Forbedring af strømkvalitet ved energilagring. En case: jernbanetransformerstationer

Fluktuationer i strømforbruget på det overordnede danske (132/150 kV) el-net er et problem, som bliver større i takt med at fluktuationerne bliver kortere. Et område, der er kendetegnet ved store fluktuationer på kort tidsskala, er den elektrificerede del af det danske jernbanenet, hvor de elektriske tog ved start trækker en kortvarig, men meget stor belastning. Dette er et problem, som vil blive signifikant større som følge af den forestående omfattende elektrificering af det danske jernbanenet, der er planlagt med vedtagelsen af Togfonden. De nuværende transformerstationer, som konverterer strømmen fra 132 kV AC til 25 kV DC, er kraftigt overdimensionerede for at kunne levere den nødvendig effekt.

Vi vil i dette projekt installere et energilagringssystem på en elektrisk transformerstation til tog med det formål at reducere spidsbelastningen på det overliggende elnet. Dette system vil kontinuerligt belaste 132 kV med en jævn, men lille belastning, og samtidig være i stand til at levere en høj effekt til det elektriske tognet, når der er behov for det. Det valgte energilagringssystem er et 3.3 MW magnetisk svinghjul, designet og produceret af det danske firma WattsUp Power. Svinghjulet kan i sin nuværende form ikke anvendes på togtransformerstationer på grund af den store spænding (132 kV) og på grund af vibrationer fra togene. Teknologien bag det magnetiske svinghjul er kendt og testet, men systemet skal tilpasses til brug i og transformerstationer. Vi vil i projektet tilpasse det magnetiske svinghjul til anvendelse på en togtransformerstation ved at designe og optimere styringselektronikken og det magnetiske leje. Styringselektronikken vil tillade svinghjulet hurtigt at kunne levere den ønskede strøm, mens det optimerede magnetiske leje vil forøge levetiden på svinghjulet til mere end 20 år i transformermiljøet. Når det optimerede svinghjul er designet, vil det blive testet i lille skala og derefter på en elektrisk togtransformerstation i Nordsjælland.

Vi vil med baggrund i en analyse af testresultaterne evaluere teknologiens egnethed, om den kan løse spidsbelastningsproblemet på elnettet, og om den er økonomisk fornuftig og dermed værd at integrere i 2026 planerne for elektrificeringen af det danske jernbanenet. .