En fallstudie av kontrollerad elbilsladdning och dess påverkan på elnätet

Sammanfattning: Syftet med denna studie var att i ett lokalt elnät undersöka hur laddningen av elbilar påverkar lastmönster i elnätet, både i nuläget och i framtida simulerade situationer. Samt undersöka vilken potential det finns att flytta laddningen över tid i testområdet i Hyllie, Malmö. Detta genom att simulera en del av elnätet i Hyllie och styra elbilsladdningen för att kapa effekttoppar. Därefter kartlägga konsekvenserna för komponenter i elnätet, överbelastningar, spänningsnivåer med mera. Idén till studien kommer från E.ON Energidistribution där arbetet utfördes handlett av Ola Ivarsson och Peter Andersson. Arbetet skrevs för Institutionen för Energivetenskaper vid Lunds Tekniska Högskola, handlett av Kerstin Sernhed. Under de senaste fem åren har antalet elbilar i Sverige ökat kraftigt och enligt prognoser kommer antalet försätta stiga. År 2029 väntas antalet elbilar på Sveriges vägar överstiga en miljon. Ökningen innebär att elbilarnas laddning har en växande inverkan på elnätet. Något som knyter samman de två tidigare åtskilda branscherna, elsystemet och transportsektorn. Om elbilar blir en belastning för elnät eller en möjlighet att bidra till stabilitet återstår att se men E.ON vill skapa förutsättningar för det senare. Utifrån detta har ett projekt på E.ON Energidistribution vuxit fram där detta arbete är en del av inledningsfasen. Detta arbete hoppas hjälpa till med att staka ut vägen för en lyckad integrering av elbilen i samhället. Detta arbete gjordes i två olika faser för att ge svar på frågeställningar som formulerats. Den första fasen var analys av historisk data som bestod av effektflödet i lokalnätet samt data från elbilsladdningen vilket innefattade anslutningstid, laddad energi med mera. Här undersöktes vilka möjligheter som finns att kontrollera laddningen. Den andra fasen var simuleringar av framtida scenarion för att bredda kunskapen hur kontrollerad elbilsladdning hänger samman med parametrar som effektkapning, överbelastningar och spänningsnivåer. Resultatet från den historiska analysen visar att det finns potential att styra laddningen av två huvudsakliga anledningar. Den ena är att belastningen på nätstationen i Hyllie har ett tydligt varierande förbrukningsmönster där lasterna från elbilsladdningen adderas till existerande effekttoppar. Den andra anledningen är att elbilarna står anslutna betydligt längre tid än vad som krävs för att få full laddning. Omkring 70 % av den anslutna tiden är oanvänd, tid som laddningen kan flyttas inom då elnätet är under lägre belastning. Framtidssimuleringarna visar de mer tekniska aspekterna och möjlig vinning för elnätet om man styr laddningen för att undvika effekttoppar. Resultatet visar möjligheter för effektkapning upp till 15 % på Hyllie transformatorstation och att kapa belastning på kablarna med upp till 30 %, beroende på scenario.