Siirtoverkon laskentasovellusten käyttöönotto verkkotietojärjestelmässä

Abstract

Tämän työn tavoitteena oli ottaa käyttöön siirtoverkon laskentasovellus E.ON Kainuun Sähköverkko Oy:lle Tekla NIS -verkkotietojärjestelmässä niin, että sillä voidaan tarkastella Kainuun siirtoverkon tehonjakoa. Siirtoverkko oli tarkoitus mallintaa mahdollisimman tarkasti saatavilla olevan tiedon perusteella ja Tekla NIS:n mahdollisuuksien mukaan niin, että laskentatulokset vastaisivat kantaverkkoyhtiön laskentajärjestelmiä.

Kuormitustietona käytettiin etäluettavien energiamittareiden mittaustietoa. Johdoille selvitettiin tyypilliset sähköiset ominaistiedot eri lähteistä. Voimalaitokset mallinnettiin voimalaitosten omistajien antamien tietojen ja osittain arvioiden perusteella. Kantaverkon liityntäpisteitä mallintamisessa vertailtiin kahta menetelmää, joista valittiin työn kannalta parempi vaihtoehto.

Kun siirtoverkko oli mallinnettu, työssä tarkasteltiin Kainuun siirtoverkon tehonjakoa peruskytkentätilanteissa ja yhdessä poikkeavassa kytkentätilanteessa. Tarkasteluissa otettiin huomioon alueen vesivoimalaitoksien tuotannon vaikutus. Tehtyjen tarkastelun perusteella Kainuun siirtoverkossa ei ole ylikuormitusriskejä missään tarkastellussa kytkentätilanteessa. Jännitteet pysyivät kaikissa tarkastelluissa tilanteissa normaalien 110 kV:n verkon jännitteiden rajoissa yhtä tilannetta lukuun ottamatta. Kun siirtoverkko on poikkeavassa kytkentätilanteessa talviajan kuormituksella ja vesivoimalaitokset eivät ole käytössä, kolmen sähköaseman jännitteet laskevat alle normaalin 110 kV:n verkon jännitteen.

Verkkomalli on osittain puutteellinen eikä sillä välttämättä saada täysin luotettavia tuloksia kaikkialta Kainuun siirtoverkosta, mutta verkkomalli soveltuu 110 kV:n verkon suunnittelu- ja seurantalaskentaan ja on toimeksiantajan tarpeeseen riittävä. Käyttöönoton yhteydessä kertyneen käyttökokemuksen perusteella on esitetty kehitysehdotuksia, joilla Tekla NIS -verkkotietojärjestelmän siirtoverkon laskentaa voisi kehittää. Myös verkkomallia tulee kehittää ja sitä varten on myös laadittu kehitysehdotuksia.

The objective of this thesis was to introduce the transmission network calculation application in the Tekla NIS network information system so that the calculation application can be used to calculate load flow in the transmission network of Kainuu. The thesis was commissioned by E.ON Kainuun Sähköverkko Ltd. The objective was to model the transmission network as precisely as possible according to the available information and properties of Tekla NIS and to match the results with the network model of the Finnish national grid company.

Automatic meter reading data was used for consumption data. Electrical properties of overhead lines were researched from various sources. Power plants were modeled according to information given by the owners of the power plants and some information was approximated. For modeling connections to the Finnish transmission grid, two different methods were compared. The better method was chosen after comparing them.

When the network model was finished, the network model was used to calculate load flow in the transmission network of Kainuu in its basic states and in one variant state. Power generation of the power plants was taken in to account during the simulations. The results of this analysis show there are not any overload risks in the transmission network of Kainuu. Voltage levels at substations stayed within margins of the normal voltage of the 110 kV network excluding one simulation. In the simulation where the transmission network was in the variant state and the power plants were not operating and consumption was at its peak load, the voltage levels dropped under the normal voltage level of the 110 kV network at three substations.

By using this network model, the results may not necessary be reliable in all parts of the transmission network of Kainuu, but the network model is sufficient for the needs of the client organization. On the basis of this introduction, ideas to improve the Tekla NIS network calculation application were presented. Also the network model should be developed further in future and ideas to develop it were also presented.