Forskningstema elektro
Institutt for elkraftteknikk
Laboratorier
F&U søknader
2016
Professor Arne Nysveen
INSTITUTT FOR
ELKRAFTTEKNIKK
ELKRAFT
Institutt for elkraftteknikk
•
•
•
•
3
Faste vit: 14 professorer + 4 førsteamanuensis
Bi-stillinger: 3 adj. professorer
Ca 40 PhD-studenter
Ca 400 MSc-studenter
ELKRAFT
Forskning
Forskningsgrupper
– Elkraftteknologi
– Elektriske kraftsystemer
Laboratorier
– Flere høyspentlaboratorier
– Bryter/høystrømslab (120 kA)
– Elektriske installasjoner, lys lab
– Kraftelektronikk og elektriske maskiner
– Fornybar-lab
Samarbeid med SINTEF Energy Research
– Felles forskning og operasjon av lab
– 120 forskere ved SINTEF innen elkraft
4
SmartGrid Lab
ELKRAFT
Høyspenningslaboratorier 1
• Høyspenningshall 1
– 800 kV AC
– 800 kV DC
– 2.4 MV impuls
• Høyspenningshall 2
– 500 kV AC
– 1.2 MV impuls
ELKRAFT
Høystrømslaboratorier
• Kortslutningslab
– 140 kA i 3 ms
• Elektrovarme
– 10 kA stasjonært
– 250 kVA
ELKRAFT
Materialtekniske laboratorier
•
•
•
•
•
SF6
Plast/polymer
Olje
Superledning
Magnetiske materialer
ELKRAFT
Fornybar lab
Nettmodell for simulering av:
- Integrasjon av distribuert
generering
- Nettdrift ved feilsituasjoner
Prototypetesting av komponenter i
nettet
Smart Grid Lab
National Smart Grid Laboratory & DemonstrationPlatform
Research
institute
Smart House
demonstration
Existing NTNU/SINTEF
Renewable Energy Laboratory
Smart network
testing facility
Industry
EV charging & distributed
energy storage infrastructure
Remote
Access
Electrical Machine
Laboratory
University
Reserved parking space for EV
Shared monitoring and
control infrastructure
FORSKNINGPROSJEKTER
RELATERT TIL NVKS
F&U
Pumpekraft
Power Grid
GSU
U=6.6-21 kV
U=66-420 kV
GSU
GSU
U=6.6-21 kV
U=6.6-21 kV
Frequency
Converter
Synchronous
Machine
Fixed Speed
11
Doubly-fed Induction
Machine
Adjustable Speed
Frequency
Converter
Full-rated
Synchronous
Machine
Adjustable Speed
F&U
Grimsel pumpeverk
F&U
FlexCon
Power Grid
Transformer 1
Transformer 2
Frequency
Converter
Energy Storage
Synch
Machine
Synch
Machine
Synch
Machine
•
•
•
•
2 PhD
1 Post. Doc
NVKS + Statnett
SINTEF Energi
• Voith Hydro + ABB
partnere.
• 14.5 MNOK
Design of variable speed generators
for hydropower applications
PhD Candidate Erlend L. Engevik
•
•
•
The main purpose of this work is to
develop synchronous generator
designs where the speed of
rotation and electrical frequency is
allowed to vary within given
intervals.
Pumped storage is the chosen
application
Main goals are:
–
–
Find optimal nominal frequency for the
generator
Optimize the efficiency of the generatorturbine given a variable load profile
Reference: Hydroelectric power: How it works, http://water.usgs.gov/edu/hyhowworks.html
F&U
Generator isolasjon
•
Termiske påkjenninger:
– Kjemiske nedbrytningsmekanismer:
polymerisasjon, diffusjon etc. som
forårsaker kjemiske og fysiske endringer
– Thermomekaniske effekter forårsaket av
krefter som skyldes termisk utvidelse og
sammentrekning
Hydro Stator
•
•
•
•
1 PhD
1 Post. Doc
SINTEF Energi
EDF, IREQ (Hydro
Quebec) og ABB
partnere.
• 16 MNOK
EXTRAS
ELKRAFT
Høyspenningslaboratorier 2
• Celledelt hall
– 400 V forsyning som
opptransformeres
– Fleksibel inndeling i
ca 15 celler
ELKRAFT
Annet
•
•
•
•
•
•
•
Kalibreringslab
Klimaskap (-30 til +80)
Hurtigkamera
Termokamera
Trykktanker
Computerlab
Verksted
FlexCon - Mål
Variable Speed Energy Conversion
Systems For Hydro Power Plants
Post. doc project/ Mostafa Valavi
• Primary objective: design and analysis of a variable-speed energy
conversation system for hydro power plants and investigation of
the alternatives mentioned before.
• New design considerations for the generator will be studied.
(rotational speed and frequency can be chosen more freely). This
includes both electrical and mechanical parameters.
• Associated power electronic systems will be investigated.
• Operation in pumping mode will be analyzed.
21