Eldistribution för laddningsinfrastruktur : Laddningsinfrastrukturens inverkan på distributionsnätet

Abstract

Detta examensarbete har utförts åt Hangö Elektriska från maj 2023 till april 2024. Arbetet omfattar allt från laddningsstationer och fördelningscentraler till transformatorer, samt funktionaliteten mellan dessa. Syftet var att få en djupare kunskap kring laddningsinfrastruktur, effektbehov och lastbalansering. Detta för att skapa en grund för framtida projekt.

Bakgrunden till arbetet är den ökade efterfrågan på laddningsinfrastruktur och miljövänligare lösningar. Detta erbjöd ett utmärkt tillfälle till att lära sig mer om planering, effektberäkning gällande laddningsstationers eldistribution samt lastbalansering.

Den teoretiska delen behandlar de eldrivna fordon som är mest förekommande och som kommer att ha störst betydelse inför framtida projekt. Det viktigaste gällande laddningsstationer och deras effektklasser, samt elnätet som helhet tas även upp i den teoretiska delen.

I den praktiska delen av arbetet tas kabeldimensionering och planering av laddningsstationer upp. Till kabeldimensioneringen hör allt från fördelningscentralerna till transformatorstationen. Examensarbetet inkluderar inte kabeldimensionering för mellanspänningsnätet, men man tar med beräkningar för dimensionering av transformatorer, samt beräkningar för eldrivna fordons energiförbrukning.

Arbetets slutresultat är en laddningsanläggning som uppnår kraven och de framtida behoven för kunden. Arbetet kommer även att fungera som botten inför framtida projekt. Men slutmätningar samt spänningssättning av laddningsinfrastrukturen kvarstår till september 2024.

Tämä opinnäytetyö on suoritettu Hangon sähkön puolesta toukokuusta 2023 huhtikuuhun 2024. Työ kattaa kaiken latausasemista ja jakokeskuksista muuntajiin, sekä niiden toiminnallisuuden. Tavoitteena oli saada syvempää tietämystä latausinfrastruktuurista, tehontarpeesta ja kuormituksen tasapainottamisesta. Tämä luodakseen pohjan tuleville projekteille.

Työn taustalla oli kasvava kysyntä latausinfrastruktuurille ja ympäristöystävällisille ratkaisuille. Tämä tarjosi erinomaisen tilaisuuden oppia lisää suunnittelusta, tehon laskemisesta latausasemien sähköjakelun ja kuormituksen tasapainottamisen suhteen.

Teoreettinen osa käsittelee yleisimpiä sähkökäyttöisiä ajoneuvoja, jotka ovat merkittävimpiä tulevia projekteja ajatellen. Tärkeimmät asiat koskien latausasemia ja niiden teholuokkia sekä sähköverkko kokonaisuudessaan käsitellään teoreettisessa osuudessa.

Työn käytännön osassa käsitellään kaapelien mitoitusta ja latausasemien suunnittelua. Kaapelien mitoituksen osalta käsitellään kaikkea jakokeskuksista muuntajalle, opinnäytetyö ei sisällä kaapeleiden mitoitusta keskijänniteverkolle. Kuitenkin työ sisältää muuntajien mitoituslaskelmat sekä sähkökäyttöisten ajoneuvojen energiankulutuslaskelmat.

Työn lopputulos on latauslaitos, joka täyttää asiakkaan nykyiset ja tulevat tarpeet. Työ toimii myös perustana tuleville projekteille. Kuitenkin lopulliset mittaukset ja latausinfrastruktuurin jännitteen saaminen on vielä kesken syyskuuhun 2024 asti.

This thesis has been carried out for Hangon Sähkö from May 2023 to April 2024. The work covers everything from charging stations and distribution boards to transformers, as well as the functionality between them. The purpose is to gain a deeper understanding of charging infrastructure, power requirements, and load balancing. This is to lay the groundwork for future projects.

The reasoning for the work is the increased demand for charging infrastructure and more environmentally friendly solutions. The work provided an excellent opportunity to learn more about planning, power calculation regarding the electrical distribution of charging stations, and load balancing.

The theoretical part deals with the most common electric vehicles, which will have the greatest significance for future projects. The most important aspects regarding charging stations and their power classes, as well as the electric grid are addressed in the theoretical part.

In the practical part of the work, cable sizing and planning of charging stations are addressed. Cable sizing includes everything from distribution boards to transformer stations, the thesis does not include cable sizing for the medium-voltage network. However, calculations for transformer sizing and calculations for the energy consumption of electric vehicles are included.

The result of the work is a charging facility that meets the requirements and future needs of the customer. The work will also serve as a foundation for future projects. However, final measurements and commissioning of the charging infrastructure will remain until September 2024.