Nettet trenger mer enn tradisjonelle nettoppgraderinger

Strømnettet står trolig overfor en dobling i kapasitet på kort tid, avhengig av politiske beslutninger omkring ny kraftproduksjon og ny industri, mens resten av samfunnet elektrifiseres. Tradisjonelle nettoppgraderinger vil ikke møte dette behovet alene, det finnes det verken nok folk, materialer eller tid til.

Men å snakke om at nettet er fullt uten å presisere hvilke kapasitetsutfordringer eller hvor i nettet man sikter til, kan gjøre dialogen unødvendig forvirrende.

To typer begrensninger

Vi må starte med å dele utfordringene inn i to hovedkategorier: termiske- og spenningsrelaterte-begrensninger. Videre vil løsningene som skal øke kapasiteten i eksisterende nett variere avhengig av om du søker å løse den ene eller andre kategorien på lav-, mellom- eller høyspent nivå.

I figur 1, med avstand fra trafo på X-aksen og overføringskapasitet på Y-aksen, ser vi hvordan begrensningen i overføringskapasiteten til denne lavspentlinjen, som er tegnet i svart, skyldes de termiske egenskapene til linjen de første 200 meterne. Deretter er det maks tillatt spenningsfall som fører til at overføringskapasiteten halveres over de neste 200 meterne.

I akkurat dette tilfellet kan man løfte kapasiteten fra 120 kW til 175 kW med automatisk spenningsregulering på distribusjonstrafoen (tegnet i gult). Med dynamisk set-punkt vil du kunne løfte spenningen slik at det igjen er de termiske begrensningene i linjen som begrenser overføringskapasiteten (tegnet i blått).

Enorme endringer i lavspentnettet

De store problemene kommer når elektrifiseringen for fullt treffer lavspentnettet. Eurelectric trekker fram elbiler, varmepumper og millioner av solceller når de beskriver flaskehalsene i det europeiske nettet. I hele det europeiske nettet sett under ett rapporterer de at så mye som 40% av flaskehalsene er spenningsrelaterte. Dette tallet er nok høyere i langstrakte distribusjonsnett, slik som vi har i Norge.

Derfor er det viktig å skille på termiske- og spenningsrelaterte-begrensninger når man diskuterer kapasitetsutfordringene i nettet og hvilke tiltak som kan settes inn. For å utnytte eksisterende kapasitet og samtidig sikre stabil drift, er det utviklet flere teknologier som målrettet adresserer kapasitetsutfordringene i nettet.

Eurelectric fremhever tre teknologier som modne for økt satsning i sin nyeste rapport:

• Automatiske trinnkoblere: On-Load Tap Changers (OLTC), eller automatiske trinnkoblere, er noe som brukes i utstrakt grad i transmisjons- og regionalnettet, men i liten grad i distribusjonsnettet. De muliggjør automatisert spenningsregulering ved å justere spenningen i trafoene kontinuerlig under drift. Dette gjør at strømnettet kan absorbere større mengder fornybar energi, ved å utjevne spenningsvariasjonene som følger av fornybar energiproduksjon. OLTC bidrar dermed til å redusere kostnader ved å dempe behovet for tradisjonelle nettforsterkninger og gir økt fleksibilitet ved varierende spenninger.
• Serieregulatorer: Medium Voltage Regulators (MVR) og Low Voltage Regulators (LVR), eller autotransformatorer med automatiske trinnkoblere og lavspent regulatorer, er velprøvde teknologier og spesielt nyttig i områder i distribusjonsnettet med lange linjeføringer og betydelig lokal energiproduksjon. Serieregulatorer stabiliserer spenningen og reduserer svingninger som ellers ville begrenset overfø Dette gir nettselskap en rask og rimelig mulighet for spenningsstyring og bidrar til å utsette tradisjonelle forsterkninger gjennom å tilgjengeliggjøre mer kapasitet.
• Dynamisk linjekapasitet: Dynamic Line Rating (DLR), eller dynamisk linjekapasitet, optimaliserer den termiske kapasiteten ved å overvåke linjebelastningen og linjesig i sanntid og justere den tillatte overføringskapasiteten ut fra lokale klimaparametre. Denne teknologien gjør det mulig å utnytte linjene mer effektivt, særlig under gunstige værforhold som lave temperaturer og høy vindhastighet.

Må differensiere

For å gjøre dialogen om hvor og hvordan vi skal øke kapasiteten i nettet tydeligst mulig, er det viktig å differensiere mellom termiske- og spenningsrelaterte utfordringer i nettet, samt hvor i nettet man diskuterer hvilke løsninger.

Teknologier som automatiske trinnkoblere, serieregulatorer og dynamisk linjekapasitet representerer verdifulle verktøy for å utvide kapasiteten i eksisterende nett uten kostbare tradisjonelle nettoppgraderinger.

Med fremtidsrettede investeringer og oppdaterte retningslinjer kan nettselskap sikre et tilpasningsdyktig og sterkt nett som er klart for hva enn fremtiden vil bringe.

Alexander Kristensen er kommersiell leder i Magtech, elektroingeniør og har en dobbel bachelor i medisinsk teknologi og økonomi og ledelse.