Elförsörjningens leveranssäkerhet Stefan Arnborg Affärsverket svenska kraftnät
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
Svenska Kraftnät > Statligt affärsverk (SvK, SJ, Sjöfartsverket, Luftfartsverket) > Myndighetsroller > Systemansvarig myndighet för el och gas > Elberedskapsmyndighet > Säkerhetsskyddsmyndighet inom elförsörjningen > Dammsäkerhetsmyndighet > Kontoföringsmyndighet för elcertifikat
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
Kontor Sollefteå Driftcentral Sundsvall Underhåll Halmstad Underhåll, elberedskap Sundbyberg huvudkontor, nationellt kontrollrum
> 400 och 220 kv friledning > Högspända likströmsförbindelser över haven > Samma frekvensläge i Sverige, Finland, Norge och Själland
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
Elens väg aktörerna på elmarknaden Elbörsen Nord Pool Elproducent - säljer till elhandelsföretag direkt eller via Nord Pool Elhandelsföretag ca 200 - balansansvariga (ca 40) - elåterförsäljare (ca 160) Elanvändare - köper av elhandelsföretag Lokalnät 175 nätägare Regionnät 6 nätägare Stamnätet Svenska Kraftnät
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
Eleffekt > Elbelastningen i Sverige varierar 9 200 27 000 MW > Max inhemsk produktion vintertid 28 200 MW > Max import 2 700 MW
Förbrukningsvariationer under veckan 30000 25000 20000 15000 10000 Vinter Sommar 5000 0 Lördag Söndag Måndag Tisdag Onsdag Torsdag Fredag
Snitt 2: max 7000 MW Medellast i Sverige timme 16 17 blev 23 217 MW (elenergin under timmen blev 23 217 MWh)
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 %
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
Stamnätets uppbyggnad > Stamnätet byggs och drivs maskat enligt N-1 kriteriet > Nordisk överenskommelse över grundprinciperna för dimensionering och drift
Stamnätsstörningar per år 350 300 250 Driftstörningar totalt Störningar med ILE Antal störningar 200 150 100 50 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Icke levererad elenergi per år 450 400 350 Höjd på stapel 10 417 MWh 300 MWh 250 200 150 100 50 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Driftstörningar per månad 40 35 30 2010 2001-2010 Antal driftstörningar 25 20 15 10 5 0 Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec
Orsak till driftstörningar 70 60 50 40 30 20 10 0 2010 2001-2010 Antal driftstörningar Annan natur Drift och underhåll Högspänningsutrustningsfel Kontrollutrustningsfel Okänt Subsynkron resonans Yttre påverkan Åska Övrigt
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
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)
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 2 000 megawatt finns tillgänglig > Effektreserv kan bestå av både ökad produktion och minskad förbrukning > Lagen gäller till 15 mars 2020
EU > Fram till 30/6 2009 var Norden organisatoriskt eget elsystem (Nordel) > Sedan 1/7 2009 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
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
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.
Exempel > Mer robust stationsutformning
Frånskiljare
Strömbrytare
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
400 kv ställverk åren 1970-1980 35 frånskiljare 33 D400 B400 A400 C400 Målsättningen var att minimera antalet brytare
Frånskiljande brytare > Uppfanns av ABB > Första installation år 2001 > SvK köper bara frånskiljande brytare
Ny utformning av stora ställverk Samlings- Busbar skena A Frånskiljande brytare Disconnecting circuit breaker Samlingsskena Busbar B Målsättningen är att ha högsta möjliga driftsäkerhet
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