SVC-dagarna 2010 27-28 januari Uppsala Vattenkraftens roll i energisystemet om 20 år? Aspekt Reglerkraft Niklas Dahlbäck, Vattenfall Vattenkraft
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
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
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
Nordiskt kraftnät
Readings from a unit with automatic frequency regulation Frequency Guide vane opening Efficiency
Handel Up and down regulation balance power consumption Market Price MWh
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?
Tidskalor Säsongsrytm Veckorytm Dygnsrytm Väder Produktionsstörningar Momentan balansering Reaktiv effekt Börshandel Reservkraft och Balanskraft Andra systemtjänster
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
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
Exempel konsekvens
SVC och reglerkraft Arbetsgrupp: Vad är reglerkraft? Tidsskalor och frågeställningar mest relevanta för vattenkraft? Hur skall SVC agera
Tidskalor Säsongsrytm Veckorytm Dygnsrytm Väder Produktionsstörningar Momentan balansering Reaktiv effekt Börshandel Reservkraft och Balanskraft Andra systemtjänster
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
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)