Uudet mallit ja uusi mittausmenetelmä helpottavat uusiutuvien energianlähteiden liittämistä sähköverkkoon
15.9.2021 13:00:00 EEST | Tampereen yliopisto | Tiedote
Jotta hiilidioksidipäästöjä saadaan vähennettyä, energiantuotannossa on siirryttävä uusiutuviin energialähteisiin. Monet uusiutuviin energialähteisiin perustuvat generaattorit tuottavat sähköä, jota ei voida syöttää sellaisenaan vaihtosähköverkkoon. Esimerkiksi aurinkopaneelien ja sähköverkon väliin kytketty aurinkovaihtosuuntaaja säätää tasavirtaa tuottavien aurinkopaneelien tehoa ja syöttää tuotetun tehon vaihtovirtana sähköverkkoon.
– Verkkoon kytkettyjen vaihtosuuntaajien määrän kasvaessa laitteiden välinen vuorovaikutus voi johtaa sähköjärjestelmän epästabiiliuteen. Ongelma voidaan kuitenkin välttää suunnittelu- ja käyttöönottovaiheissa säätösuunnittelulla, joka perustuu mallintamiseen sekä taajuustason mittauksiin sähköverkosta ja laitteista, Matias Berg sanoo.
Perinteinen vaihtosuuntaajien säätösuunnittelu perustuu lineaarisiin malleihin ja oletukseen järjestelmän riittävästä lineaarisuudesta toimintapisteessä. Yleisesti järjestelmä tulee mallintaa ja mitata oikeassa toimintapisteessä, mutta tyhjäkäynnissä, jossa vaihtosuuntaaja ei syötä tehoa, vaihtosuuntaaja muuttuu merkittävästi epälineaariseksi. Epälineaarisuus näkyy vaimennuksena, joka voi poistaa vaihtosuuntaajan suotimen resonanssista huipun, joka on normaalisti potentiaalinen epästabiiliuden aiheuttaja. Mittaus voikin antaa ylioptimistisen kuvan vaihtosuuntaajaan stabiiliusvaroista, ja tyhjäkäynnissä tehty mittaus ei vastaa perinteistä lineaarista mallia. Berg kehitti väitöstutkimuksessaan taajuustason mallin vaihtosuuntaajaan epälineaariselle käyttäytymiselle tyhjäkäynnissä.
– Vastaan tutkimuksessani myös kysymykseen, miten kolmivaiheisen sähköverkon paikallinen dynamiikka voidaan mitata nopeasti ja tarkasti käyttäen vaihtosuuntaajaa. Kolmivaiheisen sähköverkon mittaamiseen haasteellisuutta tuo laajasti käytetyn synkronisen koordinaatiston kanavat, joiden välillä on ristikkäisvaikutus. Käyttämäni mittausmenetelmä perustuu mittauksessa käytettyjen laajakaistaherätesignaalien ominaisuuksien hyödyntämiseen mittausdatan jälkiprosessoinnissa, Berg kertoo.
– Kehitetyillä malleilla ja menetelmillä voidaan ymmärtää ja ehkäistä uusiutuvaa energiaa prosessoivien vaihtosuuntaajien ja kuluttajien sähkölaitteiden välisiä haitallisia vuorovaikutuksia, mikä mahdollistaa sähköverkkoon syötettävän uusiutuvan energian määrän lisäämisen, Berg jatkaa.
Diplomi-insinööri Matias Bergin sähkötekniikan alaan kuuluva väitöskirja Deadtime Effect and Impedance Coupling in Dynamic Analysis of Grid-Connected Inverters tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnassa 24.9.2021 klo 12.00 Hervannan kampuksella, Sähkötalon salissa S4, (Korkeakoulunkatu 3, Tampere). Vastaväittäjänä toimii Associate Professor Pasi Peltoniemi LUT-yliopistosta. Kustoksena toimii Assistant Professor Tomi Roinila.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Matias Berg
050 324 1110
matias.berg@tuni.fi
Linkit
Tietoja julkaisijasta
Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 21 000 opiskelijaa ja henkilöstöä lähes 4 000.
Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto
Syvätason uskomuksilla on väliä – kasvun ajattelutavasta apua opettajien ja oppilaiden tukemiseen19.5.2026 08:30:00 EEST | Tiedote
Väitöstutkimuksen mukaan opettajaopiskelijat, joilla oli vahvempi kasvun ajattelutapa, sitoutuivat enemmän yhdenvertaisuuteen ja suhtautuivat innostuneemmin moninaisten ryhmien opettamiseen.
Uusi MilVerse4MDO-tutkimushanke kehittää Suomen puolustusekosysteemiä – ratkaisuja moderniin sodankäyntiin18.5.2026 14:33:30 EEST | Tiedote
MilVerse4MDO-projektin tavoitteena on kehittää uusia ratkaisuja modernin sodankäynnin tarpeisiin. Kolmivuotisen Business Finland -rahoitteisen tutkimus- ja kehityshankkeen budjetti on yli 13 miljoonaa euroa.
Asiantuntijoita kuormittavat digitaalisen vuorovaikutuksen suuri määrä ja heikko laatu – työhyvinvointia edistävät selkeät käytännöt18.5.2026 09:30:00 EEST | Tiedote
Väitöstutkimuksen mukaan asiantuntijatyön digitaalisesta vuorovaikutuksesta johtuvaa kuormitusta ei voida keventää pelkästään viestinnän määrää vähentämällä. Työhyvinvointia lisäävät esimerkiksi organisaation tuki, selkeät viestintäkäytännöt ja vuorovaikutuksen laadun kehittäminen.
3D‑tulostettu implantti voi mullistaa luuvaurioiden hoidon18.5.2026 07:30:00 EEST | Tiedote
Tampereen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uraauurtavan 3D‑tulostetun keraamisen implanttimateriaalin, joka jäljittelee erittäin tarkasti ihmisen luonnollista luuta. Uusi teknologia vauhdittaa luukudoksen uusiutumista tukevien yksilöllisten menetelmien kehittämistä ja voi edistää luuvaurioiden tehokkaampaa ja paremmin saatavilla olevaa hoitoa.
Voiko aivoverenvuodon ennustaa etukäteen? – Kehitteillä keino estää äkillisiä kuolemia11.5.2026 09:40:00 EEST | Tiedote
Kaikkia aneurysmia ei pitäisi leikata ja osa pitäisi hoitaa ajoissa. Mutta mistä tietää, kumpi ratkaisu on kussakin tilanteessa oikea? Tekoäly voi auttaa tekemään päätöksen ja välttämään turhat leikkaukset.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme
