Tuulivoiman liittäminen sähköverkkoon: kuvaileva kirjallisuuskatsaus

Abstract

Uusiutuvien energiatuotantotapojen lisääntyminen sähköntuotantojärjestelmissä tarvitsee ajankohtaista säätelyä ja standardoimista. Verkkosäännöt, IEC-standardit, Suomen lait ja asetukset sekä EU-komission asetus määrittelevät tuulivoiman sähköverkkoon liittymisen säätelystä. Toimeksiantaja tarvitsi yleiskatsauksen tuulivoimaloiden sähköverkkoon liitännästä laitetasolla. Tavoitteena oli tarjota opiskelijoille tietoa ja pohdintaa tuulivoiman liittämisestä sähköverkkoon ja siihen liittyvistä haasteista. Aineisto opinnäytetyöhön kerättiin kuvailevalla kirjallisuuskatsauksella. Kirjallisuushaku tehtiin tuulivoimasta osana sähköverkkoa, tuulivoimalan keskeisimmistä komponenteista ja suojausjärjestelmistä sekä sähköverkon stabiilisuudesta ja verkkomääräyksistä. Kirjallisuushaku suoritettiin kolmessa vaiheessa. Ensimmäisessä kirjallisuushaussa haettiin opinnäytetöitä, kandidaatin töitä, maisterin töitä, väitöskirjoja, teknisiä ohjeita avoimesta internetistä ja oppikirjoja tuulivoiman kytkemisestä sähköverkkoon sekä tuulivoima-laitoksen generaattorityypeistä. Toisessa kirjallisuushaussa haettiin tietoa samalla tavalla, kuin ensimmäisessä haussa tuulivoiman generaattorin vaikutuksista sähköverkon stabiilisuuteen. Kolmannessa haussa haettiin tietoa avoimesta internetistä verkkosäännöistä sekä IEC-standardeista ja EU-komission asetuksesta. Kirjallisuuskatsauksen tietokantahaussa ei löytynyt tutkimuksia, joissa tuulivoimaloiden kytkemistä sähköverkkoon olisi käsitelty kokonaisuutena. Työn tuloksena saatiin selvitys, jota opiskelijat voivat hyödyntää tuulivoimaan liittyvissä opinnoissaan. Työn avulla opiskelijat saavat käsityksen yleisimmästä käytössä olevasta tuulivoimageneraattorityypistä, suuntaajakytkettyjen laitosten verkkoon liitännän säätelystä, tuulivoimaloihin liittyvästä relesuojauksesta, tuulivoimaloitten sähköasemien kompensoimislaitteista ja tuulivoimaloissa käytettävästä sähköasema-automaatiosta.