29/07/2021 - Forscher der UPM analysieren die Auswirkungen der neuen Technologien auf die Stromqualität der Verteilernetze

Menéame

Forscher der Polytechnische Universität Madrid (UPM) und Universität Manchester haben analysiert, inwieweit neue Technologien, die an das Stromnetz angeschlossen werden, Auswirkungen auf das Stromnetz und die Qualität des Dienstes haben.

Der Strom, der in unsere Häuser gelangt, macht es durch einen komplizierten Weg, der von den Erzeugungsorten über das Übertragungsnetz geht, um schließlich durch das Verteilungsnetz zu reisen. Dieses Netz, die letzte Stufe in der Übertragung von Elektrizität vor dem Endverbraucher, ist in den letzten Jahren viele Veränderungen erfahren, u.a. durch das Aufladen von Elektrofahrzeugen, verteilte Photovoltaik-Generation oder das zunehmende Vorhandensein von elektronischen Geräten...Alle diese Veränderungen können dazu führen, dass Strom, der zu unseren Häusern kommt, nicht die erforderlichen Qualitätsstandards in ihren grundlegenden Parametern hat.

Höhe der harmonischen Verzerrung

Zu den Hauptproblemen, die bei der Elektrizitätsversorgung auftreten können, gehören Harmonik. "Eine der grundlegenden Parameter, die wir von der Elektrizität fordern, die wir verbrauchen, ist, dass ihre Wellenform sinusförmig ist. Wenn es nicht so ist, sagen wir, er hat Harmonien. Die Harmonien sind schädlich für den Verbraucher, weil sie zu Alterung ihrer Geräte führen, aber auch für das Vertriebsnetz, weil sie ihre Effizienz verringern," erklärt Pablo Rodríguez Pajarón de la Technische Hochschule für Industrieingenieure Die Kommission hat sich mit der Frage befaßt, ob die Kommission die von der Kommission vorgeschlagenen Maßnahmen zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit und der Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen in der Europäischen Union durchführen kann. "Ein weiterer wichtiger Parameter sind die Ungleichgewichte, die mit der optimalen Übertragung von Strom an den dreiphasigen Kabeln des Übertragungs- und Verteilungsnetzes zusammenhängen," fügt er hinzu.

Um festzustellen, ob diese Parameter durch die neuen Anforderungen verändert wurden, analysierten die Forscher die Auswirkungen von Elektrofahrzeugen, Photovoltaik und Elektronik auf sie. Die Studie wurde durch eine praxisbezogene Analyse verschiedener Szenarien durchgeführt, die diese Technologien mit dem Vertriebsnetz verbindet.

Die Forscher stellten fest, dass die Zunahme der Zahl der Elektrofahrzeuge, die in das Verteilernetz geladen werden, das Problem der Ungleichgewichte noch verschärft, aber das Vorhandensein von Harmonien verringert und dass diese Verzerrungen umso geringer sind, je näher die Umspannung des Stromnetzes an die Fahrzeuge herangeht. Außerdem wird das Problem der Ungleichgewichte noch verschärft, wenn die Fahrzeuge gleichzeitig geladen werden, ohne daß ein Programm zur Verteilung des Nachladens über die Stunden der Nacht durchgeführt wird.

Fahrzeugladungen, besser in der Nähe der elektrischen Umspannstation

"Das Beste, um gute Dienstqualitätsparameter zu erhalten, ist, dass die Fahrzeuge über das gesamte Netz verteilt sind oder in einer Reihe von Parkplätzen in der Nähe der elektrischen Umspannstation. Die schädlichste Situation besteht darin, dass sie auf Parkplätzen geladen werden, die von der Umspannstation entfernt sind," erklärt Araceli Hernández, eine andere Forscherin des ETSI Industrial, die an der Arbeit beteiligt ist.

Darüber hinaus wird die Zunahme von Lasten mit einer großen Menge an Elektronik (wie Stromversorgung, Geschwindigkeitswechsel oder LED-Beleuchtung) zu einer Zunahme der Oberwellen im Netz führen, die weit über die derzeitigen gesetzlichen Grenzen hinausgehen können, was bei der Gestaltung der Lieferungen in Zukunft berücksichtigt werden muss. Auch die Auswirkungen der Photovoltaik auf das Wohnnetz müssen berücksichtigt werden. Letzteres "hat einen geringen Einfluss auf die Präsenz von Harmonien, kann aber dazu beitragen, die Ungleichgewichte im Netz zu verringern," erklären die Forscher.

Die Arbeit, die in der Juliausgabe der Zeitschrift veröffentlicht wird International Journal of Electrical Power and Energy Systems hat zwei praktische Anwendungen.  

Einerseits können mit den erzielten Ergebnissen Probleme in den künftigen Netzen vorausgesehen werden, so dass die Lösung oder deren Eindämmung antizipiert werden kann. "Eine solche Studie kann den Betreibern der Verteilernetze helfen, die für ihre Verbesserung erforderlichen Arbeiten durchzuführen oder die Grenzen für die Anbindung neuer Technologien zu kennen. Sie kann auch als Grundlage für die Überprüfung der rechtlichen Grenzen der Dienstqualitätsparameter dienen, die ein ordnungsgemäßes Funktionieren des Netzes gewährleisten und gleichzeitig realistisch sein und die Anpassung neuer Technologien wie die untersuchten ermöglichen müssen," erklärt Rodríguez Pajarón.

Die angewandte Methode ist auch nützlich für die Analyse der Nebeneffekte, die der Anschluss an das Netz zur Verteilung der Technologien hat, die zur Erreichung der Klimaziele, der Effizienzziele und der Verringerung der Treibhausgasemissionen erforderlich sind. "Diese Technologien sind bereits Realität und ihre Vernetzung wird in den kommenden Jahren immer häufiger werden. Die großen Vorteile der Nutzung dieser Technologien sind unbestreitbar, doch müssen die Auswirkungen und Auswirkungen analysiert werden, damit sie nachhaltig und technisch tragfähig werden können," schließt Hernandez.

Diese Arbeiten gehören zu einem nationalen Forschungsprojekt, das vom Ministerium für Wissenschaft, Innovation und Universitäten bewilligt wurde (RTI2018-097424-B-I00).

Ref

Rodríguez Pajaron, Pablo; Hernández, Araceli und Milanovic, Jovica V. (2021). Testability assessment of the impact of electronic vehicles and nonlinear loads on power quality in residential networks. "International Journal of Electrical Power & Energy Systems," v. 129 ; S. 1-11. ISSN 0142-0615.https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2021.106807

Polytechnische Universität Madrid

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