Javier Campillo försvarar sin doktorsavhandling i energi- och miljöteknik

Disputationer och licentiatseminarier

Datum: 2016-06-17
Tid: 09.15
Plats: Sal Paros, MDH, Västerås

Javier Campillo försvara sin doktorsavhandling med titeln “From Passive to Active Electric Distribution” på MDH i Västerås.

Titel: “From Passive to Active Electric Distribution”.

Serienummer: 202

Opponent är professor Jianzhong Wu , Cardiff University. Betygsnämnd består av of professor Peter Fritzon, Linköping universitet ; professor Viktoria Martin, KTH Royal Institute of Technology; professor emeritus Dan Loyd, Linköping universitet.
Reserv; forskarassistent  Maher Azaza, MDH.

Sammanfattning

Dagens elnät står inför stora utmaningar: ökad andel distribuerad produktion gör att dagens enkelriktade kraftflöden allt oftare kommer vara dubbelriktat; elmarknaden behöver bli mer flexibel för att svara på förväntade ökade prisfluktuationer på grund av ökad lokal förnybar elproduktion, vilket i sin tur ger nya möjligheter för kunden att spela en mera aktiv roll genom att anpassa sitt konsumtionsmönster till marknadens ökade prisvariationer; slutligen kommer den förväntade elektrifiering av fordon att öka efterfrågan på el och behovet av en aktiv infrastruktur som kan leverera vid alla tillfällen.

Denna avhandling studerar de två främsta aktörerna som är engagerade i utvecklingen av allt mera aktiva distributionsnät: aktiva kunder och distribuerad elproduktion. Detta arbete började med att analysera elförbrukningsmönster i ett stort bostadsområde som ligger i Sollentuna utanför Stockholm, med en blandad grupp av konsumenter. Konsumenterna klassificerades i en grupp som är anslutna till fjärrvärmenätet och en andra grupp som har egen värmepump. Elförbrukningsmönstret utvärderades på skilt för dessa båda kundgrupperna. I syfte att fastställa strategier som kan öka konsumenternas förbrukningsflexibilitet, har kontrakt tillgängliga på den svenska elmarknaden undersökts. De elkontraktens olika prissättningssystemen utvärderades, med fokus på realtidsprissättning, för att fastställa de ekonomiska konsekvenserna för konsumenterna från de båda undersökta grupperna. Det konstaterades att realtidsprissättning erbjuder ekonomiska fördelar för båda grupperna, särskilt för de konsumtenter som använder värmepumpar.

För att analysera den roll som distribuerad elproduktion har i aktiva distributionsnät, har ett modell-bibliotek utvecklats med hjälp av det objektorienterade och öppna källkodsspråket Modelica. Modellerna används för att utföra jämvikts (steady-state) simuleringar av lågspänningsdistributionsnät med stor andel av distribuerad elproduktion. Därtill har modellerna använts för att simulera olika penetrationsnivåer av elfordon, för att utvärdera effekterna av olika scenarier på elförbrukning och distributionsnätets stabilitets. Resultatet visar på att med okontrollerad laddning av elfordon inträffar spänningsstörningar redan vid penetrationsnivåer så låga som 30 %.  Strategier för att flytta en del laster behöver utvecklas för att förhindra överbelastning av distributionsnätet under topplastperioder. Därtill öppnar den använda metoden för nya möjligheter för modellering och simulering av aktiva distributionsnät, genom återanvändning av modell-komponenter och delning av modell-bibliotek mellan olika simuleringsplattformar.