Kompensointireaktorin valinta Tornion Energian sähköasemalle

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää sopivia vaihtoehtoja, joilla voitaisiin kompensoida kasvanutta kapasitiivisen loisenergian määrää. Tornion Energia Oy:n Pirkkiön sähköasemalla. Sähkömarkkinalakien mukaisten toimitusvarmuuden parantamistöiden seurauksena kompensointilaitteiston tarve on kasvanut sähköverkon kapasitiivisen loistehon noustessa pienen kuormitustehon aikana. Loissähkön toimituksen ja loistehoreservin ylläpidon sovellusohjeiden perusteella määrittyvän loissähkön käytön ylittyessä Fingrid laskuttaa asiakasta kuukausittain loissähkön oton ja annon tuntikeskitehosta ja loisenergiasta Loistehomääriä seurataan jakeluverkkoyhtiöiden liittymispisteiden mukaisesti ja loissähkörajojen ylityksestä liittymispisteen haltijaa laskutetaan kuukausittain.

Opinnäytetyössä tarkasteltiin, millaisilla laitteistoilla loistehoa voidaan kompensoida ja kuinka loistehoa syntyy jakeluverkossa. Aineistona käytettiin Tornion Energia Oy:n keräämiä loistehotilastoja eri vuosilta, loistehoa käsitteleviä opinnäytetöitä ja diplomitöitä.

Opinnäytetyön tulokseksi saatiin selvitys Pirkkiön sähköaseman nykyisestä ja tulevien vuosien kompensointitarpeesta. Kompensointitarpeen arvioinnin pohjana käytettiin viiden kuukauden ajanjaksoa, jolloin verkossa on eniten kapasitiivista loistehoa. Tämän ajanjakson ulkopuolella loistehon määrät eivät ylitä loistehoikkunan rajoja, sillä kuormitus verkossa on korkeampaa ja näin ollen kaapeleiden loistehohäviöt ylittävät niiden tuottaman kapasitiivisen loistehon. Lisäksi opinnäytetyössä tuotettiin kustannuslaskelmat ja takaisinmaksuajat eri vertailutilanteissa.

The purpose of this thesis was to inspect different solutions of capacitive reactive power compensation on Tornion Energia Oy’s electrical substation. Due to the changes to the Electricity Market Act, electricity network companies have changed overhead lines to more weatherproof underground cabling. The capacitances of underground cables are significantly greater than overhead lines, this can lead to significant fees for distribution system operators. The transmission system operator Fingrid controls power network companies’ transfers of reactive power to the main grid.

This thesis studies the methods of reactive power management and factors that produce reactive power to the distribution network. Material used for this thesis consisted of Tornion Energia Oy’s reactive power reports, master theses and theses considering reactive power compensation in distribution network.

This thesis produced a report on the reactive compensation need at the substation located in Pirkkiö district at the moment and also in the future due to increasing ground cabling. The report additionally compared the cost and payback times of different shunt reactors and adjustable shunt reactors. The amount of needed compensation power was calculated by using Tornion Energia Oy’s reactive power reports and data from the time period between of May and September, when the electricity consumption is low and thus the reactive power losses in distribution network cannot cancel the reactive power produced on the distribution network lines.