View Project

Norwegian AI Directory

Centre for intelligent electricity distribution (CINELDI) to empower the future smart grid


Description:

Populærvitenskapelig framstilling Økt elektrifisering av samfunnet betyr nye former for etterspørsel etter elektrisitet, flere tilkoblinger til distribusjonsnettet, mer variabel lastflyt i nettet som følge av økt fornybar distribuert kraftproduksjon, elektrisk transport og nettkunder med aktive roller i strømnettet. For å håndtere disse endringene må distribusjonsnettet moderniseres og digitaliseres til et smart nett (Smart Grid), for økt effektivitet, fleksibilitet og robusthet. Men i tillegg til å gi nye muligheter, gir digitaliseringen økt kompleksitet og avhengighet av IKT-systemer, og åpner for nye trusler mot forsyningssikkerheten. Nettselskaper, teknologileverandører, myndigheter og forskningsinstitutter har gått sammen i CINELDI for å gjøre den langsiktige, næringsrettede forskningen som er nødvendig for å modernisere nettet samtidig som vi ivaretar forsyningssikkerhet og cybersikkerhet. Forskningen ser på løsninger for perioden 2030-2040. Det er 10-20 år etter at smarte målere (AMS) er installert hos alle norske strømkunder. Forskningen omhandler systemplanlegging og drift, med spesielt vekt på nye og framvoksende områder som utnyttelse av fleksibilitet i forbruk/produksjon/energilager og cybersikkerhet. Resultater Frem til nå har CINELDI levert mange gode forskningsresultater og skapt et miljø for nettverksbygging, samarbeid, kompetansebygging og verdiskaping. Aktivitetene i senteret er sentrert rundt forskning, laboratorietester og omkring 30 pilotprosjekter per 2021. Til nå har vi identifisert 75 forskningsresultater, 15 innovasjoner og 4 pilotprosjekter er avsluttet. Pilotprosjektet "Hurtige effektreserver" (Fast Frequency Reserves (FFR)) ble avsluttet i 2021. I prosjektet testet nettselskapet Lede om deres 1 MW store batteri kan levere FFR til nettet når frekvensen blir for lav. Piloten var en suksess og teknologien er nå i kommersiell drift. I 2021 utviklet vi også et referansedatasett som kan brukes for å analysere hvordan nye teknologier og løsninger vil oppføre seg i et typisk norsk strømnett. I 2020/21 har det vært en hovedaktivitet å utvikle metoder og verktøy for å evaluere hvor, når og hvordan fleksibilitet er den riktige løsningen for å sikre et robust og kostnadseffektivt nett. Nå gjennomfører vi en case-studie om hvordan man skal ta hensyn til fleksibilitet i planlegging og drift av et nett med fleksible ressurser og fleksibilitet som en systemtjeneste til systemoperatørene. Fra senterets oppstart i 2016 har listen med resultater som har potensiale for innovasjon og verdiskaping blitt lang. Her er noen eksempler: - Et EV-ladesystem basert på deling av kapasitet er et nytt produkt fra industripartnere i CINELDI. Det er et bygningsintegrert system for smart elbillading basert på en algoritme for optimal lastflyt utviklet i CINELDI - Drivkrefter for systeminnovasjon i det elektriske distribusjonsnettet er identifisert og scenarier for fremtidens nett i Norge anno 2030-2040 er etablert. Disse brukes som basis i forskningen og for overgangsstrategier til fremtidens nett - Metodikk tilpasset smarte nett for analyse av cybersikkerhets-risiko er utviklet og testet i samarbeid med nettselskaper - Det er utviklet en metode for å analysere 5G kommunikasjonsfeil i nettet - Et rammeverk for planlegging av aktive distribusjonsnett er utviklet, der aktive tiltak som fleksibilitet kan hensyntas - En ny mekanisme er utviklet, som kan sjekke integriteten av målinger fra synkroniserings visere (PMU), uten at det bidrar til forsinkelse i den tidskritiske overføringen av signalene fra synkroniseringsviserne - Det er utviklet en tilstandsestimeringsalgoritme for overvåking av distribusjonsnett, der tilstander kan estimeres basert på et delvis kjent system og med ukjente inputs fra systemet - En sanntids simuleringsplattform for mikronett er etablert der fysiske komponenters oppførsel kan testes - Nye kontrollstrategier for robust drift av mikronett er etablert ved bruk av Virtuell Oscillator Kontroll (VOC) som et alternativ til konvensjonell statikkbasert kontroll i synkroniseringen av kraftelektronikk-omformere for mikronett i isolert drift. - Det er utviklet en flerperiode AC optimal lastflyt-løser med effektivt minne og høy ytelse, der energilager og fornybare energiressurser er representert - Metodikk for kost-nytte analyse av batterier i distribusjonsnett er etablert - En stokastisk dynamisk programmeringsmodell for driftsplanlegging av fleksible ressurser I bygninger er etablert for å kunne finne verdien av fleksibilitet i bygninger i et langsiktig driftsperspektiv - Datadrevne metoder er etablert for forbruk (last) som kan flyttes i tid. Modellene kan brukes til å estimere aggregert fleksibilitetspotensiale fra grupper av husholdninger. - Et nytt vernkonsept for å lokalisere feil i maskede høyspennings distribusjonsnett er testet.


Project leader: Gerd Kjølle

Started: 2016

Ends: 2024

Category: Teknisk-industrielle institutter

Sector: Instituttsektor

Budget: 160000000

Institution: SINTEF ENERGI AS

Address: NA