Fra FoU og pilotprosjekter til eqGrid

FoU og pilotprosjekter ligger bak eqGrid og energiScada(TM)

energiScada(TM) og eqGrid bygger på flere års arbeid med Elvia i IDE-programmet, der Elvia hadde to sentrale piloter: OLTC-piloten for automatisk spenningsregulering og FBI-piloten for batteri, booster og svake lavspentnett.

Prosjektene ga praktisk erfaring med spenningskvalitet, tilgjengelig effekt, AMS-data, prediktiv regulering, batteristøtte og drift i svake distribusjonsnett.

Fra IDE-piloter til produkt

OLTC-piloten, FBI-piloten og senere utvikling av en patentert avbruddsfri spenningsvelger danner bakgrunnen for eqGrid som produkt.

Målet er å sikre spenningskvalitet innenfor EN50160/FoL og øke tilgjengelig effekt i eksisterende distribusjonsnett.

eFlow: pågående utprøving med Elvia

eqGrid prøves nå ut sammen med Elvia i prosjektet eFlow, støttet av Enova gjennom programmet Fleksibilitet i energisystemet.

Prosjektet undersøker hvordan spenningskvalitet kan holdes innenfor kravene i distribusjonsnett med begrenset kapasitet og krevende spenningsforhold.

IDE-programmet og Elvias to piloter

IDE står for Intelligent Distribusjon av Elektrisitet. I programmet inngikk flere demonstrasjoner i norske distribusjonsnett. For utviklingen av energiScada og eqGrid er særlig to Elvia-piloter sentrale.

OLTC-piloten

Automatisk spenningsregulering fra nettstasjon ved bruk av OLTC-teknologi, AMS-data, miniDRops, fouScada og Ecotap fra Maschinenfabrik Reinhausen.

Rapportarbeidet er knyttet til Kjell Anders Tutvedt i Elvia, og CIRED-paperet ble forfattet av Kjell Anders Tutvedt, Per Olav Dypvik, Johannes Skivdal, Reidar Tjeldhorn, Håkan Svanberg og Franco Pizzutto.

FBI-piloten

Forbedret batteri og boosterinstallasjon i svake lavspentnett, med erfaringer fra batteristøtte, spenningskvalitet, faseubalanse og samordnet regulering.

FBI-rapporten er forfattet av Thomas Veflingstad i Elvia og Per Dypvik i Energea.

OLTC-piloten: prediktiv spenningsregulering

OLTC-piloten undersøkte hvordan spenningsnivået fra nettstasjon kunne styres mer presist for å øke utnyttelsen av lavspentnettet.

Erfaringen var at rent reaktiv styring ikke var tilstrekkelig. Algoritmene utviklet seg derfor mot maskinlæringsbasert analyse av langvarige mønstre i nettet.

Teknologier og datagrunnlag

ElementRolle
AMS-dataMålegrunnlag for spennings- og lastmønstre
Google BigQueryAnalyse av store datamengder
miniDRopsServer- og analyseplattform
fouScadaLokal regulering og feltkontroll
Ecotap fra Maschinenfabrik ReinhausenOLTC-teknologi for spenningsregulering i nettstasjon

energiScada: fra fouScada og miniDRops

energiScada bygger på erfaringene fra fouScada og miniDRops. fouScada ble utviklet som lokal regulering og kontroll i felt, mens miniDRops ble brukt som server- og analyseplattform for AMS-data, mønstergjenkjenning og koordinering.

I OLTC-piloten styrte energiScada og forløperne til energiScada Ecotap-løsningen fra Maschinenfabrik Reinhausen i praktisk nettdrift.

CIRED 2024

OLTC-arbeidet ble presentert internasjonalt på CIRED 2024 i paperet:

“Operation of on-load tap changer (OLTC) in MV/LV transformer for increased hosting capacity in LV distribution grids”

Paperet kobler Elvia, Energea og Maschinenfabrik Reinhausen til praktisk arbeid med OLTC-regulering, hosting capacity og lavspent distribusjonsnett.

FBI-piloten: batteristøtte i svake nett

FBI-piloten videreførte erfaringene fra OLTC-arbeidet inn i et prosjekt med batteristøtte, boosterteknologi, spenningskvalitet og svake lavspentnett.

Prosjektet ga praktisk erfaring med hvordan batteri, regulering og spenningsstøtte virker sammen i nettområder med begrenset kapasitet og krevende spenningsforhold.

BFS og batterierfaring

FBI-piloten bygget på Energeas tidligere BFS-teknologi, utviklet av Per Dypvik. BFS var et batterisystem utviklet for nettstøtte, spenningsstabilisering og bedre utnyttelse av eksisterende tilførsel.

Boosterteknologien inngår ikke i eqGrid, men erfaringene fra samspillet mellom batteri, booster, regulering og svake nett ble viktige for videreutviklingen.

Tre utviklingsspor som møtes i eqGrid

eqGrid er ikke én lineær videreføring av ett prosjekt. Produktet er resultatet av tre teknologispor som har utviklet seg parallelt og senere konvergert.

1. energiScada

Regulerings- og kontrollarkitektur utviklet fra fouScada, miniDRops, AMS-data, OLTC-styring og praktisk erfaring fra Elvia-prosjektene.

2. BFS og batterierfaring

Operativ erfaring med batteristøtte, spenningsstabilisering og svake nett fra Energeas BFS-teknologi og FBI-piloten.

3. Patentert spenningsvelger

Proprietær teknologi for avbruddsfri spenningsregulering med standard transformatorarkitektur, utviklet parallelt med erfaringene fra prosjektene.

Patentert spenningsvelger for standard transformator

Parallelt med erfaringene fra OLTC- og FBI-pilotene ble det utviklet en patentert avbruddsfri spenningsvelger. Oppfinner er Per Dypvik, og patentet eies av Ing. Dypvik AS, eierselskapet til eqGrid.

Teknologien gjør det mulig å bruke standard transformatorarkitektur med kontinuerlig spenningsvalg og redusert spenningsforstyrrelse.

Fra booster til standard transformator

I eqGrid erstatter den patenterte spenningsvelgeren behovet for booster som sentral spenningsregulerende komponent.

  • Standard transformator fra Noratel
  • Patentert avbruddsfri spenningsvelger
  • Batteristøtte
  • energiScada-regulering

Topologiuavhengig arkitektur

eqGrid er utviklet for å redusere avhengigheten av ekstern nettopologi.

På inngangen kan systemet tilpasses IT- eller TT-nett. Internt etableres et TN-basert miljø for batteri, regulering og kraftutstyr. På utgangen transformeres energien tilbake til aktuell nettopologi.

Hvorfor dette er viktig

  • Standardisert intern regulering
  • Bedre utnyttelse av TN-basert kraftutstyr
  • Enklere batteriintegrasjon
  • Mindre avhengighet av lokal nettopologi
  • Økt fleksibilitet ved installasjon

Hva eqGrid løser

Teknologien er utviklet for to hovedformål: å sikre spenningskvalitet og å øke tilgjengelig effekt i eksisterende nett.

Sikre spenningskvalitet

eqGrid bidrar til å bringe og holde spenningskvaliteten innenfor kravene i EN50160 og FoL.

  • Spenningsnivå
  • Spenningsvariasjoner
  • Faseubalanse
  • Raske spenningsendringer
  • Flicker og stabilitet i svake nett

Øke tilgjengelig effekt

eqGrid skal bidra til å øke tilgjengelig effekt i eksisterende tilførsel fra strømnettet.

  • Bedre utnyttelse av eksisterende nett
  • Økt hosting capacity
  • Bedre grunnlag for elektrifisering
  • Utsatt eller redusert behov for nettforsterkning

Fra demonstrasjon til produkt

Prosjektene med Elvia ga grunnlaget for både energiScada og eqGrid.

energiScada representerer regulerings- og intelligenslaget. eqGrid representerer den fysiske nettstøtteenheten med transformator, spenningsvelger, batteristøtte og topologiuavhengig arkitektur.

Konklusjon

Sammen gir energiScada og eqGrid en plattform for distribusjonsnett der målet er enkelt: å sikre spenningskvalitet og øke tilgjengelig effekt i eksisterende nett.

Dette er bakgrunnen for eqGrid som produkt: praktisk nettutvikling, operative erfaringer og teknologier som har vokst frem gjennom reelle distribusjonsnettprosjekter.