Til hovedinnhold
Norsk English

EN-10 Dimensjonering og styring av batterisystem for hurtigladestasjon

Dimensjonering og styring av batterisystem for hurtigladestasjon for elbiler i fremtidens elektriske distribusjonsnett

Kontaktperson

KPN FuChar – Illustrasjon
KPN FuChar – Illustrasjon

Motivasjon og relevans

Elektrifiseringen av samfunnet er et viktig tiltak for å redusere verdens klimagassutslipp. Det pågår for tiden en omfattende elektrifisering av flere deler av energisektoren, deriblant industri og transport. Denne utviklingen vil bare fortsette å øke i årene som kommer. Det økte strømbehovet fra samfunnet vil kunne medføre en betydelig lastøkning i det elektriske distribusjonsnettet, som periodevis vil kunne gi flaskehalser og i verste fall redusert leveringskvalitet. For å unngå problemer i forbindelse med elektrifisering av samfunnet, er det viktig å finne smarte løsninger for optimal utbygging og drift av fremtidens strømnett – slik at overgangen til et helelektrisk samfunn gjøres på en brukervennlig og samfunnsøkonomisk optimal måte. I dette sommerprosjektet skal vi jobbe med å undersøke hvordan dimensjonering og styring av batterisystemer for hurtigladestasjoner kan gjøres for å forenkle integrasjon av ladeinfrastruktur i fremtidens elektriske distribusjonsnett.

Bakgrunn

Enkelte distribusjonsnett har i dag kapasitets- og spenningskvalitetsproblemer, og det er grunn til å tro at disse problemene vil øke når elektrifiseringen av samfunnet fortsetter. Tradisjonelt sett har løsningen for nettselskapene vært å oppgradere nettet, men det er ikke sikkert at dette er den mest samfunnsøkonomiske måten å løse disse utfordringene på. Dersom flaskehalsene forårsaket av det økte strømbehovet kun oppstår i enkelte perioder av døgnet, vil det være nyttig å utforske andre løsninger.

I et prosjekt hos SINTEF Energi, "FuChar – Grid and Charging Infrastructure of the Future", jobber forskere med modellering av fremtidens ladeinfrastruktur for elektrisk transport, med fokus på høyeffektslading av ulike typer elkjøretøy (person- og lastebiler, busser, båter osv.). Målet er å sikre optimal integrasjon av ladeinfrastruktur i distribusjonsnettet, blant annet ved å vurdere bruken av smartgridteknologier i tilknytning til ladeinfrastruktur. Dette kan for eksempel være stasjonære batterier og smarte styringssystemer. På denne måten kan strømbehovet fra ladeinfrastruktur fordeles jevnere utover døgnet, og ikke forårsake problemer hverken for operatøren av ladeinfrastruktur, nettselskapet eller elbileieren. Les mer om FuChar-prosjektet.

I prosjektet "BaSS – Batteri som spenningsstøtte" jobber forskere med å utvikle metoder for hvordan batterier kan brukes for å forbedre spenningskvaliteten i nettet og undersøke i hvilke scenarier et batteri vil gi mest samfunnsøkonomisk nytte sammenlignet med nettforsterkning. Det forskes også på hvordan et batteri kan tilby flere ulike tjenester i samme kraftnett (eng.: value stacking). Dette kan for eksempel være at et batteri som er blitt installert ved et industrianlegg eller en ladestasjon kan tilby andre nettjenester i den perioden de ikke behøver energien til sitt egentlige formål. 

Batterisystem kontra nettforsterkning, hva er beste alternativ for å løse ulike spenningsutfordringer
Batterisystem kontra nettforsterkning, hva er beste alternativ for å løse ulike spenningsutfordringer

I forbindelse med prosjektene FuChar og BaSS ønsker vi å ansette en sommerforsker som skal forske på muligheter for bruk av batterisystemer for integrasjon av ladeinfrastruktur for elektrisk transport i fremtidens elektriske distribusjonsnett. Målet er å undersøke hvordan et batterisystem på best måte kan brukes for å redusere effektbehovet og/eller forbedre spenningen ved en hurtigladestasjon. Til dette er det nødvendig med riktig dimensjonering av batterisystemet, og at det styres på en gunstig måte. I tillegg bør man undersøke om, og hvordan, batteriet kan tilby andre tjenester i de periodene det ikke brukes av ladestasjonen.

Oppgaven består i å:

  • Lage eller videreutvikle en simuleringsmodell av en ladestasjon tilknyttet et elektrisk distribusjonsnett, der modellen for ladestasjonen inneholder varierende laster fra ulike elkjøretøy.
  • Dimensjonere og gjør en kostnadsberegning for et batterisystem med mål om å redusere makslastene for ladestasjonen.
  • Utvikle styringsstrategier for lastreduksjon og/eller spenningsstøtte som styrer batterisystemet og eventuelt reduserer makseffekten til lading av elbiler ved behov.   
  • Gjennomføre simuleringsstudier av ulike scenarier og styringsstrategier    
  • Undersøke muligheter rundt hvordan batteriet kan tilby andre nettjenester

Arbeidsoppgavene kan til en viss grad tilpasses studenten(e)s egne interesser.

Forutsetninger

  • Kunnskap om elkraft og kraftsystem
  • Kunnskap om lastflytanalyse
  • Kunnskap på styring av kraftelektronikkomformere er ønskelig men ikke noe krav
  • Gode programmeringskunnskaper (fortrinnsvis Matlab (Simulink) og/eller Python)
  • Fordel med kunnskap om reguleringsteknikk og optimalisering
  • Interesse for økonomi (kostnad-nytte-analyser)

Medveiledere: Olve Mo og Bendik Nybakk Torsæter

Slik søker du

Søknad sendes til: 

Vi trenger søknadstekst, CV og karakterutskrifter samlet i ett pdf-dokument. Hos SINTEF Energi kan du søke på opptil 3 sommerjobber. Om du søker på flere jobber sender du en samlet søknad.

I tittel-/subjectfeltet skriver du navnet ditt og jobbnummeret på de sommerjobbene du søker på. Søker du på flere ber vi deg skrive jobbnumrene i prioritert rekkefølge (f.eks GT-01, TE-04 ...)

Søknadsfrist er 14. mars kl 23.59, aktuelle kandidater vil bli kontaktet fortløpende. Vi oppfordrer deg derfor til å søke tidlig.


Se alle sommerjobber i SINTEF Energi her.