Analysis and compensation of reactive power in the powergrid of Umeå Energy AB

Arbetet har sin bakgrund i att Umeå Energi har noterat en högre inmatning av reaktiv effekt mot överliggande nät. Att ett elnäts karaktär går mot att bli mer kapacitivt är en vanlig tendens idag då olika förändringar som görs i näten orsakar detta. En viktig bidragande orsak är kablifiering och spänningshöjning. I arbetet utförs en analys av reaktiv effekt i det lokala elnätet på fördelningsstationsnivå. Här märks att det reaktiva effektuttaget ofta minskar under sommarhalvåret, och i vissa fall blir nettobidraget för en station kapacitivt. Detta gäller främst för landsbygd. Totalt mot överliggande nät finns en inmatning på uppemot 25-30 MVAr som det i dagsläget inte finns utrustning installerad för att kunna kompensera. Beräkningar på kabelnätet på 45 kV och 145 kV-nivå har visat att framtida kablifiering och spänningshöjning kommer att bidra med ytterligare 17 MVAr inmatning av reaktiv effekt. Alternativa metoder för att minska överskottet av reaktiv effekt undersöks, vilka eventuellt kan användas till viss del, men slutsatsen är att kompenseringsutrustning i form av reaktorer behöver installeras om inmatningen av reaktiv effekt mot överliggande nät ska kunna kompenseras. Rimliga teknikval för kompensering är att antingen installera fasta reaktorer vilka kan kombineras till olika nivåer av kompensering, alternativt att en reglerbar reaktor, förslagsvis av typen variabel shuntreaktor (VSR) installeras. I arbetet redovisas även de krav kring reaktiv effekt som ställs upp i två av EUs nya nätföreskrifter och som eventuellt kan påverka Umeå Energis elnät.This project has its background in the fact that Umeå Energy has observed a higher amount of capacitive reactive power that is directed upwards in the power grid. It is a common tendency that the character of a power grid is becoming more capacitive, due to certain changes that are made in the grid. Important contributory causes are an increase of the amount of cable and an increase of the voltage level. An analysis is made of the flow of reactive power in the local power grid. A main conclusion is that the reactive power consumption on substation level in many cases is decreasing in the summer season, and in some cases the net contribution is capacitive. During the critical time of year there is an contribution of capacitive reactive power to the superior grid of up to 30 MVAr, with a lack of compensation equipment in the local grid. Calculations on planned cables in the grid on 45 kV and 145 kV level indicate on a future contribution of reactive power of about 17 MVAr. Allready existing components in the local grid that can contribute to compensation of the excess of reactive power are mentioned, but the conclusion is that new equipment for compensation needs to be installed to be able to decrease the contribution to the superior grid. Suitable choices of equipment are either reactors with fixed amounts of MVAr, which can be combined to different levels of compensation, or alternatively one reactor which has a variable amount of MVAr, a so called VSR (Variable Shunt Reactor). The requirements concerning reactive power in two of the new grid codes on EU level are examined. Theese can possibly affect the power grid of Umeå Energy