Tidsserier och vattenkraftoptimering presentation 2015-10-22 Mikael Sundby
Varför behöver vi långa tidsserier? Vi behöver långtidsprognoser på tillrinning både för prisprognosticering och optimering av produktionen Efter en två veckors korttidsprognos är prognosen statistik även om utveckling av säsongsprognoser är ett viktigt utvecklingsområde Förr använde vi statistik på tillrinning-nu hydrologisk modell Medel: 50-80, 50-90, 60-00, 60-10 Då-Avvägning datakvalite mot längd Nu-Vilken period är mest representativ Jämför meteorologi är standardperioden 30 år 2
Vattenkraftplanering med tidsserier/modeller Kort prognos Kort prisprognos Kort prognos Kortidsoptimering Hydrologisk modell Lång+kort prognos Säsongsoptim. Vattenvärden Lång+kort prognos Lång prisprognos 3
The HBV-model from SMHI 4
Vad optimerar vi mot? 110 100 90 80 EUR/MWh Nord Pool, Systempris Vecka Månad Kvartal År 70 60 50 40 30 20 10 0 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 Källa: Nord Pool Spot, Nasdaq/OMX Commodities, Svensk Energi 5 2015-10-26 5
Prisprognoser från statistiska serier EUR/MWh 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Prognos 14 okt Terminsmarknad den 13 okt 6 6
Påstående Svårt att hitta säkra statistiska trender för tillrinning även om man kan hitta det i temperatur och nederbörd I långa mätserier ser vi olika perioder med våta och torra avsnitt Vi tror(eller snarare vet) att klimatet kommer att ändras och att det kommer att både öka tillrinningen och omfördela den under året Blandas ofta ihop vad man kan visa i mätdata och vad man tror/vet kommer att hända. 7
För den som vill veta mer: Klimat, vattentillgång och höga flöden i Sverige 1860-2010, Elforsk rapport 11:73 8
Nationella trender (Sverige) SMHI Temperatur Nederbörd Avrinning 9
Regionala trender i Sverige SMHI Temperatur Nederbörd Avrinning 10 Källa: Klimat, vattentillgång och höga flöden i Sverige 1860-2010, Elforsk rapport 11:73
Observationer i Sverige SMHI 11 Källa: Klimat, vattentillgång och höga flöden i Sverige 1860-2010, Elforsk rapport 11:73
Förändring i avrinning (ref. 1961-1990) SMHI Lindström, 2011 Wilson, 2010 12
Trender i Norden Avrinning SMHI 1920-2005 1941-2005 1961-2000 Källa: Wilson, D., Hisdal, H., Lawrence, D. (2010) Has streamflow changed in the Nordic 13 countries? Recent trends and comparisons to hydrological projections. Journal of Hydrology, 394, 334 346
Lång vattenföringsserie Norge SMHI 14
Några slutsatser från studien Normalperioden 1961-1990 är något kallare än medelvärdet för hela 1900-talet. Temperaturen i Sverige har varit ovanligt hög den senaste 20- årsperioden, med ett temperaturöverskott runt 1 grad i hela landet, jämfört med den gällande normalperioden 1961-1990. Avrinningen var hög under 1920-talen, 1980- och 1990-talen. Det torraste årtiondet var 1970-talet. Exempel på torra år under senare tid är 1996 och 2003. Avrinningen vintertid har varit hög under senare år, särskilt i södra Sverige, beroende på de milda vintrarna. Avrinningen kan sägas ha kulminerat med år 2000, efter två blöta årtionden. Den senaste tioårsperioden är mer lik tidigare förhållanden, om än något blötare än långtidsmedlet. 15
Klimatprojektioner SMHI Idag Source: Technical Summary. Box 1.1, Figure 3, IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom 16 and New York, NY, USA, 1535 pp.
SMHI Hydrologiska effektstudier Strålningsdrivning Global klimatmodell Regional klimatmodell Regionala klimatdata Hydrologisk modell Regn och snö Framtidens flöden Avdunstning Markfuktighet Avrinning DBS 17 17
Tillrinningsförändring 2021-2040 SMHI 2015-10- 26 18 Referensperiod 18 1962-2007
Tillrinningsförändring 2041-2060 SMHI 2015-10- 26 19 Referensperiod 19 1962-2007
Vilka tidsserier skall man använda? Ett alternativ är att använda kortare tidsserier eftersom de senare åren generellt är blötare-förlorar den naturliga variabiliteten Enkel trendanalys och applicera en korrektion-trendanalys är osäkert, resultatet blir olika beorende på vilken längd man använder Lägger på en klimatkorrektion utifrån klimatscenariekörningar enligt teknik som tex SMHI gör. DBS-Distribution based scaling, Viktigt att de görs på tillrinning/avrinning men många frågor: Stor spännvidd beroende på vilka scenarier man använder Vilken detaljnivå? Älv, land, avrinningsområde? Vilka år är intressanta? De närmaste åren intressantast för oss. 20