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
Vuorineuvos Paavo V. Suomisen rahasto palkitsee pitkän matematiikan laudaturit29.5.2026 15:29:27 EEST | Tiedote
Stipendin saa yhteensä 96 ylioppilasta Tampereen kaupunkiseudun lukioista. Vuorineuvos Paavo V. Suomisen rahasto kuuluu Tampereen teknillisen yliopiston tukisäätiön rahastoihin.
Kaupunkilaiset ideoivat arjen kestävyyttä: pian voi hakea yhteisöavustusta paikallisiin kokeiluihin ja ratkaisuihin27.5.2026 13:19:37 EEST | Tiedote
Urban Prosumers -hanke kutsuu Tampereen seudun yhteisöt ja asukkaat mukaan kehittämään arjen ratkaisuja kestävyyshaasteisiin. Hanke jakaa yhteisöavustusta yhteisöjen ja asukkaiden itsensä toteuttamiin paikallisiin kokeiluihin ja ratkaisuihin, jotka liittyvät ilmastokestävään liikkumiseen, energiaan ja ruokaan.
Hajanainen energiapolitiikka hidastaa kaupunkien päästöjen vähentämistä25.5.2026 13:08:19 EEST | Tiedote
Väitöstutkimuksen mukaan energiatehokkuustavoitteita tulisi tarkastella yksittäisten rakennusten sijaan kaupunkienergiajärjestelmän tasolla. Tutkimus osoitti, että jos kiinteistökohtaiset lämpöpumput yleistyvät kaukolämmön kustannuksella, hyötyjen lisäksi tästä seuraa myös merkittäviä haittoja.
Idmanin säätiö lahjoittaa Tampereen yliopistolle miljoona euroa vuosittain21.5.2026 14:10:00 EEST | Tiedote
Idmanin säätiö lahjoittaa Tampereen yliopistolle noin miljoona euroa vuodessa uusien apurahojen rahoittamiseen. Tavoitteena on vahvistaa kansainvälisten opiskelijoiden työllistymistä ja kiinnittymistä Suomeen sekä lisätä perustutkinto-opiskelijoiden mahdollisuuksia hankkia osaamista ulkomaisista huippuyliopistoista.
Tutkimus teki näkyväksi lasten tavat surra21.5.2026 09:18:42 EEST | Tiedote
Lasten ja nuorten suru on monimuotoista ja sosiaalista. Äskettäin päättynyt akatemiatutkijahanke avaa uuden näkökulman sosiaalityön tutkimukseen ja käytäntöihin. Tutkijat toivovat, että ammattilaiset pysähtyisivät lapsen kokemuksen äärelle ja tunnistaisivat tunteita, jotka eivät aina näy päällepäin.
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
