Elvia gjennomfører prosjektet med støtte fra Enova. Bruken av eqGrid har allerede gitt viktige måledata for hvordan kraftelektronikk og batterilagring fungerer i praktisk nettdrift. Resultatene fra installasjonen i Råde viser at hybridsystemet eqGrid, med en liten «LV OLTC»-enhet sammen med et batterisystem, gir en dokumentert forbedring av spenningskvaliteten i krevende IT-nett, og at enheten kan settes i drift med minimal tidsbruk i felt sammenliknet med tradisjonell nettforsterkning.
Økt innslag av asymmetriske laster og uregulert solkraftproduksjon setter spenningskvaliteten i lavspenningsnettet under press.
Flere kunder lader elbil enfaset, og solcelleanlegg produserer strøm uregulert. Begge deler gjør det vanskeligere å holde god spenningskvalitet i lavspenningsnettet. Nettselskapene opplever derfor oftere spenningsavvik, flimmer og ubalanserte fasespenninger. Dette må håndteres i tråd med kravene i Forskrift om leveringskvalitet i kraftsystemet (FoL). Tradisjonelle tiltak, som å bytte kabel eller bygge nye transformatorstasjoner, krever store investeringer og tar lang tid.
Elvia gjennomfører derfor pilotprosjektet «eFlow og OLTC», med støtte fra Enova gjennom programmet «Fleksibilitet i energisystemet». Målet er å finne løsninger som er mer fleksible og samfunnsøkonomisk lønnsomme. Løsningen bygger på ti års utviklingsarbeid hos teknologiselskapet Energea — mye av det i tett samarbeid med Elvia. Siden starten i 2014 har utviklingen skjedd i strategisk og teknisk samarbeid med den sveitsiske kraftelektronikk-pioneren Studer Innotec.
Elvia installerte et eqGrid-hybridsystem i et svakt nettsegment i Råde kommune, for å teste løsningen i reell drift. Nettet er et 230V IT-nett — en nettopologi som er vanlig i Norge, men spesielt sårbar for spenningsfall og faseubalanse i lange radialer med lav kortslutningsytelse.
Piloten demonstrerte en strømlinjeformet prosess fra produksjon til ferdig drift under ledelse av Elvias prosjektleder Kjell Anders Tutvedt:
Selve systemet ble bygget, konfigurert og kvalitetstestet i kontrollerte omgivelser hos tavleprodusenten Stevid Elektro. Dette minimerte risikoen for tekniske feil under montasje ute i felt.
Før levering klargjorde en lokal entreprenør installasjonsstedet for Elvia. En kort kabelgrøft ble gravd for tilkobling til mast, og lokal jording ble lagt. Deretter ble en prefabrikert sementplate med gjennomføring for kabel og ferdige fester for skap, plassert på et lag med komprimert pukk.
SpedTrans fraktet det ferdigtestede systemet til Råde, der Elvias feilretter Tommy Olsen og Jan Holth ventet klare til installasjon. Kranbilen løftet modulen på plass på sementplaten, og kablene ble koblet til.
Systemet Elvia satte i drift i Råde bruker avansert kraftelektronikk og inverterteknologi fra Studer Innotec. Kjernen i løsningen er to reguleringsmekanismer som jobber sammen.
En avbruddsfri trinnkobler håndterer de langsomme spenningsvariasjonene (§ 3-3) ved å justere basisspenningen basert på trender i døgnlasten. Trinnskiftene skjer typisk noen få ganger i døgnet og avlaster batteriet.
Styringssystemet overvåker installasjonen og gir brukere tilgang til analyse og visualisering i sanntid. Hovedfunksjonen er å styre trinnkobleren og parameterne i kraftelektronikken slik at systemet forbedrer spenningskvaliteten best mulig.
Det hurtigvirkende batterisystemet glatter ut endringene i spenning ved å injisere eller absorbere strøm. Dette skjer nær momentant, og raskt nok til å dempe raske spenningsvariasjoner (§ 3-4) og flimmer (§ 3-5).
Piloten i Råde har undersøkt spesielt hvor godt systemet utjevner skjevlast mellom fasene (spenningsusymmetri, § 3-6). I et IT-nett gir skjevlast store spenningstap og forskyver nullpunktet. Det øker de tekniske tapene (I²R) og reduserer hvor mye effekt nettet kan overføre.
Studer Innotecs kraftelektronikk flytter aktiv effekt mellom fasene i sanntid, slik at belastningen fordeles jevnt. Målingene fra Elvias nett bekrefter at dette reduserer toppstrømmen i den mest belastede fasen. Resultatet er mindre belastning på transformatorstasjonen oppstrøms og frigjort kapasitet i det eksisterende kabelnettet – med lite behov for batteriet.
Magnetiske spenningsboostere er et vanlig alternativ for spenningsstøtte i distribusjonsnett. Utfordringen er at disse regulerer ved hjelp av magnetisk metning, som skaper ulineære strømmer. Dette kan gi overharmoniske spenninger og øke den totale harmoniske forvrengningen (THD) — noe som er strengt regulert i FoL § 3-7.
Erfaringene fra Råde og «eFlow og OLTC»-prosjektet viser at avbruddsfri trinnkobling kombinert med hurtigvirkende kraftelektronikk oppfyller FoLs krav til leveringskvalitet, selv i utfordrende IT-nett.
Elvia har, sammen med Energea og Studer Innotec, utviklet et effektivt verktøy for dynamisk spenningsstøtte og fasebalansering gjennom mange års samarbeid. Den korte installasjonstiden og det minimale inngrepet i terrenget i Råde viser resultatet i praksis. Teknologien gir nettselskaper mulighet til å utsette eller erstatte tradisjonelle, tidkrevende nettinvesteringer i områder med kapasitetsutfordringer.
