Smarta hemmet med elbil och solceller i elnätsperspektiv

Prognoser förutspår en kraftig ökning av elbilar och solpaneler hos hushållen inom de närmsta 15 åren vilket kan leda till problem i elnäten. Nätägaren Tekniska verken i Linköping arbetar för att spänningsvariationer över 10% inte ska ske. Traditionellt löses problemet genom att gräva ner grövre kablar i marken, då detta är väldigt dyrt ska alternativa lösningar på problemet undersökas. Bland annat vill man undersöka hur följande prismodeller för kunden skulle kunna påverka situationen.

Projektet är en del av kursen TSRT10 - Reglerteknisk projektkurs, CDIO där man arbetar efter projektstyrningsmodellen LIPS. Dokument som ingår i projektmodellen finns under fliken "Dokumentation" högst upp på sidan. Där hittar man bland annat kravspecifikation samt teknisk rapport som mer ingående beskriver problem och resultat.

Målet med gränssnitttet var att bygga en användarvänlig representation av alla funktioner samlat på ett och samma ställe som personer med viss bakgrund inom ämnet skulle kunna använda sig av.

Gränsnittet är byggt i Matlab där man kan anropa alla funktioner samt relativt enkelt implementera nya optimeringsfunktioner för att underlätta framtida vidareutvecklingar. Både optimeringar och simuleringar av olika elnät med modifierbara hushåll gällande elbilar och solpaneler går att utföra.

Med data för hushållens elförbrukning samt prognoser för antal elbilar och solpaneler optimerades användandet av batterilager med avseende på de två konstnadmodellerna för att generera ny förbrukningsdata. Sedan simulerades ett komplett lågspänningsnät kopplat till en nätstation i ett villaområde för att undersöka hur detta skulle påverka spänningsvariationerna.

Beskrivning av graferna nedan

1. Visar tendenser till att spänningsvariationerna går utanför de tillåtna gränserna med prognostiserad utveckling av elbilar och solpaneler år 2029 utan åtgärder
2. Visar hur spänningen varierar när hushållen optimerar sin förbrukning baserat på nuvarande kostnadsmodellen
3. Visar hur spänningen varierar när hushållen optimerar sin förbrukning baserat på kostnadsmodellen som straffar effekttoppar

Som graferna visar skulle optimering av hushållens förbrukning leda till viss förbättring gällande spänningsnivåerna i nätet.