SVC-dagarna januari Uppsala. Vattenkraftens roll i energisystemet om 20 år? Aspekt Reglerkraft Niklas Dahlbäck, Vattenfall Vattenkraft

Transkript

1 SVC-dagarna januari Uppsala Vattenkraftens roll i energisystemet om 20 år? Aspekt Reglerkraft Niklas Dahlbäck, Vattenfall Vattenkraft

2 Vattenkraften är flexibel Lätt reglerbar Har oftast direkt lagring Breda driftområden Låg bränslekostnad Låg personaltäthet, fjärrstyrbar Robust, låg felfrekvens I början av elkraftsystemets utbyggnad löstes reglerbehov normalt på ett enkelt sätt

3 Konsumtionsvariation Stor del av denna planerbart mönster Låg andel produktion som är svårplanerbar i de medellånga tidsskalorna (timmar-vecka) Beredskap för störningar i stora produktionsanläggningar eller transmissionsledningar. Typiskt idag

4 Hanteringsystem idag Nordiskt kraftnät, SVK inköp av systemtjänster Automatiska (frekvensreglering) Manuella fjärrjusteringar Central hantering av beredskap för reserver Elhandel till kl 12 dygnet före Justeringshandel 36-0 tim

5 Nordiskt kraftnät

6 Readings from a unit with automatic frequency regulation Frequency Guide vane opening Efficiency

7 Handel Up and down regulation balance power consumption Market Price MWh

8 Prognos för framtiden Introduktion av vind och andra förnyelsebara källor i storskala ökar andelen oplanerbar produktion Andra konsumtionsmönster (besparingsiver mer on/off,laddbilar.. ) Störningskänsligare apparater och samhälle Näten större (kapacitet, internationella..) Handelsystemen förändras (andra tidsramar, effektmarknad, andra systemtjänster ) Klimatförändringar? (säsongsmönster..) Värdering miljöfaktorer?

9 Tidskalor Säsongsrytm Veckorytm Dygnsrytm Väder Produktionsstörningar Momentan balansering Reaktiv effekt Börshandel Reservkraft och Balanskraft Andra systemtjänster

10 Lära av historien Vattenkraftverk byggt 1967 i tanke att användas i huvudsak som baskraftstation och med kapacitet som störningsreserv. 20 år senare toppkraftverk, pga av storskalig introduktion av ny energikälla

11 Konsekvenser Ökade förluster i tunnlar och kanaler vid körning vid max Ökat slitage, utryckningar, ökat tillsynsbehov vid många start/stopp Ökad risk för användning utanför designområde

12 Exempel konsekvens

13 SVC och reglerkraft Arbetsgrupp: Vad är reglerkraft? Tidsskalor och frågeställningar mest relevanta för vattenkraft? Hur skall SVC agera

14 Tidskalor Säsongsrytm Veckorytm Dygnsrytm Väder Produktionsstörningar Momentan balansering Reaktiv effekt Börshandel Reservkraft och Balanskraft Andra systemtjänster

15 Exempel frågeställningar med hög prioritet Mekaniska vibrationer, rotordynamik (initierade av regleringar) Konsekvenser av lastförändringar på värmefördelning i generatorlindningar (ex: isoleringsmekanik p.g.a. termisk cykling, änduppvärmning) Termisk cykling, strukturmekanik i generator och dess omgivning Konsekvenser av AGC-LFC ( t.ex. risk för påtvingade svängningsförlopp som kan ge resonanser i anläggning) Hydrauliska transienter (funktion och designkriterier vid såväl snabba och aggregatnära som lite långsammare och utbredda över hela anläggningen (svallning)) Konsekvenser och förbättringsåtgärder vid mer drift utanför energieffektivaste driftpunkt (ex: förluster i vattenvägar) Nytänkande konceptuella lösningar

16 Förslag SVC agerande Reglerkraftaspekter en viktig drivkraft för vidareutveckling av verksamhetsområden och därmed prioriterat vid diskussion av fördjupningsprojekt Utnyttja existerande miljöer Viktigaste tidsskalor; korta (start/stopp) och inom dygnet (termiska tidskonstanter och avstånd mellan större regleringar) Fokus på Livslängdspåverkande och uppdaterade designkriterier för anläggningsäkerhet Behov av tvärkopplande samarbete inom SVC och utom SVC (yttre exempel: elmarknadsutv,kraftsystemanalys,miljövärdering) Behov av fördjupningsprojekt (doktorandprojekt inom verksamhetsområdena) kompletterat med kartläggningstudier Punkter ovan stöds av extra seniorresurs (G Andree)