Ett lika robust elsystem i framtiden? Svenska kraftnäts syn. Energikommissionen

Transkript

1 Ett lika robust elsystem i framtiden? Svenska kraftnäts syn Energikommissionen

2 2 Elsystemets utveckling > Elsystemet är inne i en mycket stor omställningsprocess > Planerbar produktion ersätts med väderberoende produktion > BÅDE produktionens och nätens robusthet minskar, kapacitet och tillgänglighet

3 3 Elsystemets utveckling > Robustheten och leveranssäkerheten i elsystemet som helhet reduceras > Det finns lösningar men > Kommer lösningarna att realiseras? > Inte utan att åtgärder vidtas

4 4 Elsystemets utveckling > Samhället går mot ett nästan totalt elberoende > Samtidigt minskar alltså elsystemets robusthet > Nivån på elleveransernas säkerhet behöver diskuteras > Vilka risker och kostnader är samhället berett att acceptera

5 5 Leveranssäkerhet > Leveranssäkerheten beroende av hela kedjan, > Produktion och alla nätnivåer och > Även utländsk produktion, nät och överföringsförbindelser > Elsystemets behov måste prioriteras för att säkerställa leveranssäkerheten

6 6 Leveranssäkerhet - Produktion > Elsystemet byggdes upp koordinerat mellan produktion och nät med ett perspektiv på leveranssäkerhet Före elmarknadsreformen > Fanns värden för leveranssäkerheten att förhålla sig > Energi 0,3 % över tid och Effekt 0,1 % per år > Riktmärke för planering, drift och förvaltning

7 7 Leveranssäkerhet - Produktion > Idag är ansvaret otydligt. Marknaden fungerar > Ingen produktion byggs > Planerbar dyrare produktion tas ur drift > Utmaningar i balanseringen av systemet och effektproblematiken > Behovet av reserver kommer att öka > Utmaningarna kommer att uppstå lokalt/regionalt (SE3 och SE4)

8 8 Ett exempel från verkligheten 23:e november 2015 > Situationen vid dagen-före-handeln: > 3000 MW kärnkraft ur drift för underhåll (~ R1, R2, O1 och O2) > Kyla i antågande

9 EUR/MWh Priser i dagen-före-handeln SE2 Oslo FI/EE LT/LV SE3/SE

10 23:e november 2015 > Svenska kraftnät gör 660 MW i effektreserven startklar > Kallare än förväntat (-7 o C i Stockholm) > Låg vindkraftsproduktion (675 MW, ~ 12 %) > ALLA bud på reglerkraftmarknaden avropas (i hela Norden förutom några delar av Norge och Danmark) > Störningsreserv körs på Själland

11 Reglerkraftpriser 23:e november 2015 /MWh RK-up RK-down

12 23:e november 2015 > Kombinationen > 3000 MW kärnkraft ur drift, > Kallt > Låg vindkraftsproduktion > Kommer att bli vanligare i framtiden > Kommer det att räcka för att skapa incitament för ny planerbar produktion? > Troligen inte. Krävs att de som ska investera tror att det inträffar tillräckligt ofta och med lång varaktighet

13 13 Leveranssäkerhet - Produktion > Marknaden levererar inte effekt > Ny planerbar produktion behöver tillföras i någon form > Roller och ansvar behöver tydliggöras > Bl.a. effekt, flexibilitet > En nationell leveranssäkerhetsnivå behöver diskuteras och fastställas > Bör koordineras regionalt (med grannländerna)

14 14 Leveranssäkerhet - Nät > Nätkoderna kommer att sätta ramar men fortfarande osäkert när och hur > Nationella regelverk måste anpassas och roller och ansvar tydliggöras > Bl.a. systemtjänster, systemansvar, delsystemansvar (DSO)

15 15 Leveranssäkerhet - Nät > Elsystemet byggdes upp koordinerat mellan produktion och nät > Optimalt utnyttja produktionens egenskaper (Systemtjänster) > Produktionsanläggningarna centrala även för nätets robusthet i form av kapacitet och driftsäkerhet > Tillgången på systemtjänster minskar när produktionsapparaten förändras

16 16 Systemtjänster (Balansreglering, Spänningsreglering, svängmassa) > Historiskt ett överskott som inneburit att vi klarat störningar som varit allvarligare än vad systemet är dimensionerat för > Utvecklingen går mot en mer ekonomiskt optimerad nivå på systemtjänsterna > => Marginalerna blir mindre och systemet mer störningskänsligt och mindre robust

17 17 Spänningsreglering > Elsystemet helt beroende av generatorernas spänningsreglering i normal drift och vid störningar > Generatorer med anpassade egenskaper ersätts med generatorer utan sådana > Lokaliseringen ej optimal ur ett systemperspektiv > geografiskt eller spänningsmässigt

18 Spänningshållning En jämn och hög spänning en förutsättning för att kunna överföra stora effekter långa avstånd Kärnkraften

19 Spänningshållning En jämn och hög spänning en förutsättning för att kunna överföra stora effekter långa avstånd Kärnkraften Driftsäkerhet vid störningar

20 Spänningsreglering Flyttas från stamnätet 20

21 Till lägre spänningsnivåer 21

22 Lösningar finns Nyckelfråga: Vilket beroende av generatorerna i framtiden? > Synkronkompensatorer > Synkronkörning av aggregat > Annan spänningsreglerande utrustning > Nätkomponenter > Vind > HVDC VSC > Annat

23 Spänningsreglering 23 > HVDC-anläggningarna SydVästlänken och NordBalt kommer att stötta i södra Sverige > Större krav på den förnybara produktionen > Minskat beroende av produktionsanläggningar > Mer dynamiska nätkomponenter

24 Svängmassa En alltmer kritisk parameter Bortfall av produktion med olika mängd svängmassa i systemet 24

25 Svängmassans variation över tid (Sverige, Norge, Finland) 25

26 26 Simuleringar med lägst kinetisk energi år 2025 Dimensionerande fel [MW] Kinetisk energi före störning [GWs] Lägsta frekvens [Hz] , , , ,68

27 27 Svängmassa öka mängden i systemet > Bygga om anläggningar för synkrondrift > Vattenkraft eller anläggningar som inte är i drift > Kärnkraft eller andra aggregat som tagits ur drift > Installera synkronkompensatorer > Begränsa produktion som inte tillför svängmassa > Annan produktion ökar > För att hantera det värsta fallet behövs vid 80 GWs > 55 GWs vilket motsvarar > 36 synkronkompensatorer ( MVA) eller > Ombyggnad av vattenkraftgeneratorer ( MVA)

28 28 Svängmassa Reducera största bortfallet > Reduktion av den största produktionsanläggningen > Reducerar konsekvensen av bortfallet > För att hantera det värsta fallet behövs vid 80 GWs > En reduktion på 700 MW > Medför att maximala aggregatstorleken blir 900 MW

29 29 Svängmassa Syntetisk svängmassa > = Mycket snabbt frekvenssvar inmatning av aktiv effekt > Produktion bakom omformare > Vindkraft > HVDC-anläggningar > Energilager > Finns inte i drift idag > Är de tillräckligt snabba? > Hur stor uthållighet?

30 30 Systemtjänster (Spänningsreglering, frekvensreglering, svängmassa) > Behöver få ett ökat fokus > Ökade krav bör ställas på den icke planerbara produktionen > Beroendet av produktionsanläggningarna minskar > Aktiviteter och arbeten pågår, på Svenska kraftnät och i det nordiska samarbetet

31 31 Flexibilitet en framgångsfaktor > Behovet inte kritiskt idag vattenkraften > Men viktigt för att hantera förändringarna i framtiden kärnkraften och vindkraften

32 32 Flexibilitet > Flexibilitet i produktion, förbrukning och nät > Idag finns inga incitament för flexibla resurser > Flexibilitet behöver få ett värde

33 33 Flexibilitet i produktion > Vattenkraften fortsatt viktig > Skapa förutsättningar på marknaden för små aktörer > Utreda incitament för produktionsresurser att vara flexibla

34 34 Flexibilitet i förbrukning > Öppna marknaden för nya aktörer som aggregatorer > Marknadsdesign och produkter måste anpassas > Informationsbehov finns fortfarande för behovet och affärsmöjligheter

35 35 Flexibilitet i nät > Optimal kapacitet > Energilager > Inte i näten > Tillföra systemnytta > Nätkomponenter som skapar förutsättningar för flexibel drift

36 36 Ett fortsatt robust elsystem Vill vi ha ett lika robust elsystem i framtiden måste elsystemets behov prioriteras

37