet kan också lyftas fram eftersom ytterligare infrastrukturkostnader kan elimineras genom att öka nätets flexibilitet. Å andra sidan kommer kunderna som prosumenter att gynnas ekonomiskt genom att delta i flexibilitetskapaciteten, antingen genom prisbaserade metoder eller incitamentsbaserade metoder.
Vilka utmaningar har du stött på i arbetet?
Eftersom flexibiliteten i elsystemet är ett brett område var det utmanande att identifiera den viktigaste delen som behöver fokuseras på först. Att fokusera på några utvalda flexibilitetslösningar för att modellera och analysera effekten på distributionsnätet som en startpunkt hjälpte till att övervinna den utmaningen.
Har ni några företag eller verksamheter som samarbetar med er eller är relaterade till arbetet?
ABB, PiteEnergi och Skellefteå Kraft är bland de partners som vi arbetar nära tillsammans med. Deras bidrag till forskningsarbetet har varit värdefullt för att identifiera branschbehov och för att få tillgång till några av deras resurser.
Hur kan beslutsfattare och ägare av kraftsystem använda er forskning för att fatta mer informerade beslut?
Forskningen kan främst användas för att öka flexibiliteten i kraftsystemet av operatörer av kraftsystemet. Särskilt distributionssystemoperatörer kan använda forskningen för att vara medvetna om möjliga effekter på distributionsnätet genom att aktivera flexibla resurser. Därmed kan de förstå gränsen för den flexibilitet som de kan hantera utan störningar. Samtidigt kan de även se möjliga sätt att förbättra dessa gränser med tillgängliga nätresurser. Transmissionssystemoperatörer kan också bli medvetna om gränsen för att utnyttja flexibilitet från LV-nivå i nätet. Beslutsfattare kan i sin tur använda resultaten för att utveckla policyer och standarder för att öka kraftsystemets flexibilitet.