Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Indikatorer för bedömning av effektiv elnätsdrift
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Mathematics and Mathematical Statistics.
2016 (Swedish)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Indicators for assessing efficient power grid utilization (English)
Abstract [en]

This Master thesis has been performed at the department Technical analysis at the Swedish Energy Markets Inspectorate (Ei). The thesis intends to explore possible indicators for assessing efficient power grid utilization.

Today there are two different types of efficiency incentives in the Swedish regulation of grid companies and these are a demand on streamlining current operating costs and an incentive scheme for an efficient grid utilization. To quantify to what extent the grid is utilized efficiently two indicators, a load factor and network losses, are used in an incentive scheme too incentivize an efficient grid utilization.  This thesis has been limited to examining other possible indicators for quantifying to what extent the grid is utilized efficiently and the analysis has been limited to an evaluation of indicators that treats load in the interconnection points between grid companies. The used load factor has also been further analysed and two possible changes to the load factor are suggested.

To analyse the indicators that treats load in the interconnection points between grid companies a simulation model has been created. A previously developed test network has stood as model for the customer mix and load patterns used in this developed model.  During this work, data from a medium-sized Swedish grid company has also been analysed. To do this, a syntax has been created which enables a further analysis of data from other companies if it is to be collected in the future. The created model treats three different scenarios and their impact on the analysed indicators. The scenarios are about demand response, an increased proportion of solar cells in the network as well as an increased amount of electric cars and their resulting load from home charging. The resulting model has been implemented in Matlab.

The results mainly show that a weighted average in relation to the amount of energy transmitted for the load factor can provide a greater signal as to what the indicator mainly aims to incentivize, i.e. to even out the load during times of high load.  At least this is what is the most important with today’s conditions for Swedish networks. The results also give an indication as to how the analysed indicators can change depending on the analysed scenarios, but an analysis on more networks is recommended since the results may differ for different networks. For the performed analysis the most important thing to consider is that an increase in solar power in a network may have a negative impact on the indicators, which should be taken into consideration when using the analysed indicators in a regulation for efficient utilization.

The recommendation I would like to give to Ei, based on the results, is to consider a weighted average for the load factor to further incentivize an even load at days with a higher load more than less congested days. If all days are to be considered as equally important to even out the load in the interconnection points, I would like to recommend to accounting for the distribution of the daily values that are used in calculating the load factor by using for example percentiles. Ei is also recommended to collect data from more Swedish grid companies to further investigate possible changes to the analysed indicators for the analysed scenarios. For future investigation I would also recommend an analysis of indicators that does not treat load in the interconnection points, if these are of interest in relation to the definition used for what can be considered an effective utilization of the power grid in Sweden.

Abstract [sv]

Detta examensarbete är utfört på avdelningen Teknisk analys på Energimarknadsinspektionen (Ei). Examensarbetet har för avsikt att undersöka möjliga indikatorer för bedömning av effektiv elnätsdrift.

I dagsläget finns två olika typer effektivitetsincitament inom den svenska regleringen av elnätsföretag och dessa är krav på effektivisering gällande löpande påverkbara kostnader samt krav på ett effektivt utnyttjande av elnätet. För att kvantifiera hur effektivt elnätet utnyttjas används i dagsläget en indikator för lastutjämning, lastfaktorn, samt andelen nätförluster i förhållande till mängden överförd energi. Detta examensarbete har avgränsats till att undersöka fler möjliga indikatorer för att kvantifiera effektiv nätdrift och analysen har avgränsats till att behandla indikatorer för belastning i gränspunkt. Under arbetet har även den använda lastfaktorn analyserats och förslag på förändringar till denna har tagits fram.

För att analysera indikatorer för belastning i gränspunkt har en simuleringsmodell skapats, där ett tidigare framtaget testnät har stått som modell för den kundsammansättning och de belastningsmönster som finns i modellen. Under arbetet har även data för år 2015 från ett medelstort svenskt elnätsföretag analyserats. För detta arbete har det skapats ett syntax där analys av flera elnäts data kan analyseras om detta vid senare tillfälle skulle samlas in. I den skapade modellen har tre scenarion analyserats för att se deras inverkan på värdet hos analyserade indikatorer. De tre scenarierna behandlar demand response, en ökad andel solceller i nätet samt en ökad mängd hemmaladdning till följd av en ökad mängd elbilar. Den framtagna modellen har implementerats i Matlab.

Resultatet för det genomförda arbetet visar främst att ett viktat årsmedelvärde i förhållande till mängden överförd energi för lastfaktorn kan ge starkare styrsignaler för att jämna ut belastning de dagar som har en större mängd överförd energi, vilket i dagsläget har större fördelar än utjämning av lägre belastade dagar. Resultatet visar även på en möjlig förändring av de analyserade indikatorerna vid de analyserade scenarierna, men fler analyser på andra nät rekommenderas då resultatet kan skilja beroende på vilket nät som avses. För de analyser som genomförts påvisas främst att en ökad mängd solceller bör tas i beaktning vid användande av de analyserade indikatorerna.

Den rekommendation jag ger Ei, baserat på det framkomna resultatet, är att överväga ett viktat medelvärde för att ge ytterligare styrsignaler att jämna ut högre belastade dagar mer än lägre belastade dagar. Om alla dagar fortsättningsvis skall anses lika viktiga att jämna ut rekommenderar jag att ta hänsyn till fördelningen hos de dygnsvärden som används vid beräkningen av lastfaktorn genom att se till exempelvis percentiler. Ei rekommenderas även att samla in data från fler svenska elnätsföretag för att undersöka möjliga förändringar för indikatorerna för de analyserade scenarierna. För kommande utredningsarbeten rekommenderas även att analysera indikatorer som inte berör belastning i gränspunkt, om dessa skulle vara relevanta utefter den definition som används för vad som anses med ett effektivt utnyttjande.

Place, publisher, year, edition, pages
2016.
National Category
Mathematics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-122751OAI: oai:DiVA.org:umu-122751DiVA: diva2:941031
External cooperation
Energimarknadsinspektionen
Educational program
Master of Science in Engineering and Management
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-06-22 Created: 2016-06-21 Last updated: 2016-06-22Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2145 kB)158 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2145 kBChecksum SHA-512
e8dac4cea2dca5925ebac56dbdded7c0f49a492dce32893b39dbebbb13a5cf7f6666caa3ea028b00ec85b0817be8538ba2d1b4f7502a51f9e27a97c99dcbbbf0
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Mathematics and Mathematical Statistics
Mathematics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 158 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 843 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf