Utveckling och implementering av styrlogik för ett hybridkraftsystem i ö-drift - Development and implementation of a control strategy for islanded operation of a hybrid power system

Abstract

Syftet med detta arbete är att bidra till utvecklingen av ett robust elnät genom att utveckla och utvärdera ett styrsystem för ett hybridkraftsystem i ö-drift med ett vindkraftverk, solceller och ett batteri, med Chalmers vindkraftsanläggning som utgångspunkt. Detta har gjorts genom utveckling av en simuleringsmodell vars styrlogik sedan implementerats på anläggningen för att möjliggöra styrning av ö-drift. Styrningen har inte testats på ett batteri. Istället har det allmänna elnätet använts som ett simulerat batteri. Effektförbrukningen för en villa i Göteborg har sammanställts till tre lastprofiler med olika karaktäristik. Lastprofilerna har använts vid utvärdering av styrmodellen genom sex mätningar vid vindkraftsanläggningen. Resultaten visar att simuleringsmodellen stämmer väl överens med uppmätta värden vid anläggningen och att styrningen fungerar som avsett. En identifiering av framtida utvecklingspunkter presenteras även i arbetet, såsom implementeringen av ett batteri på anläggningen. Rapporten visar att styrningen är applicerbar på anläggningen och kan anpassas till andra liknande hybridkraftsystem, vilket är ett steg mot utvecklingen av ö-drift och ett resilient och robust elnät.

The purpose of this study is to contribute to the development of a robust power grid by developing and evaluating a control system for a hybrid power system in island mode with a wind turbine, solar cells, and a battery, using Chalmers wind power plant as a basis. This has been achieved through the development of a simulation model, whose control functions were subsequently implemented at the faciliy to enable islanded operation. The control system was not tested using a battery. Instead, the main grid was used as a simulated battery. Power consumption data for a house in Gothenburg was compiled into three load profiles with distinct characteristics. The control system was evaluated using the load profiles in six tests at the wind power plant. Results show that the simulation model aligns with measuerd data from the facility and that the control system operates as intended. Furthermore, the study identifies several areas of future development, such as the implementation of a battery at Chalmers wind power plant. The study shows that the control is applicable to the facility and can be adapted to other similar hybrid power systems, marking a step towards the advancement of islanded operation and a resilient and robust power grid.