Kraftsystemanalys. Simpow, PSS/E eller PSCAD/ EMTDC men vi kan även många andra program. STRI är specialister på och arbetar ständigt med:

Transkript

1

2

3 Kraftsystemanalys STRI är en av de största specialisterna på kraftsystemanalys i Europa. kan använda de flesta beräkningsverktygen på marknaden. har egenutvecklad programvara för flera typer av simuleringar och beräkningar. Arbetar inom ett brett område: AC-Transmissionsnät, HVDC nät (Super Grids), Smartgrids, vindparker, vattenkraft, kärnkraftverk, kraftvärmeverk, processindustrier, distributions-, och järnvägsnät.

4 Kraftsystemanalys STRI är specialister på och arbetar ständigt med: Belastningsfördelnings- och kortslutningsanalys Transient och stabilitetsstudier Modellering av alla sorters kraftnät och elkomponenter Ömsesidig påverkan mellan system Integrering av Vindkraft och förnyelsebara energikällor Verifiering av myndighetskrav/anslutningskrav Utbildning och rådgivning Simpow, PSS/E eller PSCAD/ EMTDC men vi kan även många andra program

5 Pågående Projekt- Kraftsystemanalys

6 Studie av Multiterminal HVDC-VSC (Voltage Source Converter) STRI genomför på uppdrag av SvK och Stattnet tillsammans med Manotoba HVDC Research Centre modellutveckling och nätstudier i PSCAD/EMTDC för implementerande av en Multi terminal HVDC VSC i sydväst länken och off-shore nät i Norge. Studierna pågår under

7 Studie av Multiterminal HVDC-VSC Sydväst Länken & Off-Shore nät i Norge Målet: Fastställande av påverkan av AC och DC brytare Feldetektering Kommunikation Parameteruppsättning under förekomsten av ett fel i DC-grid. Resultat: Offshore Nett Både modellering och den utförda studien kan betraktas som Fore-front technology Kommer ge värdefulla resultat för planering av multiterminal on-shore and off-shore nät. Resultatet kommer direkt att bli användbart för plannering vi uppförande av Syd-Väst länken Sør Nord Nyhamna/Fræna Midt Ofoten/Kvanndal

8 Studie av Multiterminal Inom ramen för projektet ingår : HVDC-VSC Modellutveckling av Multiterminal HVDC-VSC model. Modellen kommer kunna hantera både nuvarande two level VSC technology (ABB HVDC Light in various projects) och multilevel VSC technology (Currently used by Siemens for the Bay area project in USA) AC On-shore VSC M VSC S AC On-shore SM2 CMS SS2 CSB SA VSC A SA1 AC Off-shore & DC Off-shore CAN VSC N SN1 SN3 SN SN2 CNM SM SS VSC B SM1 SM3 SS1 SS3 SB1 SB HVDC VSC Multi Terminal Case Study - HVDC VSC is designed for typically +/- 320 kv - The converters VSC A & VSC B at 1000 MW are Connected to the on-shore AC grid while the off-shore nodes are designed for 350 MW - The converters VSC N, M & S on off-shore nodes connected to AC load and later AC wind generation - The total length between A and B is 1000 km divided in four cable sections CAN, CNM, CMS, CSB of approx. 250 km each - SA, SB, SN, SM, SS are AC Circuit Breakers - Remaining Sxx devices are DC switches/breakers and/ or IGBT according to each vendor solution Two types of faults are studied 1. Faults within the convertor station 2. Permanent cable failure Two types of fault clearing methods are studied: 1. AC disconnection and following DC isolation of the fault and restoration of the healthy part DC fault clearing not affecting the healthy part Multi-terminal HVDC VSC studies Likströmsfel på både friledningar och kablar studeras. Både permanenta kabelfel och transienta blixtnedslag på friledningen med snabb återhämtning behöver modelleras och händelseförloppet samt påverkan på utrustning ska studeras.

9 Studie av Multiterminal HVDC-VSC Simulering med PSCAD/EMTDC

10 Pågående Projekt- Kraftsystemanalys

11 P=526MW Q=392MVar Eskom Cape strengthening project HVDC feasibility study Införande av HVDC i Eskoms transmissionsnät har identifierats som en av möjligheten att hantera den snabba belastningsökningen i Kapstaden och Port Elizabeth i söder. Det finns olika alternativ för att stärka Cape regionen genom användning av HVDC Konvertering av befintliga 400 kv AC-linjer till DC Konvertering av befintliga 765kV AC-linjer till DC Byggande av nya DC-linjer AUROR4 1.02<-70 KOEBG4 1.01<-68 P=547MW Q=4MVar P=172MW Q=79MVar ACAC4 1.01<-70 AGGNS4 P=123MW Q=169MVar P=173MW Q=18MVar P=330MW Q=102MVar JUNO4 1.05<-70 ATLANTS4 P=750MW Q=738MVar P=96MW Q=140MVar 1.01<-68 OMEGA4 1.03<-67 P=409MW Q=37MVar P=238MW Q=1MVar P=201MW Q=89MVar P=1162MW Q=840MVar STIKL4 1.02<-69 PHILP4 1.00<-71 HELS4 1.04<-69 P=202MW Q=16MVar OMEGA7 1.08<-63 P=330MW Q=107MVar P=269MW Q=189MVar KKRBM44 P=220MW Q=98MVar MULDR4 1.03<-69 P=75MW Q=85MVar PALMT4 1.01<-68 P=1166MW Q=493MVar P=550MW Q=263MVar P=149MW Q=136MVar P=265MW Q=92MVar KAPA7 1.12<-60 P=71MW Q=226MVar KAPA4 1.10<-62 BACCH4 1.05<-67 Case1: P=143MW Q=381MVar P=557MW Q=338MVar P=221MW Q=4MVar ARIES4 1.04<-68 = P=493MW Q=229MVar New HVDC line from ZEUS7 to KAPA7 in parallel with HVAC lines GAMMA4 P=892MW Q=820MVar 1.06<-60 P=54MW Q=105MVar P=754MW Q=97MVar GAMMA7 1.08<-58 KRONOS4 P=106MW Q=51MVar 1.05<-64 P=927MW Q=280MVar DROER4 1.06<-61 HYDRA7 1.07<-56.0 P=632MW Q=480MVar P=106MW Q=139MVar P=230MW Q=201MVar P=703MW Q=716MVar P=518MW Q=31MVar GRASS7 1.03<-64 P=225MW Q=37MVar PERSEUS7 P=591MW Q=871MVar P=401MW Q=114MVar 1.03<-48 P=1167MW Q=657MVar HYDRA4 1.04<-58 POSDN4 1.03<-64 P=237MW Q=55MVar P=703MW Q=78MVar LNDER < PERSS4 1.04<-50 P=132MW Q=164MVar P=406MW Q=106MVar P=526MW Q=22MVar P=212MW Q=35MVar P=531MW Q=109MVar P=1464MW Q=1114MVar P=693MW Q=79MVar GRASS4 1.03<-67 P=1236MW Q=333MVar MERC7 1.04<-45 P=487.23MW Q=75.76MVar BETA7 1.03<-48 P=747MW Q=94MVar P=342MW Q=78MVar BETA4 1.04<-50 DELPH4 1.04<-61 P=256MW Q=44MVar DEDISA4 1.02<-67 P=2000MW Q=0MVar P=15MW Q=36MVar GRTVL <-3.83 = NEPERSC 1.02<-65 NEPTN4 1.03<-66 A1_1 A1_2 P=1245MW Q=547MVar P=1505MW Q=869MVar P=11499MW Q=871MVar MATHAT400 P=644MW Q=90MVar P=598MW Q=102MVar 1.02<-65 ALCAN4 1.02<-68 ZEUS7 1.03<-40 P=1624MW Q=146MVar ALPHA7 1.0<-39 EROS <-62 P=15MW Q=91MVar P=90MW Q=102MVar P=1001MW Q=116MVar ALPHA4 1.03<-35 ARDN4 1.02<-68 P=217MW Q=130MVar ZEUS4 1.02<-34 P=1036MW Q=1112MVar P=140MW Q=24MVar P=251MW Q=99MVar TUTUK4 1.03<-35 P=257MW Q=38MVar MAJUB4 1.03<-36

12 Eskom Cape strengthening project HVDC feasibility study Fas 1: Fokus på fyra olika studier 1. Feasibility study (Möjligt att införa HVDC? Bästa alternativ) 2. Environmental impact study (Miljökonsekvensbeskrivning har utförts för att kontrollera huruvida olika spänningsnivåer påverkar avseende ljud, elektriska fält, strömtäthet) 3. Reliability study (Tillförlitlighetsstudie DC kontra AC) 4. Load flow calculation Fas 2: Detaljerade studier på de fyra bästa alternativen som presenteras i Fas 1.

13 Eskom Cape strengthening project HVDC feasibility study Resultat Fas 1 Feasibility study Det har utkristalliserat sig fem olika fall som vi går vidare med. Ett alternativ med konvergering av 765 KV AC till HVDC och fyra olika fall med ny DC linje. Environmental impact study 400kV AC linjer går bra att konvertera till 400kV DC 765 kv AC går att konvertera till 600kV DC. Det går bra att bygga nya 600kV DC linjer Reliability study DC-nätet kommer ge mer störningar men majoriteten av felen är monopolära vilket gör att 50% av överföringskapaciteten kan behållas vid fel. Load flow calculation Reduktion av förluster i de flesta av de studerade fallen med DC

14 Pågående Projekt- Kraftsystemanalys

15 Referenser- Kraftsystemanalys

16 Referenser- Kraftsystemanalys

17 Referenser- Kraftsystemanalys Verifiering av anslutningskrav Dynamiskt prestandaprov SvK:s anslutningskrav SVKFS2005:2 Kalmar Energi Nya KVV i Moskogen Genomförande av prov samt erforderliga dynamiska studier i SIMPOW Samarbete mellan STRI och Midroc Engineering AB

18 Ny tjänsteprodukt VAAK (Verifiering av anslutningskrav) Dynamiskt prestandaprov SvK:s anslutningskrav SVKFS2005:2 STRI:s produkt i 1:a hand Vindkraft och Kraftvärmeverk

19 Produkten VAAK 1. Verifiering av kraven 2. Sammanställning av bevismaterial som vid behov kan överlämnas till SvK

20 I vilka anläggningar gäller kraven? Gäller produktionsanläggningar med uteffekt > 1,5MW byggda (färdigställda) efter Inte produktionsanläggning inom område för industrianläggning om processtekniskt är underordnad den industriella huvudprocessen.

21 Krav kraftvärmeverk Störningstålighet Skall klara spänningsvariationer motsvarande 3-fasig kortslutning på 130kV och 400kV nätet med bibehållen nätanslutning. Kan ej utföras med fullskaleprov. => dynamisk studie. Spänningsreglering och reglering av reaktiv effekt Reaktiv effektproduktion motsvarande 1/3 av maximal aktiv effektproduktion skall kontinuerligt kunna produceras till det anslutande elnätet. Krav på svarstider vid givna stegändringar i spänningen. Frekvensreglering Skall automatiskt kunna bidra med frekvensregleringen av svenska kraftsystemet inom givna värden på reglerstyrka och frekvensområden. Skall klara givna stegändringar i frekvenssignal

22 Krav vindkraftparker Störningstålighet Skall klara spänningsvariationer motsvarande 3-fasig kortslutning på 130kV och 400kV nätet med bibehållen nätanslutning. Kan ej utföras med fullskaleprov. => dynamisk studie. Spänningsreglering Spänningen skall vara inställbar minst +- 5% av anläggningens nominella spänningsnivå Spänningen skall kunna arbeta med en karakteristik (en reaktiv reglerstyrka uttryckt i Mvar/kV) Reaktiva utbytet skall kunna regleras till noll Reglerbarhet Krav på bortkoppling av aggregat: högst 30 MW/minut, individuell Inställning av vind-nivå etc. då aggregat kopplas bort. Vid start av aggregat bör maximalt 30MW/min kopplas in Krav på begränsning av maxproduktion med extern signal Reducering av uteffekt skall kunna ske ner till < 20% av max effekt inom 5 sekunder

23 Vad ingår i vår verifieringsmetod Dynamiskt prestandaprov! Förslag på provplan Insamling av underlag för studier Medverkan vid fullskaleprov som utförs av turbinleverantören Mätdatainsamling med egen mätutrustning Dynamiska studier Sammanställning av prov och studier i rapport Sammanställning av dokumentation från leverantör som bevisar att anläggningen uppfyller kraven

24