Elförsörjningens leveranssäkerhet. Stefan Arnborg Affärsverket svenska kraftnät

Transkript

1 Elförsörjningens leveranssäkerhet Stefan Arnborg Affärsverket svenska kraftnät

2 Upplägg > Vad är SvK (Stamnätsägare, systemansvarig myndighet för både el och gas, elberedskapsmyndighet, etc (vi har många strängar på vår lyra)) > Elsystemets tillräcklighet vad gäller både elenergi och eleffekt > Designkriteria för stamnätets struktur > Driftsäkerhet vad gäller drift av intakt elsystem > Elmarknad och EU > Några ord om SvK:s ansvar vid svåra påfrestningar i samhället

3 Svenska Kraftnät > Statligt affärsverk (SvK, SJ, Sjöfartsverket, Luftfartsverket) > Myndighetsroller > Systemansvarig myndighet för el och gas > Elberedskapsmyndighet > Säkerhetsskyddsmyndighet inom elförsörjningen > Dammsäkerhetsmyndighet > Kontoföringsmyndighet för elcertifikat

4 Vårt uppdrag > Erbjuda säker, effektiv och miljöanpassad överföring av el på stamnätet > Utöva systemansvaret för el och gas kostnadseffektivt > Främja en öppen svensk, nordisk och europeisk marknad för el och gas > Verka för en robust elförsörjning

5 Kontor Sollefteå Driftcentral Sundsvall Underhåll Halmstad Underhåll, elberedskap Sundbyberg huvudkontor, nationellt kontrollrum

6 > 400 och 220 kv friledning > Högspända likströmsförbindelser över haven > Samma frekvensläge i Sverige, Finland, Norge och Själland

7

8 Systemansvar el driftsäkerhet och balans > Ansvar för att elsystemets anläggningar samverkar driftsäkert och att kraftsystemet är i balans; 50 Hz > Svenska Kraftnäts balanstjänst: > Ständig elbalans Elproducenter > Hanterar flaskhalsar Elanvändare

9 Elens väg aktörerna på elmarknaden Elbörsen Nord Pool Elproducent - säljer till elhandelsföretag direkt eller via Nord Pool Elhandelsföretag ca balansansvariga (ca 40) - elåterförsäljare (ca 160) Elanvändare - köper av elhandelsföretag Lokalnät 175 nätägare Regionnät 6 nätägare Stamnätet Svenska Kraftnät

10 Grundläggande begrepp vad gäller nationell elförsörjning > Skilj på EFFEKT och ENERGI > För en trygg elförsörjning så måste vi ha tillräckligt med eleffekt OCH tillräckligt med elenergi > Effektmässigt pratar vi i termer av MW > Energimässigt pratar vi i termer av TWh

11 Eleffekt > Elbelastningen i Sverige varierar MW > Max inhemsk produktion vintertid MW > Max import MW

12 Förbrukningsvariationer under veckan Vinter Sommar Lördag Söndag Måndag Tisdag Onsdag Torsdag Fredag

13 Snitt 2: max 7000 MW Medellast i Sverige timme blev MW (elenergin under timmen blev MWh)

14 Elenergi > Energi finns primärt huvudsakligen i vattendammars lägesenergi, forsarnas rörelseenergi och kärnenergi i kärnbränsle > Denna primära energi omvandlas därefter till elenergi > Total verkningsgrad vid omvandling > Vattenkraftverk 93 % > Kärnkraft 35 %

15

16 Elenergistatistik för Sverige år 2009 > Konsumtion: 138,4 TWh (normalt cirka 145 TWh) > Produktion: 133,7 TWh > Import: 4,7 TWh > Produktion mix > Vatten: 65,3 TWh > Kärnkraft: 50,0 TWh (normalt över 60 TWh) > Annan termisk kraft: 15,9 TWh > Vind: 2,5 TWh

17 Stamnätets uppbyggnad > Stamnätet byggs och drivs maskat enligt N-1 kriteriet > Nordisk överenskommelse över grundprinciperna för dimensionering och drift

18 Stamnätsstörningar per år Driftstörningar totalt Störningar med ILE Antal störningar

19 Icke levererad elenergi per år Höjd på stapel MWh 300 MWh

20 Driftstörningar per månad Antal driftstörningar Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec

21 Orsak till driftstörningar Antal driftstörningar Annan natur Drift och underhåll Högspänningsutrustningsfel Kontrollutrustningsfel Okänt Subsynkron resonans Yttre påverkan Åska Övrigt

22 Krav på elförsörjningen > Ellagen 1997:857, t.ex från 1/1 2011, lag om att elavbrott ej får vara längre än 24 timmar, Ellagen 3 kap 9a,...skall en nätkoncessionshavare se till att avbrott i överföringen av el till en elanvändare aldrig överstiger tjugofyra timmar. > Krav på produktionsanläggningars prestanda

23 Elmarknaden Nordpool (NASDAQ) > En ekonomisk handelsmodell som försöker spegla fysiska flöden > Vid en störning så får marknaden leva i sin värld och SvK hanterar den fysiska världen > Elmarknaden låser under en dag den efterföljande dagens handel > Fysiska störningar under en dag hinner inte ge utslag på handelsmodellen (elpriset)

24 Effektreserv > Lag (2003:436) om effektreserv > Den myndighet som enligt 8 kap. 1 första stycket ellagen (1997:857) har systemansvaret för el (den systemansvariga myndigheten), har ansvaret för att en effektreserv om högst megawatt finns tillgänglig > Effektreserv kan bestå av både ökad produktion och minskad förbrukning > Lagen gäller till 15 mars 2020

25 EU > Fram till 30/ var Norden organisatoriskt eget elsystem (Nordel) > Sedan 1/ ingår Norden i ENTSO-E (European Network of Transmission System Operators for Electricity) > ENTSO-E jobbar frenetiskt med gemensamt europeiskt regelverk som förväntas bli EU-direktiv (gäller även för Norge EES-avtalet) > Inget annat EU land har SvK:s motsvarighet

26 Vid svåra påfrestningar > Ägaren är alltid ansvarig och måste lösa uppkomna problem > Elberedskapsmyndigheten har 250 Mkr årligen att spendera på elberedskapsåtgärder för att stärka elförsörjningen inför svåra påfrestningar

27 Förordning (1997:294) om elberedskap > 2 Beredskapsåtgärder enligt 3 elberedskapslagen (1997:288) kan avse 1. åtgärder för att säkra verksamhet, driftledning och verksamhetssamordning, 2. åtgärder för att möjliggöra reparationsarbeten, 3. åtgärder för att möjliggöra drift av separata delsystem, 4. åtgärder för att kunna genomföra förbrukningsregleringar, 5. åtgärder för att säkerställa tillförseln av el till prioriterade användare, och 6. fysiska skyddsåtgärder.

28 Exempel > Mer robust stationsutformning

29

30 Frånskiljare

31 Strömbrytare

32 Samlingsskena > Metallisk ledare som kopplar samman ett antal apparater i ett ställverk, t.ex. flera brytare eller frånskiljare > Den metalliska ledaren är antingen ett aluminiumrör eller kraftledningslinor

33 400 kv ställverk åren frånskiljare 33 D400 B400 A400 C400 Målsättningen var att minimera antalet brytare

34 Frånskiljande brytare > Uppfanns av ABB > Första installation år 2001 > SvK köper bara frånskiljande brytare

35 Ny utformning av stora ställverk Samlings- Busbar skena A Frånskiljande brytare Disconnecting circuit breaker Samlingsskena Busbar B Målsättningen är att ha högsta möjliga driftsäkerhet

36 Strömavbrott på nationell nivå > 27 december 1983 Frånskiljarfel i Enköping som gav spänningskollaps. Svealand och Götaland slocknade > 23 september 2003 Snabb nedreglering av Oskarshamn 3, fem minuter senare i separat händelse, frånskiljarfel i Varberg som gav bortkoppling av Ringhals 3 och 4 medförde spänningskollaps. Allt söder om Varberg Norrköping slocknade inklusive Själland och Bornholm