Eftersom det finns restriktioner angående vilken information tillverkare av laddningsstationer kan dela med sig av så analyseras inte strömövertoner från simulering ett, då det skulle gå att härleda laddningsstationens egna strömspektrum från dessa. I standarderna definieras inte heller vad som räknas som för höga strömövertoner, vilket betyder att simulering 3 inte kan utföras med hänsyn på strömövertoner. Alltså kommer enbart simulering 2 att utföras. Mätvärdena från simuleringen kommer från tre punkter som är markerade i nedanstående figur.
23
Simulering 2
Nedanstående figur visar resultatet för simulering av strömspektret. Figur 22 visa tonerna 2 till 50 (dvs överton 1 till 49). Värdet för dessa toner visas i Ampere istället för procent som det gjordes vid spänningsövertoner.
25
5 Analys och diskussion
Utifrån det utförda arbetet går det att dra slutsatsen att installationen av laddningsstationerna till en början kommer att kunna utföras utan större förhinder. I dagsläget planeras det att enbart att installera en eller eventuellt två laddningsstationer för att testa de batteridrivna fordonen. Arbetet visar att dessa kommer att ge en liten inverkan på elkvaliteten, men att denna inverkan är så pass liten att den inte kommer att orsaka några större problem med elkvaliten. Arbetet visar däremot att det finns en övre gräns på ungefär 17 laddare vid samma ställverk innan nätet börjar få problem med övertonsstörningar.
I arbetet gjordes valet att fokusera på övertonsstörningar. Detta val gjordes eftersom det ansågs vara en lämplig parameter för elkvalitet. Ett alternativ hade varit att analysera förändringar i spänningsnivån. Enligare ett tidigare examensarbete visar det sig att spänningsnivån kan påverkas av batteriladdare [16]. Anledningen till att spänningsnivåerna inte analyserades i detta arbete är för att det i norra Sverige produceras mer el än vad som förbrukas. Detta gör att elnätet blir mer resistent mot spänningssänkningar orsakade av en hög förbrukning.
Resultaten visade att några övertoner var starkare än andra. Dessa var övertonerna nummer 11, 13, 23,25,35,37,47 och 49. Dessa övertoner är karakteristiska för 12-pulslikriktare. Den största övertonen i simuleringarna ligger på 0,64% vilket är långt under gränsen på 3,5% som ställs på denna överton.
Det som däremot kan vara mer intressant är att övertonerna som genererades av laddarna inte sammanfaller med de övertoner som producerades vid normala förhållanden. Alltså kommer det gå att avläsa när problem från batterierna uppstår genom att kolla på exempelvis tonerna 11 och 13..
Störningarna från laddarna har en korrelationskoefficient på 0,69 till övertonsstörningarna som uppstod vid CA1 den 27/9-17 mellan kl 2:00 och 4:00. 0,69 ses som ett ganska starkt samband. Alltså skulle en analys av övertonsstörningen från den 29/9 2017 kunna ge fler svar på hur övertonsstörningar från laddarna kommer påverka elnätet.
27
6 Slutsatser
Arbetet har gett en första inblick i ett förhoppningsvis fortsatt elkvalitetsarbete. Det har visat att installationen av en eller två batteriladdare inte kommer att orsaka några större problem med elkvaliteten. Däremot kommer det att kunna orsaka problem när flera batteriladdare installeras. I dagsläget använder sig LKAB av filter som kan anslutas till elektrisk utrustning för att filtrera bort övertonsstörningar orsakade utrustningen. Denna typ av filter skulle kunna anslutas till batteriladdarna för att möjliggöra att flera laddare installeras.
I framtida studier av elkvalitetsstörningar orsakade av batteriladdare kan utöver
övertonsstörningar också spänningstransienter och spänningssäkningar analyseras. Det skulle även vara av intresse att undersöka vad dessa elkvalitetsstörningar skulle få för inverkan i praktiken. Alltså skulle det kunna utföras praktiska mätningar när elnätet i Konsuln utsätts för stora elkvalitetsstörningar.
29
Referenser
[1] SWEDEN FfU. fn.se. [Online] 2019 [citerad 19 Maj 2020]. Hämtad från:
https://fn.se/vi-gor/utveckling-och-fattigdomsbekampning/agenda-2030/.
[2] Communications LismR. lkab.com. [Online] 2019 [citerad 6 April 2020]. Hämtad från:
https://www.lkab.com/sv/SysSiteAssets/documents/publikationer/broschyrer/det-har-ar-lkab.pdf.
[3] Johansson N. www.lkab.com. [Online] 2020 [citerad 6 April 2020]. Hämtad från:
https://mb.cision.com/Main/11419/3073204/1219506.pdf.
[4] Comission E. europa.eu. [Online] 2014 [citerad 20 April 2020]. Hämtad från:
https://ec.europa.eu/programmes/horizon2020/en/what-horizon-2020.
[5] European Comission. [Online] 2017 [citerad 21 April 2020]. Hämtad från:
https://cordis.europa.eu/project/id/730302.
[6] Nilsson J. How good are eletric cars? - An enviromental assessment of the electric car in Sweden from a life cycle perspective. Master's Thesis. Lund: Faculty of Engineering at Lund University, Department of Technology and Society; 2016.
[7] SAHOO S. Elkvalitetsarbete i Sverige 2019. Energiforsk AB; 2019. Report No.: ISBN 978-91-7673-633-3.
[8] Karlström B. Kretsanalys. 2nd ed. Lund: Studentlitteratur AB; 2018.
[9] ABB. Hur mår din eldistribution och dina kondensatorer? Mätning analys och underhåll för bättre elkvalitet. [Online] [citerad 6 maj 2020]. Hämtad från: https://search-ext.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=9AKK105713A8684&LanguageCo de=sv&DocumentPartId=&Action=Launch.
[10] Maklin C. towardsdatascience. [Online] 2019 [citerad 26 Maj 2020]. Hämtad från:
https://towardsdatascience.com/fast-fourier-transform-937926e591cb.
[11] Olsson H. Elsäkerhetsverket. [Online] 2015 [citerad 3 April 2020]. Hämtad från:
https://www.elsakerhetsverket.se/om-oss/vi-arbetar-med/tillsyn-och-marknadskontroll/EMC/EMC-och-elkvalitet/.
[12] Morén G. Energimarnadsinspektionen. [Online] 2013 [citerad 3 April 2020]. Hämtad från: https://www.ei.se/Documents/Publikationer/foreskrifter/El/EIFS_2013_1.pdf. [13] Boudreault F. [Power Point].; 2019-06-18 [citerad 15 April 2020].
30 [14] Inc., Battery University - sponsored by Cadex Electronics. Battery University. [Online]
2019 [citerad 15 April 2020]. Hämtad från:
https://batteryuniversity.com/learn/article/types_of_lithium_ion.
[15] Bingham RP. dranets.com. [Online] 2014 [citerad 16 Juli 2020]. Hämtad från:
https://www.dranetz.com/wp-content/uploads/2014/02/harmonics-understanding-thefacts-part3.pdf.
[16] Mooshtak B. Inverkan av laddstolpar för elfordon i jönköping Energis elnät. Examensarbete för Högskoleingenjör. Sundsvall: Mittuniversitetet; 2019.
[17] Basu M, Gaughan K, Coyle E. Harmonic distortion caused by EV battery chargers in the distribution systems network and its remedy. Dublin: Dublin Institute of Technology; 2004. Report No.: 1-86043-365-0.
[18] UNIPOWER. unipower.se. [Online] 2020 [citerad 15 Maj 2020]. Hämtad från:
https://unipower.se/sv/produkter-och-tjanster/elkvalitet-overvakning/pq-secure-system/.
[19] Woodford C. explainthatstuff.com. [Online] 2019 [citerad 15 April 2020]. Hämtad från:
https://www.explainthatstuff.com/how-lithium-ion-batteries-work.html.
[20] IEC. iec.ch. [Online] 2020 [citerad 7 maj 2020]. Hämtad från:
https://www.iec.ch/about/globalreach/partners/iso/.
[21] Batteriföreningen. batteriforeningen.se. [Online] 2019 [citerad 10 Maj 2020]. Hämtad från: https://batteriforeningen.se/laddningsbara/.
[22] University B. Battery University. [Online] 2020 [citerad 11 Maj 2020]. Hämtad från:
TRITA 2020:047