Uudet mallit ja uusi mittausmenetelmä helpottavat uusiutuvien energianlähteiden liittämistä sähköverkkoon
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
Ihmisen ja tekoälyn välinen yhteistyö parantaa autonomisten työkoneiden turvallisuutta24.4.2024 10:47:20 EEST | Tiedote
Tampereen yliopiston väitöskirjatutkija Marea De Koning kehittää autonomisten liikkuvien työkoneiden mukautuvia turvallisuusjärjestelmiä teollisuuden tarpeisiin. Tutkimus on paljastanut vakavia puutteita turvallisuuslakien noudattamisessa, kun käytetään tekoälyn ohjaamia liikkuvia työkoneita.
Uusi professuuri edistää kaupunkien elinvoimaisuudelle tärkeää elämystaloutta24.4.2024 09:00:00 EEST | Tiedote
Tampereen yliopisto perustaa strategisessa yhteistyössä Tampereen kaupungin kanssa elämystalouden työelämäprofessuurin. Elämystalouden professuuriin kytkeytyy tutkimus- ja koulutuskokonaisuus, jonka avulla luodaan uutta ymmärrystä elämystalouden ekosysteemeistä ja kehitetään osaamista elinkeinoelämän ja julkisten organisaatioiden tarpeisiin.
Tampereen yliopistossa kehitetään syöpään uudenlaisia täsmälääkkeitä, jotka kohdistuvat RNA:n rakenteeseen22.4.2024 11:15:00 EEST | Tiedote
Tenure track -professori Minna-Liisa Änkö johtaa uutta hanketta, jossa tutkitaan solujen RNA:n laskostumiseen vaikuttavia tekijöitä paksusuolen syövässä. Tavoitteena on selvittää, voivatko syöpäsoluille tyypilliset RNA-rakenteet toimia perustana uusille kohdennetuille syöpähoidoille. Jane ja Aatos Erkon säätiö myönsi hankkeelle 932 000 euron rahoituksen.
Väitös: Sydänsähkökäyrän avulla voidaan arvioida pallolaajennuksella hoidetun sydäninfarktipotilaan ennustetta17.4.2024 08:20:00 EEST | Tiedote
Lääketieteen lisensiaatti Joonas Leivo selvitti väitöstutkimuksessaan, miten sydänsähkökäyrästä eli EKG:stä nähtäviä muutoksia voi käyttää sydäninfarktipotilaan ennusteen arvioinnissa. Lisäksi hän tutki, hyötyvätkö potilaat, joilla on korkean riskin muutos, rutiininomaisesta trombi-imusta pallolaajennuksen yhteydessä.
Väitös: Toksikogenomiikka mahdollistaa turvallisemmat kemikaalit ilman eläinkokeita16.4.2024 08:45:00 EEST | Tiedote
Elämme jatkuvasti kasvavan kemikaalimäärän ympäröimänä. FM Laura Saarimäki tarttui tilanteen luomaan haasteeseen ja paneutui väitöstutkimuksessaan kemikaalien turvallisuusarviointiin. Hän selvitti, kuinka toksikogenomiikkaa voitaisiin hyödyntää kemikaalien terveyshaittojen perusteellisessa selvittämisessä ilman perinteisiä eläinkokeita. Tämä luo reitin kohti nopeampaa ja kestävämpää kemikaalien turvallisuusarviontia.
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