Väitös: Tulevaisuuden sähköverkkojen energiavarastot vaativat hierarkkista säätöä ja energiatason hallintaa

2016-09-12 11_55_35-isbn_978-952-476-695-1.pdf - Nitro Reader 3

Omid Palizban on kehittänyt sähkötekniikan alan väitöstutkimuksessaan uutta teknologiaa mikrosähköverkkojen ja etenkin niihin liittyvien akkupohjaisten energiavarastojen hajautettuun ohjaukseen. Hän on soveltanut uutta standardia järjestelmän hierarkkiseen säätöön. Palizbanin väitöstutkimus Vaasan yliopistossa on tehty Älykkäät sähköjärjestelmät -tutkimusryhmässä.   Tutkimus liittyy tehon ja energian hallintaan älykkäissä sähköverkoissa.

Sähköjärjestelmän rakenne on isossa muutoksessa. Tähän ovat vaikuttaneet niin energian hinta kuin huoli ympäristöstä. Sähköjärjestelmän rakenne on muuttunut ja energian tuotanto on siirtynyt kohti hajautettua tuotantoa, joka käyttää uusiutuvaa energiaa kuten aurinko- ja tuulivoimaa. Näitä energiamuotoja voi liittää nykyisiin järjestelmiin rakentamalla mikrosähköverkkoja. Mikrosähköverkot koostuvat useista hajautetun sähköntuotannon järjestelmistä, jotka on liitetty yhteen tavalla, joka lisää järjestelmän kapasiteettia ja parantaa sähkönjakelun laatua.

– Suurin haaste hajautetuissa järjestelmissä on tehotasapainon ja stabiiliuden hallinta kysynnän ja tuotannon vaihdellessa. Kun sähköntuotanto on liian niukkaa kysyntään nähden, tulisi vaje täyttää energiavarastojen avulla. Samaten energiaa pitäisi pystyä varastoimaan, jos sitä tuotetaan liikaa, sanoo Palizban.

Hierarkkinen säätö ja akkupohjaiset energiavarastot ovat Palizbanin väitöstutkimuksen mukaan vastaus näihin ongelmiin. Sähkökemialliset energiavarastot eli akut soveltuvat keskeisten ominaisuuksiensa kannalta hyvin useimpiin mikrosähköverkkojen energiavarastoinnin tarpeisiin.

Palizbanin väitöstutkimuksessa tarkastellaan hajautetun energiantuotannon sekä akkupohjaisen energiavarastojärjestelmän hierarkkisen ohjauksen periaatetta ja ehdotetaan uutta hajautetun säätötapaa mikroverkkojen hallintaan.

– Koska jokaisen akun varaustaso on erilainen, ehdotetun säätötavan tavoitteena on varaustasojen tasaaminen akkupohjaisissa energiavarastoissa, sanoo Palizban. 

Akku, jossa on korkein varaustaso, luovuttaa enemmän tehoa verkkoon ja vastaavasti sähköä varastoidessa se varaa vähemmän energiaa kuin muut akut. Vastaavasti akku, jonka varaus on vähäinen luovuttaa verkkoon vähän tehoa ja varaa muita enemmän.

Viime vuosien aikana mikrosähköverkkojen standardisointiin on pyritty eri keinoin. Palizbanin väitöstutkimus ehdottaa IEC/ISO62264-standardeja sovellettaviksi mikrosähköverkkoihin ja energiavarastoihin. IEC/ISO 62264-standardi on hierarkkinen standardi, jossa on viisi eri tasoa, joista jokaiselle on omat määritykset ja tavoitteet. Vastaavat tavoitteet voidaan määritellä myös mikrosähköverkkojen ja energiavarastojen hierarkkiselle säädölle.

Väitöstilaisuus

M.Sc. Omid Palizbanin sähkötekniikan alaan kuuluva väitöskirjatutkimus ”Distributed Control Strategy for Energy Storage Systems in AC Microgrids: Towards a Standard Solution” tarkastetaan perjantaina 16.9.2016 klo 12 auditorio Nississä (Tritonia).

Vastaväittäjänä tilaisuudessa toimii professori Alberto Borghetti (University of Bologna) ja kustoksena  professori Kimmo Kauhaniemi (Vaasan yliopisto).

Palizban, Omid (2016) Distributed Control Strategy for Energy Storage Systems in AC Microgrids: Towards a Standard Solution, Acta Wasaensia 356.

Julkaisun pdf: http://www.uva.fi/materiaali/pdf/isbn_978-952-476-695-1.pdf
Tilaukset: https://verkkokauppa.juvenes.fi/kategoria/318/vaasan-yliopisto

Omid Palizban on syntynyt vuonna 1979 Teheranissa, Iranissa. Hän valmistui diplomi-insinööriksi pääaineenaan sähkötekniikka Malayan yliopioistosta Malesiasta vuonna 2011. Hän aloitti tohtoriopinnot vuonna 2012 Vaasan yliopistossa. Nykyään hän työskentelee projektitutkijana SES-tutkimusryhmässä FESSMI- ja Protect-DG -hankkeissa.