23.07.2013 Views

Issue paper 1 - Fremtidssikring af elnettet.pdf - Klima-, Energi

Issue paper 1 - Fremtidssikring af elnettet.pdf - Klima-, Energi

Issue paper 1 - Fremtidssikring af elnettet.pdf - Klima-, Energi

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

<strong>Issue</strong> Paper<br />

Arbejdsgruppe G1<br />

Smart Grid Netværket<br />

<strong>Fremtidssikring</strong> <strong>af</strong> <strong>elnettet</strong><br />

Håndtering <strong>af</strong> op til 50 pct. fluktuerende elproduktion i 2020


i. Indholdsfortegnelse<br />

I. INDHOLDSFORTEGNELSE........................................................................................................................................ 2<br />

II. FORORD................................................................................................................................................................. 3<br />

III. DELTAGERE............................................................................................................................................................ 4<br />

1 INDLEDNING .......................................................................................................................................................... 5<br />

2 STATUS FOR OMRÅDET.......................................................................................................................................... 6<br />

2.1 PLANLAGT UDBYGNING AF TRANSMISSIONSNETTET .............................................................................................................. 6<br />

2.2 STYRING AF TRANSMISSIONSNET ...................................................................................................................................... 7<br />

2.3 SYSTEMBÆRENDE EGENSKABER........................................................................................................................................ 7<br />

2.4 PLANLAGT UDBYGNING AF DISTRIBUTIONSNETTET................................................................................................................ 8<br />

2.5 STYRING AF DISTRIBUTIONSNETTET................................................................................................................................... 9<br />

3 RELEVANTE INTERNATIONALE TENDENSER........................................................................................................... 10<br />

3.1 GLOBALE TENDENSER .................................................................................................................................................. 10<br />

3.2 STÆRKT ENGAGEMENT FRA EUROPA I SMART GRID ........................................................................................................... 11<br />

4 BESKRIVELSE OG TIDSHORISONT FOR DELELEMENTER.......................................................................................... 13<br />

4.1 DET INTELLIGENTE ELSYSTEM I 2020 .............................................................................................................................. 13<br />

4.2 ET AKTIVT TRANSMISSIONSNET ...................................................................................................................................... 15<br />

4.3 ET AKTIVT DISTRIBUTIONSNET........................................................................................................................................ 15<br />

4.4 ØGET KOMMUNIKATION OG OVERVÅGNING ..................................................................................................................... 16<br />

4.5 STABILITET I ET FLUKTUERENDE ELSYSTEM ........................................................................................................................ 16<br />

5 GAP‐ANALYSE OG UDFORDRINGER ...................................................................................................................... 18<br />

5.1 ET AKTIVT TRANSMISSIONSNET ...................................................................................................................................... 18<br />

5.2 ET AKTIVT DISTRIBUTIONSNET........................................................................................................................................ 18<br />

5.3 ØGET KOMMUNIKATION OG OVERVÅGNING ..................................................................................................................... 19<br />

5.4 STABILITET I ET FLUKTUERENDE ELSYSTEM ........................................................................................................................ 20<br />

5.5 STYRKELSE AF STANDARDISERINGSARBEJDET..................................................................................................................... 21<br />

5.6 VURDERING AF SAMFUNDSØKONOMI I UDFORDRINGERNE/INVESTERINGER............................................................................. 21<br />

5.7 FLEKSIBILITET I UDRULNINGEN AF SMART GRID ................................................................................................................. 22<br />

6 ANBEFALINGER .................................................................................................................................................... 24<br />

6.1 STYRKELSE AF STANDARDISERINGSARBEJDET..................................................................................................................... 24<br />

6.2 ANBEFALINGER TIL INITIATIVER TIL BRANCHEN .................................................................................................................. 26<br />

BILAG 1 AKTIV STYRING AF TRANSMISSIONSNETTET .................................................................................................... 30<br />

BILAG 2 AKTIV STYRING AF DISTRIBUTIONSNETTET ...................................................................................................... 31<br />

BILAG 3 FREMTIDENS STYRINGSKONCEPT .................................................................................................................... 32<br />

BILAG 4 TYPEGODKENDELSE OG MÆRKNINGSORDNING............................................................................................... 37<br />

I.<br />

REFERENCER ........................................................................................................................................................ 39<br />

2/39


ii. Forord<br />

Den politiske målsætning er, at Danmark skal være u<strong>af</strong>hængig <strong>af</strong> fossile brændsler i 2050. Det kræver en massiv<br />

omstilling <strong>af</strong> det eksisterende energisystem, hvor en <strong>af</strong> grundpillerne vil være det intelligente elsystem – et<br />

Smart Grid – som sikrer, at de store mængder <strong>af</strong> vedvarende energi kan indpasses effektivt i energisystemet via<br />

<strong>elnettet</strong>.<br />

<strong>Klima</strong>‐ og energiministeren nedsatte november 2010 et Smart Grid Netværk. Netværket er et bredt sammensat<br />

fagligt forum for rapportering, videndeling og analyse <strong>af</strong> de nødvendige lovmæssige tiltag, som er nødvendige<br />

for at skubbe på udrulningen <strong>af</strong> Smart Grid i Danmark.<br />

Formålet med arbejdet har været at få sat ord på visionen om det effektive, intelligente elsystem i Danmark og<br />

de udfordringer, som elsystemet står overfor, hvis systemet skal kunne håndtere indpasning <strong>af</strong> op til 50 pct.<br />

vindenergi i 2020. Netværket har også <strong>af</strong>dækket konkrete løsninger og initiativer, der kan forberede <strong>elnettet</strong> til<br />

at kunne håndtere så store mængder vindenergi.<br />

Arbejdsgruppens opgave er givet som formuleret nedenfor.<br />

<strong>Fremtidssikring</strong> <strong>af</strong> <strong>elnettet</strong><br />

– håndtering <strong>af</strong> op til 50 pct. fluktuerende elproduktion i 2020<br />

Gruppen skal med udgangspunkt i eksisterende kortlægninger og analyser <strong>af</strong> strukturer og begrænsnin‐<br />

ger i det danske elsystem 2020 udarbejde konkrete bud på, hvilke tekniske og systemmæssige udvik‐<br />

lingsbehov der er for elforsyningssystemet, når målsætningen om intelligent integration <strong>af</strong> 50 pct. ved‐<br />

varende elproduktion skal imødekommes.<br />

Gruppen bør komme med konkrete bud på, hvad der kan fremtidssikre elsystemet, som fx nye net‐ og<br />

styringsarkitekturer, mere måleudstyr, optiske sensorer, og nye it‐ og kommunikationssystemer, der kan<br />

overvåge, styre og drive elsystemet med det formål, at den nye intelligens kan bidrage til et pålideligt og<br />

samfundsøkonomisk effektivt elsystem, der kan håndtere udbygningen med vedvarende energi.<br />

Gruppens arbejde har været fokuseret på en generel beskrivelse <strong>af</strong> de helt overordnede systemmæssige behov<br />

og mere specifikt på selve <strong>elnettet</strong> og dets styring. Virkemidler til fremme <strong>af</strong> Smart Grid, behovet for FUD<br />

(forskning, udvikling og demonstration), forbrugerperspektiver og anvisninger til, hvordan det intelligente net<br />

kan interagere med forbrugerne, elsystemets aktører og nye udbydere <strong>af</strong> services samt erhvervs‐ og vækstpo‐<br />

tentialet inden for Smart Grid, er behandlet i de øvrige arbejdsgrupper 2‐5. Gruppernes arbejde skal ses i en<br />

sammenhæng.<br />

3/39


iii. Deltagere<br />

Arbejdsgruppen har besvaret opgaven ved hjælp <strong>af</strong> eksisterende, tilgængelige analyser, ekspertviden fra eks‐<br />

ternt indkaldte bidragsydere, samt gennem en række arbejdsnotater. Arbejdsgruppen består <strong>af</strong> følgende med‐<br />

lemmer:<br />

- Charlotte Søndergren, Chefkonsulent, Dansk <strong>Energi</strong><br />

- Allan Norsk Jensen, Chefkonsulent, Dansk <strong>Energi</strong><br />

- Jacob Østergaard, Professor, Leder, Center for Elteknologi DTU<br />

- Anders Troi, Programleder, Intelligent Energy Systems, Risø DTU<br />

- Martin Sjøberg, Risø DTU<br />

- Ove Poulsen, Professor, Direktør for Aarhus School of Engineering, Aarhus Universitet<br />

- Per R. Kofod, Salgsdirektør, ABB<br />

- Tine Friis Gade, Konsulent, DI‐<strong>Energi</strong>branchen<br />

- Rasmus Hauch, It‐arkitekt, DI‐ITEK (IBM)<br />

- Maria Hillingsøe Stubberup, Regional Projektleder, Udenrigsministeriet<br />

- Anders Højgaard Kristensen, Civilingeniør, <strong>Energi</strong>styrelsen<br />

- Dorthe Vinther, Udviklingsdirektør, <strong>Energi</strong>net.dk (Formand)<br />

- Kim Behnke, Forsknings‐ og miljøchef, <strong>Energi</strong>net.dk<br />

- Søren Friismose Jensen, Senioringeniør, <strong>Energi</strong>net.dk (Sekretær)<br />

4/39


1 Indledning<br />

Den politiske målsætning er, at Danmark skal blive u<strong>af</strong>hængig <strong>af</strong> fossile brændsler i 2050. Denne målsætning<br />

betyder en markant udbygning <strong>af</strong> vindkr<strong>af</strong>ten i Danmark, og allerede inden for 10 år kan virkeligheden blive et<br />

elsystem, hvor 50 pct. <strong>af</strong> energien kommer fra vind.<br />

Elsystemet forventes at blive omdrejningspunktet for det paradigmeskifte, som energisystemet står overfor.<br />

Visionen om et Danmark uden fossile brændsler kræver en omlægning i måden, vi producerer og bruger energi<br />

på. Fra at producere energi, når vi bruger den, skal vi til at bruge mere energi, når den produceres – når vinden<br />

blæser, eller solen skinner.<br />

Elforbruget – og dermed også energitransporten i <strong>elnettet</strong> – forventes på langt sigt at vokse kr<strong>af</strong>tigt. Ud over<br />

klassisk elforbrug til forskellige apparater og serviceydelser skal der fremover bruges elektricitet til produktion<br />

<strong>af</strong> fjernvarme via varmepumper, til varmepumper i de enkelte bygninger som erstatning for individuelle olie‐<br />

eller naturgasfyr, til procesformål i industrien og til transportområdet.<br />

I fremtiden ventes el, som er baseret på vedvarende energi, derfor at blive en væsentlig større energibærer i<br />

det samlede energisystem. I et system domineret <strong>af</strong> vindkr<strong>af</strong>t kan solceller, biomasse og forskellige former for<br />

VE‐gas blive vigtige energikilder – særligt når der er lav vindkr<strong>af</strong>tproduktion.<br />

Fremover vil de centrale kulkr<strong>af</strong>tværker enten blive omstillet til biomasse med primært fokus på varmeproduk‐<br />

tion eller lukket ned til fordel for vindmøller, solceller, bølgekr<strong>af</strong>t og anden miljøvenlig elproduktion. Desuden<br />

vil VE‐gas kunne anvendes i brændselsceller, i varmesektoren og til transportformål.<br />

Transport<br />

• El anvendelsen skal udvides til flere sektorer<br />

• <strong>Energi</strong>sektorerne skal samarbejdes og sammentænkes<br />

• Afhængigheden <strong>af</strong> fossile brændsler skal reduceres<br />

Andel elektricitet i dag<br />

Varme Køling Produktion Services<br />

Transportsystem for El, Varme og Gas<br />

<strong>Energi</strong> omsætning<br />

Belysning<br />

Kul og olie Naturgas Vind Biomasse VE-gas Sol<br />

<strong>Energi</strong> levering i dag<br />

Transport<br />

• El bliver morgendagens væsentligste energibærer<br />

• Vind og biomasse som væsentligste energikilder<br />

• Fleksibelt forbrug til at følge fleksibel produktion<br />

Andel elektricitet i fremtiden<br />

Varme Køling Produktion Services<br />

Transportsystem for El, Varme og Gas<br />

<strong>Energi</strong> omsætning<br />

Kul og olie Naturgas VE-gas Sol Biomasse Vind<br />

Fortiden Fremtiden<br />

Figur 1 Omstillingen <strong>af</strong> elsystemet bliver markant på langt sigt.<br />

<strong>Energi</strong> levering i fremtiden<br />

Ovenstående figurer viser skematisk den markante omstilling, som elsystemet skal kunne håndtere i de kom‐<br />

mende år, uden at forsyningssikkerheden bliver mindre, og at markedsbetjeningen bliver dårligere.<br />

Belysning<br />

Det er ikke kun i Danmark, der er erkendt et behov for at udvikle elsystemet til dækning <strong>af</strong> fremtidens udfor‐<br />

drende behov. På EU‐niveau er det en stigende erkendelse, at netop et robust og velfungerende elsystem til<br />

transmission <strong>af</strong> el er en alt<strong>af</strong>gørende forudsætning for, at hele EU kan nå de <strong>af</strong>talte klimamål. Veludbyggede<br />

transmissionslinjer er en grundforudsætning for, at EU kan integrere tilstrækkeligt meget vedvarende energi.<br />

5/39


2 Status for området<br />

I det følgende <strong>af</strong>snit gives en kort status for udbygningsplaner for <strong>elnettet</strong> samt graden <strong>af</strong> automatisering i el‐<br />

systemet set i relation til Smart Grid.<br />

Elsystemet i Danmark bliver løbende udbygget og omlagt i forhold til øgede krav om indpasning <strong>af</strong> vedvarende<br />

energi, opretholdt forsyningssikkerhed, fortsat mere velfungerende markeder og kabellægning.<br />

Generelt betragtes det danske elsystem som robust og veludbygget. De nordiske landes førerposition i forhold<br />

til udvikling <strong>af</strong> elmarkedet kombineret med de store mængder <strong>af</strong> vindkr<strong>af</strong>t, som allerede i dag er effektivt inte‐<br />

greret i det danske elsystem, er hovedårsagen til, at Danmark også internationalt opfattes som førende i for‐<br />

hold til udvikling <strong>af</strong> et elsystem med store mængder <strong>af</strong> vedvarende energi. Også på Smart Grid‐området er<br />

Danmark godt med, blandt andet ved at gå forrest med en række FUD‐projekter, som skal sikre, at Danmark er i<br />

front med etableringen <strong>af</strong> Smart Grid i elsystemet. De internationale tendenser på området er beskrevet i Af‐<br />

snit 3.<br />

Omstillingen <strong>af</strong> elsystemet til håndtering <strong>af</strong> 50 pct. vind kræver imidlertid fortsat udbygning <strong>af</strong> <strong>elnettet</strong>, øget<br />

automatisering og intelligens samt øget fleksibilitet i forbrug og produktion. I dette <strong>af</strong>snit fokuseres primært på<br />

de to førstnævnte områder.<br />

2.1 Planlagt udbygning <strong>af</strong> transmissionsnettet<br />

Når 50 pct. vindkr<strong>af</strong>t skal indpasses i elsystemet, skal det danske elsystem kobles stærkere til det europæiske<br />

net. Det betyder nye transmissionsforbindelser til og i nabo‐områder, når der er god samfundsøkonomi i det.<br />

I de kommende år frem mod 2020 er der planlagt udbygning <strong>af</strong> eltransmissionsnettets handelsforbindelser<br />

både mod Norden og mod Kontinentet. Derudover forventes tilslutning <strong>af</strong> flere havmølleparker og <strong>af</strong>ledte for‐<br />

stærkninger <strong>af</strong> det indenlandske transmissionsnet. Se Figur 2.<br />

Figur 2 Nye hovedforbindelser i transmissionsnettet – planlægges og undersøges.<br />

6/39


I den planlagte udbygning <strong>af</strong> transmissionsnettet er der hele tiden fokus på effektiv udnyttelse <strong>af</strong> transmissi‐<br />

onsnettet via rådighed for markedet samt samfundsøkonomisk <strong>af</strong>vejning i forhold til reservation <strong>af</strong> reserver.<br />

I øjeblikket er en fjerde Skagerrak‐forbindelse mellem Norge og Danmark under etablering. COBRA‐<br />

forbindelsen mellem Danmark og Holland undersøges i et samarbejde med hollandske TenneT. I Kriegers Flak‐<br />

projektet undersøges potentialet for en samlet løsning for tilslutning <strong>af</strong> havmøller og behovet for ny handels‐<br />

kapacitet mellem Danmark og Tyskland. Analyser <strong>af</strong> det samfundsøkonomiske potentiale i en ny forbindelse<br />

mellem DK1 (Vestdanmark)og DK2 (Østsdanmark) pågår også p.t. Generelt varetager <strong>Energi</strong>net.dk løbende<br />

opgaven i forhold til vurderinger <strong>af</strong> det økonomiske potentiale i etablering <strong>af</strong> nye udbygninger <strong>af</strong> eltransmis‐<br />

sionsnettets handelsforbindelser.<br />

Desuden fortsættes kabellægningen <strong>af</strong> transmissionsnettet på 132 kV‐ og 150 kV‐niveau og <strong>af</strong> nye 400 kV‐<br />

forbindelser som følge <strong>af</strong> kabelhandlingsplanen, som blev tiltrådt <strong>af</strong> de politiske partier, med undtagelse <strong>af</strong><br />

Enhedslisten, i foråret 2009.<br />

2.2 Styring <strong>af</strong> transmissionsnet<br />

Kommunikationsinfrastrukturen i transmissionsnettet er baseret på optiske fibre. Der er i dag mere end 3.000<br />

km optiske fibre i transmissionsnettet.<br />

En række <strong>af</strong> <strong>Energi</strong>net.dk's kontrolcenters procedurer i forbindelse med driften <strong>af</strong> elsystemet (styringer, målin‐<br />

ger, alarmeringer) foregår i dag relativt simpelt og ved manuelle procedurer i traditionelle SCADA‐systemer.<br />

Langt de fleste hændelser i elsystemet forudsætter menneskelig indgriben og aktive beslutninger <strong>af</strong> personalet<br />

i kontrolcentret. Der har indtil for få år tilbage ikke været behov for og økonomisk effektivitet i mere komplekse<br />

og automatiske styringer.<br />

Generelt arbejdes der på at sikre en fortsat bedre udnyttelse <strong>af</strong> de eksisterende ledninger, så transmissionsnet‐<br />

tet kan drives tættere på de termiske grænser. Samtidig udvides, ombygges og kabellægges transmissionsnet‐<br />

tet kr<strong>af</strong>tigt i de kommende år.<br />

Disse ændringer stiller øgede krav til driften <strong>af</strong> transmissionsnettet, som bliver både mere omfangsrig og mere<br />

kompleks. Der er derfor behov for en gradvis overgang til mere automatiske styringer og et delvist aktivt<br />

transmissionsnet.<br />

<strong>Energi</strong>net.dk arbejder løbende på at implementere øget automatisering. Der er blandt andet etableret automa‐<br />

tisk spændingsstyring i forbindelse med tilslutningen <strong>af</strong> det 100 km lange kabel til havmølleparken Horns Rev 2.<br />

Løsningen giver en væsentlig <strong>af</strong>lastning <strong>af</strong> kontrolcentret hos <strong>Energi</strong>net.dk. Se Bilag 1.<br />

Andre eksempler på øget automatisering i transmissionsnettet er implementeringen <strong>af</strong> en Reactive Power<br />

Control (RPC), som en del <strong>af</strong> HVDC‐anlægget på Storebæltsforbindelsen.<br />

De gode erfaringer med aktiv spændingsstyring fra Horns Rev 2 har allerede resulteret i en beslutning om også<br />

at implementere aktiv spændingsstyring i forbindelse med nettilslutningen <strong>af</strong> havmølleparken ved Anholt.<br />

2.3 Systembærende egenskaber<br />

For at kunne drive det eksisterende transmissionsnet på forsvarlig vis er det nødvendigt at have adgang til en<br />

række såkaldte systembærende egenskaber (se faktaboks). Dette er for at holde spændingen i elsystemet i et<br />

7/39


tilladeligt interval og for at gøre elsystemet robust over for fejlhændelser. De systembærende egenskaber leve‐<br />

res i dag primært fra de centrale kr<strong>af</strong>tværker, der er tilsluttet transmissionsnettet.<br />

Faktaboks – systembærende egenskaber<br />

Ved systembærende egenskaber forstås de ydelser, der er nødvendige for at opretholde en sikker og stabil drift <strong>af</strong><br />

elsystemet, og som ikke tilvejebringes i reservemarkederne:<br />

Frekvensstabilitet: Opretholdelse <strong>af</strong> stabil frekvens ud over hvad balanceringen i de aktive effektmarkeder formår.<br />

Til frekvensstabilitet knytter sig inerti, frekvensreserver og transiente reserver.<br />

Spændingsstabilitet: Opretholdelse <strong>af</strong> stabil spænding med mindst mulig transport <strong>af</strong> reaktiv effekt og maksime‐<br />

ring <strong>af</strong> den aktive effekttransport. Til spændingsstabilitet knytter sig VAr‐reserver og spændingskvalitet.<br />

Kortslutningseffekt: Opretholdelse <strong>af</strong> et passende kortslutningseffektniveau, som ikke er så stort, at komponenter<br />

ødelægges i tilfælde <strong>af</strong> kortslutninger i elsystemet. Samtidig skal kortslutningseffekt være stor nok til, at det er<br />

muligt at drive elsystemet, så både de klassiske jævnstrømsforbindelser (HVDC) og anvendte relæbeskyttelser kan<br />

fungere.<br />

Den fortsatte udbygning med vindkr<strong>af</strong>t og øgede miljøkrav medvirker til, at flere centrale anlæg i disse år tages<br />

ud <strong>af</strong> drift eller får forlænget startvarsel (mølposelægning). Dette gør det vanskeligere at tilvejebringe de sy‐<br />

stembærende egenskaber fra centrale anlæg. Behovet for at supplere de systembærende egenskaber fra de<br />

centrale anlæg er allerede til stede i dag, og behovet vil øges de kommende år.<br />

Teknisk set kan de nødvendige systembærende egenskaber alternativt tilvejebringes ved at indbygge kompo‐<br />

nenter i transmissionsnettet. Komponenterne er primært SVC/STATCOM‐anlæg og synkronkompensatorer.<br />

Fordelene ved disse komponenter, i forhold til de traditionelle kr<strong>af</strong>tværker, er, at de er specielt beregnet til at<br />

levere systembærende egenskaber uden samproduktion med energi. De forventes derfor også at være væsent‐<br />

lig billigere i drift. Til gengæld kan komponenterne i transmissionsnettet ikke levere energi ligesom kr<strong>af</strong>tværker,<br />

vindmøller med flere.<br />

<strong>Energi</strong>net.dk arbejder ud fra et markedsperspektiv, hvor systembærende egenskaber i størst muligt omfang<br />

udbydes for dermed at sikre bredest mulig tilgang og sikre de bedste samfundsøkonomiske løsninger. Med<br />

hensyn til flere <strong>af</strong> de systembærende egenskaber er det vanskeligt at etablere et velfungerende marked, da<br />

udbuddet kan være meget begrænset inden for den geogr<strong>af</strong>iske lokation. Derudover er der en række udfor‐<br />

dringer med at skabe præcise specifikationer for delkomponenter såsom kortslutningseffekt. Grundtanken er<br />

derfor at investere i anlægskomponenter i transmissionsnettet eller få leveret ydelsen fra et kr<strong>af</strong>tværk, der<br />

eventuelt er ombygget, <strong>af</strong>hængig <strong>af</strong> hvilken løsning der har den bedste samfundsøkonomi.<br />

Komponenter i transmissionsnettet løser ikke problemstillinger vedrørende den aktive effektbalance generelt<br />

eller specifikke problemer i distributionsnettet, fx spændingsforhold og flaskehalse. Her kan Smart Grid‐<br />

teknologierne især give et værdifuldt bidrag på sigt.<br />

2.4 Planlagt udbygning <strong>af</strong> distributionsnettet<br />

Udnyttelse <strong>af</strong> energien produceret på øget mængde <strong>af</strong> centrale og decentrale vindkr<strong>af</strong>tanlæg vil betyde, at<br />

forbruget <strong>af</strong> elektrisk energi i forbrugsleddet skal øges. Samtidig skal forbruget i øget grad følge produktionen<br />

8/39


og ikke omvendt. <strong>Energi</strong>transporten i distributionsnettene vil altså stige, men effektbelastningen vil øges endnu<br />

mere, da vindkr<strong>af</strong>ten typisk vil have en væsentlig lavere kapacitetsfaktor, end elforbruget har i dag.<br />

Distributionsnettene vil i fremtiden blive belastet væsentlig mere end i dag og vil i fremtiden kunne udgøre en<br />

begrænsning for udnyttelsen <strong>af</strong> den vedvarende energi. Begrænsningerne vil være koncentreret i områder,<br />

hvor nyt elforbrug til opvarmning og transport optræder.<br />

Begrænsninger i form <strong>af</strong> utilstrækkelig netkapacitet kan imødegås med forstærkning <strong>af</strong> nettet eller ved styring<br />

<strong>af</strong> elforbruget ved hjælp <strong>af</strong> incitamenter eller direkte styring. Dertil kan større grad <strong>af</strong> overvågning i distributi‐<br />

onsnettet betyde en større mulighed for at udnytte <strong>elnettet</strong> – se <strong>af</strong>snit 2.5. Alle disse løsninger forventes at<br />

blive nødvendige, hvis der skal opnås en økonomisk fornuftig <strong>af</strong>vejning mellem investeringer og udnyttelse <strong>af</strong><br />

den vedvarende energi. 1<br />

I dag er forstærkninger <strong>af</strong> nettet den altovervejende anvendte praksis ved dimensionering og udvikling <strong>af</strong> di‐<br />

stributionsnettet. Skal fremtidens distributionsnet drives mere "Smart" og kapaciteten i distributionsnettene<br />

udnyttes bedre, skal der ske en teknologisk udvikling, der muliggør styring <strong>af</strong> elforbruget samt en udvikling i<br />

den måde, hvorpå netvirksomhederne hidtil har håndteret flaskehalse i nettene.<br />

2.5 Styring <strong>af</strong> distributionsnettet<br />

I distributionsnettet er der i dag kun en beskeden grad <strong>af</strong> målinger og automatisering. Målingerne og mulighe‐<br />

der for via fjernbetjening at koble med <strong>elnettet</strong>s brydere er i dag primært begrænset til de stationer, der forsy‐<br />

ner 10‐20 kV‐nettet samt til det overliggende net. Distributionsselskabernes kontrolcentre har derfor kun ringe<br />

grad <strong>af</strong> indsigt i nettets tilstand på de lavere spændingsniveauer. Der er derfor også relativt stor usikkerhed om<br />

den faktiske belastning <strong>af</strong> nettet på 10‐20 kV‐niveau og 0,4 kV‐niveau og dermed et lille kendskab til, om nettet<br />

er udnyttet tæt på kapacitetsgrænsen.<br />

Ved at øge antallet <strong>af</strong> målinger i nettet kombineret med mulighed for fjernbetjening <strong>af</strong> centrale netstationer<br />

(20‐10/0,4 kV) vil en større del <strong>af</strong> nettets belastningsevne kunne udnyttes, og forstærkninger <strong>af</strong> nettet vil kunne<br />

udskydes, måske helt undgås. Styring <strong>af</strong> forbrug og produktion vil typisk ske indirekte via markedsmekanismer,<br />

eventuelt kombineret med bilaterale <strong>af</strong>taler med større producenter/forbrugere. Princippet om, at distributi‐<br />

onsnettene skal kunne levere den efterspurgte effekt, forventes fastholdt, dog vil prissignaler og bilaterale<br />

<strong>af</strong>taler kunne anvendes til at flytte fleksibelt elforbrug væk fra spidslastperioderne.<br />

Enkelte distributionsselskaber har allerede igangsat projekter, der har som mål at opnå en større udnyttelse <strong>af</strong><br />

distributionsnettets kapacitet. Et eksempel er DONG Energys Smart PIT projekt, hvor eksisterende og hidtidige<br />

separate data kombineres i en samlet datakilde, suppleret med måledata fra overvågede netstationer i distri‐<br />

butionsnettet. Dette gør det muligt kontinuert at estimere tilstanden i distributionsnettet og dermed belaste<br />

nettets komponenter tættere på deres termiske dimensioneringsgrænse, se Bilag 2.<br />

1 Ref. "Smart Grid I Danmark".<br />

9/39


3 Relevante internationale tendenser<br />

Smart Grid er ikke kun på dagsordenen i Danmark, men i hele verden. Udviklingen i Europa er i vid udstrækning<br />

drevet <strong>af</strong> klimaudfordringen og målet om indpasning <strong>af</strong> vedvarende energi, mens den i næsten alle andre lande<br />

handler om at bruge Smart Grid til at fordele forbruget for at undgå overbelastning i elsystemet.<br />

Sammenlignet med andre lande er Danmark på mange måder allerede nået langt på vejen mod et Smart Grid.<br />

Danmark har opnået international anerkendelse for at have udviklet et system, hvor hundredvis <strong>af</strong> mindre<br />

kr<strong>af</strong>tvarmeværker og endnu flere vindmøller i stadig større grad deltager på markedsvilkår.<br />

Afledt her<strong>af</strong> og <strong>af</strong> satsningen på nye arkitekturer for styring, kommunikation og overvågning i elsystemet er<br />

Danmark globalt anerkendt som et <strong>af</strong> de førende lande på Smart Grid‐området.<br />

Dansk deltagelse i internationale Smart Grid‐aktiviteter er centralt for at sikre en <strong>af</strong>stemning <strong>af</strong> udviklingen i<br />

Danmark og udlandet, og Danmark er velrepræsenteret i den europæiske Smart Grid‐udvikling, både når det<br />

gælder forsknings‐ og demonstrationsprojekter, og når det gælder standardiseringsarbejdet.<br />

3.1 Globale tendenser<br />

I Kina, Singapore, Sydkorea med flere er dagsordenen for Smart Grid at få skabt tilstrækkelig elforsyning til de‐<br />

res vækstcentre. Smart Grid er med til at styre elforsyningen til industri og andet erhverv for uhindret vækst,<br />

mens andet elforbrug så periodisk kan <strong>af</strong>brydes. Der er kun meget lidt vedvarende energi involveret.<br />

I Sydkorea har regeringen fastlagt et mål om 30 pct. CO2‐reduktion i forhold til det fremskrevne CO2‐niveau i<br />

2020. I den forbindelse satses blandt andet stort på etablering <strong>af</strong> en "Smart Grid Test Bed" på øen Jeju. Test<br />

Bed'en skal blandt andet anvendes til at teste avancerede Smart Grid‐teknologier og udvikle forretningsmodel‐<br />

ler. Test Bed'en skal også fungere som fundament for kommercialisering og industriel eksport <strong>af</strong> Smart Grid‐<br />

teknologier. Øen har modtaget 64,5 milliarder Koreanske Won (= 300 millioner DKK) til etableringen <strong>af</strong> Test<br />

Bed. Koreas langsigtede vision er et fuldt udbygget nationalt Smart Grid i 2030.<br />

I USA har et stort anlagt recovery program med 80 milliarder USD i vid udstrækning <strong>af</strong>født projekter til at rette<br />

op på elsystemets mest nedslidte og forældede dele. Elforbruget og elproduktionen kan ikke følges ad, og der‐<br />

for søger man med Smart Grid‐initiativer at kunne <strong>af</strong>bryde udvalgte elkunder for at skabe balance i kritiske<br />

timer. Derudover fokuserer den amerikanske satsning på udvikling <strong>af</strong> forretningsmodeller for at honorere de<br />

deltagende elkunder, hvor Danmark kan lære meget <strong>af</strong> de amerikanske tanker.<br />

Afledt <strong>af</strong> regeringens Energy Independence and Security Act of 2007 er der i USA blevet nedsat en Smart Grid<br />

Advisory Committee and Smart Grid Task Force og oprettet omfattende forsknings‐, udviklings‐ og demonstra‐<br />

tionsprogrammer samt tilskudsordninger.<br />

I 2009 underskrev præsident Obama The American Recovery and Reinvestment Act of 2009, hvori der blandt<br />

andet allokeres 3,5 milliarder USD til Smart Grid‐investeringer og 700 millioner USD til Smart Grid‐<br />

demonstrationsprojekter. Investeringerne omfatter projekter inden for avancerede målerinfrastruktur, slut‐<br />

brugersystemer, distributionsnet, transmissionsnet, elektriske apparater samt integrerede og tværgående sy‐<br />

stemer. Demonstrationsprojekterne har fokus på storskala el‐lagring, intelligente elmålere, overvågningsudstyr<br />

til transmissions‐ og distributionsnet og en række andre Smart Grid‐teknologier.<br />

10/39


Sideløbende med de officielle Smart Grid‐initiativer fra USA's regering er der etableret en alliance GridWise<br />

Alliance mellem 135 parter fra industri, forskningsinstitutioner, TSO'er samt andre fra elforsyningsbranchen.<br />

Medlemmerne er overvejende fra Nordamerika.<br />

GridWise Alliancens mission er nyudvikling <strong>af</strong> elsystemet for at opnå en fremtidig energiforsyning baseret på<br />

vedvarende energi, hvilket adskiller sig fra USA's officielle Smart Grid‐målsætning, der lægger større vægt på<br />

sikkerhedsaspekterne.<br />

3.1.1 Globale initiativer<br />

I april 2010 blev Global Smart Grid Federation (GSGF) oprettet med GridWise alliancen som en <strong>af</strong> initiativtager‐<br />

ne. GSGF er en føderation <strong>af</strong> internationale Smart Grid‐medlemsorganisationer med deltagelse fra USA, Indien,<br />

Japan, Korea, Australien, Canada og Irland. GSGF har i dag mere end 650 individuelle medlemmer fordelt på<br />

Smart Grid‐medlemsorganisationer i de indtil videre syv medlemsorganisationer.<br />

På et internationalt energiministermøde i Washington i juli 2010 med deltagelse <strong>af</strong> blandt andet Europa‐<br />

Kommissionen, USA, Kina, Indien, Frankrig, Japan, Storbritannien og Rusland var der enighed om at etablere<br />

International Smart Grid Action Network (ISGAN) med det formål at accelerere den globale udvikling og imple‐<br />

menteringen <strong>af</strong> intelligente energisystemer (Smart Electricity Grids).<br />

Det internationale samarbejde om Smart Grid i Major Economic Forum – kaldet ISGAN – er blevet adopteret <strong>af</strong><br />

IEA, hvor alle OECD‐lande er med. I IEA er ISGAN‐arbejdet slået sammen med ENARD (hvor <strong>Energi</strong>net.dk har<br />

deltaget). Den nye fælles platform for international koordinering og samarbejde om Smart Grid‐udviklingen får<br />

herefter hele IEA‐kredsens mulige deltagelse, herunder også EU. Danmark er indirekte med i arbejdet, idet<br />

<strong>Energi</strong>net.dk er blevet anmodet <strong>af</strong> Europa‐Kommissionen om at være EU's repræsentant i samarbejdet.<br />

3.2 Stærkt engagement fra Europa i Smart Grid<br />

Europa‐Kommissionen er meget stærkt engageret i Smart Grid‐udviklingen, da Intelligent Energy Network er et<br />

<strong>af</strong> de syv Strategiske Energy Teknologier (SET) til opfyldelse <strong>af</strong> EU's 20‐20‐20 klimamål.<br />

I EU er der desuden bred erkendelse <strong>af</strong>, at Smart Grid kan medvirke til at skabe "Green Jobs" og innovation<br />

blandt europæiske virksomheder. Der arbejdes i Kommissionen med et Blue Print (arbejdstegning) for udrul‐<br />

ningen <strong>af</strong> Smart Grid i hele EU.<br />

På europæisk plan er der en række initiativer til fremme <strong>af</strong> Intelligent Electricity Networks. Der er dels det<br />

overordnede transmissionssystem, hvor der anvendes begreber som SuperGrid og Electricity Highway og dels<br />

for de lokale elnet, hvor Smart Grid er det mest udbredte begreb.<br />

På initiativ <strong>af</strong> Europa‐Kommissionen er der etableret et særligt European Industrial Initiative, som har fået nav‐<br />

net EEGI (European Electricity Grid Initiative). Ud over Europa‐Kommissionen, TSO'er og DSO'er har 18 med‐<br />

lemslande foreløbig indmeldt sig i samarbejdet. Fra Danmark prioriteres EEGI‐arbejdet højt. Danmark deltager<br />

ved <strong>Energi</strong>styrelsens EUDP‐sekretariat, og <strong>Energi</strong>net.dk har indirekte en medlemsplads, idet en <strong>af</strong> de fire TSO‐<br />

pladser bestrides <strong>af</strong> <strong>Energi</strong>net.dk. EEGI har desuden et par repræsentanter fra komponentindustrien.<br />

EEGI‐samarbejdet har udarbejdet en fælles roadmap og implementeringsplan for de vigtigste projekter til un‐<br />

derstøttelse <strong>af</strong> Smart Grid‐udviklingen i Europa.<br />

11/39


Den samlede roadmap dækker over projekter fra perioden 2010‐2018 med henblik på at kunne levere de nød‐<br />

vendige bidrag til gennemførelse <strong>af</strong> EU SET‐planen. Der er lagt et budget på ca. 2 milliarder euro. Her<strong>af</strong> forven‐<br />

tes Europa‐Kommissionen at bidrage med ca. halvdelen, mens det er op til TSO‐/DSO‐tariffer og støtte fra med‐<br />

lemslandene at sikre gennemførelsen.<br />

I 2010 har Europa‐Kommissionen under FP7 ENERGY foretaget tre udbud inden for EEGI‐planen. I projekterne<br />

bliver der dansk deltagelse fra Risø DTU, Aalborg Universitet og <strong>Energi</strong>net.dk. Til at fremme udviklingen <strong>af</strong> de<br />

mange kommende projekter er det Europa‐Kommissionens intention, at FP7 ENERGI skal fortsætte med at<br />

udbyde projekter. I 2011 kommer der foreløbig to udbud inden for TSO‐området og to inden for DSO‐området.<br />

I 2012‐arbejdsprogrammet er der allerede programsat hele fem udbud <strong>af</strong> Smart Grid‐projekter med særlig fo‐<br />

kus på DSO'erne. Dansk <strong>Energi</strong> og <strong>Energi</strong>net.dk har igangsat en proces for at styrke de danske netvirksomhe‐<br />

ders mulighed for at indgå i FP7 ENERGY projekter. Der arbejdes på, at FP8‐programmet også skal indeholde en<br />

betydelig ramme til energiområdet. Som yderligere finansieringsinstrument for større demonstrationsprojekter<br />

vil der i løbet <strong>af</strong> 2011 komme et nyt program fra DG ENERGY med en betydelig ramme.<br />

Der findes en Smart Grid Teknologiplatform, hvis publikationer danner grundlaget for det meste <strong>af</strong> Smart Grid‐<br />

udviklingen, også angående it‐ og kommunikationsbehov. Danmark har h<strong>af</strong>t central placering i tilblivelsen <strong>af</strong><br />

dette arbejde, idet CET‐DTU har været med i ledelsen og <strong>Energi</strong>net.dk med i den særlige Mirror Group.<br />

3.2.1 TSO­ og DSO­samarbejde<br />

De 42 europæiske TSO'er, som er samlet i organisationen ENTSO‐E (European Network Transmission System<br />

Operator – Electricity), har i marts 2010 publiceret ENTSO‐E's R&D plan, som dannede grundlag for at etablere<br />

et fælles europæisk grundlag for udviklingen <strong>af</strong> Intelligent Electricity Networks. Planen er en 9‐årig europæisk<br />

R&D‐plan dækkende 2010‐2018. Planen har til formål at accelerere innovation og udvikling <strong>af</strong> <strong>elnettet</strong> til Smart<br />

Grid. Omkostningerne til dette programs forsøgs‐ og demonstrationsaktiviteter er opgjort til 2 milliarder euro.<br />

De mere end 4.000 Europæiske DSO'er er samlet i flere organisationer. Den mest Smart Grid‐orienterede er<br />

EDSO4SG (European Distribution System Operator For Smart Grids). Der er endnu ikke helt samme "fodslag"<br />

blandt DSO'erne som blandt TSO'erne. Det søges etableret i løbet <strong>af</strong> 2011 gennem en række workshops, hvor<br />

også danske DSO'er medvirker.<br />

12/39


4 Beskrivelse og tidshorisont for delelementer<br />

Smart Grid er en fælles betegnelse for det intelligente, moderne elsystem, der blandt andet kan bruges til at<br />

skabe større fleksibilitet og effektivitet i et vindkr<strong>af</strong>tdomineret system. Gennem moderne kommunikationstek‐<br />

nologi, automatik, overvågningssystemer, intelligente elmålere og nye it‐systemer kan der etableres en fleksibi‐<br />

litet i elsystemet, som kan aktivere meget små elforbrugs‐ og produktionsenheder, som tidligere var passive.<br />

Dette vil skabe helt nye muligheder for indenlandsk balancering <strong>af</strong> elsystemet og vil også på sigt kunne fungere<br />

som et supplement til traditionelle systemydelser baseret på konventionel kr<strong>af</strong>tproduktion og udenlandsk eks‐<br />

port eller import <strong>af</strong> el.<br />

I det følgende <strong>af</strong>snit beskrives, hvor langt udviklingen <strong>af</strong> et dansk Smart Grid forventes at skulle nå frem mod<br />

2020, hvis der effektivt skal indpasses 50 pct. vindenergi i systemet. Her skal det bemærkes, at Smart Grid kun<br />

er en del <strong>af</strong> løsningen for indpasning <strong>af</strong> 50 pct. vindkr<strong>af</strong>t. De velfungerende internationale elmarkeder, tiltag for<br />

opretholdelse <strong>af</strong> forsyningssikkerheden og en stærk veludbygget infrastruktur er <strong>af</strong> <strong>af</strong>gørende betydning for, at<br />

den effektive udnyttelse <strong>af</strong> vindenergien kan finde sted.<br />

Udbygningstakten <strong>af</strong> et Smart Grid <strong>af</strong>hænger <strong>af</strong> hastigheden, hvormed vindkr<strong>af</strong>ten og de nye forbrug udbredes.<br />

50 pct. vindkr<strong>af</strong>t i 2020 betragtes som en meget ambitiøs udbygning, som vil kræve forholdsvis hurtig imple‐<br />

mentering <strong>af</strong> løsningerne og udbygning <strong>af</strong> infrastrukturen, for at indpasningen kan ske økonomisk effektivt.<br />

Smart Grid‐løsningerne skal være der til distributionsnettet, før end behovet for udbygninger er der, ellers mi‐<br />

stes værdien <strong>af</strong> Smart Grid.<br />

4.1 Det intelligente elsystem i 2020<br />

Elsystemet i Danmark skal løbende udbygges i forhold til øgede krav om indpasning <strong>af</strong> vedvarende energi og<br />

fortsat mere velfungerende markeder. Omstillingen <strong>af</strong> energisystemet kræver en bred palet <strong>af</strong> løsninger, fx<br />

stærkere infrastruktur, øget fleksibilitet i forbrug og produktion samt implementering <strong>af</strong> Smart Grid‐løsninger i<br />

form <strong>af</strong> bedre styring og kommunikation.<br />

Der er identificeret syv områder, som har særlig fokus i omstillingen <strong>af</strong> energisystemet – se:<br />

1. Aktivt transmissionsnet (G1)<br />

2. Aktivt distributionsnet (G1)<br />

3. Fleksibel styring og <strong>af</strong>regning <strong>af</strong> forbrug (G2)<br />

4. Forbrugeren skal være aktiv (G4)<br />

5. Øget kommunikation og overvågning (G1)<br />

6. Stabilitet i et fluktuerende system (G1)<br />

7. Nye produkter (G4)<br />

De syv områder er illustreret på Smart Grid‐landkort og skal alle i en vis udstrækning være til stede i elsystemet<br />

i 2020, for at 50 pct. vindkr<strong>af</strong>t kan indpasses effektivt.<br />

13/39


Figur 3 Smart Grid‐landkortet. Centrale elementer i fremtidens elsystem med Smart Grid.<br />

14/39


G1 arbejdsgruppens fokusområder 1, 2, 5 og 6 er beskrevet i det efterfølgende. Uddybninger omkring de øvrige<br />

fokusområder kan ses i "<strong>Issue</strong> Papers" udarbejdet <strong>af</strong> henholdsvis arbejdsgruppe 2 (fokusområde 3), arbejds‐<br />

gruppe 3 (FUD) og arbejdsgruppe 4 (fokusområde 4 og 7).<br />

4.2 Et aktivt transmissionsnet<br />

Frem mod 2020 skal transmissionsnettet fortsat udvides og ombygges kr<strong>af</strong>tigt med nye udlandsforbindelser,<br />

stor indfasning <strong>af</strong> VE‐produktion og kabellægning <strong>af</strong> mange, nye lange strækninger. Særligt den tættere kobling<br />

til udlandet og de mange havmølleparker øger energiflowet i elsystemet. Samtidig ønskes en bedre udnyttelse<br />

<strong>af</strong> elsystemet. Det stiller øgede krav til driften <strong>af</strong> transmissionsnettet i form <strong>af</strong> øget omfang og kompleksitet til<br />

de nye styringer og automatiseringer, som er nødvendige for at realisere driftsformerne tættere på de tekniske<br />

grænser.<br />

Et aktivt transmissionsnet i 2020 betyder:<br />

- Stærkere indenlandsk transmissionsnet og kabellægning <strong>af</strong> nye 400 kV‐forbindelser. Restrukturering<br />

i forbindelse med kabellægning <strong>af</strong> 132‐150 kV‐nettet udnyttes til at sikre forstærkning og tilpasning<br />

til fremtidige behov.<br />

- Fortsat bedre udnyttelse <strong>af</strong> transmissionsnettet via mere rådighed for markedet samt samfundsøko‐<br />

nomisk <strong>af</strong>vejning i forhold til reservation <strong>af</strong> reserver.<br />

- Stærkere kobling <strong>af</strong> det danske elsystem til det europæiske net. Det betyder nye transmissionsfor‐<br />

bindelser til nabo‐områder.<br />

Med implementering <strong>af</strong> de allerede forventede udbygningsplaner forventes elsystemet at kunne<br />

håndtere de kommende transporter <strong>af</strong>ledt <strong>af</strong> 50 pct. vindkr<strong>af</strong>t i 2020. Yderligere forbindelser kan<br />

komme til i tilfælde <strong>af</strong>, at det viser sig samfundsøkonomisk effektivt.<br />

- I 2020 er omfanget og kompleksiteten <strong>af</strong> nye styringer og automatiseringer i driften <strong>af</strong> transmissi‐<br />

onsnettet øget betydeligt, hvilket sikrer bedre udnyttelse <strong>af</strong> transmissionsnettet og fortsat høj forsy‐<br />

ningssikkerhed. På længere sigt er der behov for overgang til et fuldt aktivt transmissionsnet, hvor<br />

behovet for menneskelig indgriben er minimalt.<br />

- De nødvendige systembærende egenskaber tilvejebringes ud fra samfundsøkonomiske overvejelser<br />

fx ved at indbygge komponenter i transmissionsnettet eller få leveret ydelserne fra produktionsan‐<br />

læg eller forbrugere.<br />

4.3 Et aktivt distributionsnet<br />

50 pct. vind i elproduktionen vil med al sandsynlighed betyde, at forbruget <strong>af</strong> el i forbrugsleddet øges blandt<br />

andet ved at flytte transport og varme over på el, og at forbruget i høj grad skal følge produktionen og ikke<br />

omvendt. Den danske målsætning om reduktion <strong>af</strong> CO2 i varme‐ og transportsektoren forventes at foranledige,<br />

at elanvendelsen også i disse sektorer øges efterhånden, som vindkr<strong>af</strong>tproduktionen øges primært i form <strong>af</strong><br />

energieffektive løsninger, som varmepumper og elbiler. Transporten <strong>af</strong> el i distributionsnettene vil dermed<br />

være øget.<br />

I 2020 skal begrænsninger i form <strong>af</strong> utilstrækkelig netkapacitet være imødegået dels ved forstærkning <strong>af</strong> nettet<br />

og dels ved styring <strong>af</strong> elforbruget ved hjælp <strong>af</strong> incitamenter eller direkte styring. Afvejningen mellem netud‐<br />

15/39


ygning og styring er opnået ved en fornuftig økonomisk <strong>af</strong>vejning mellem investeringer og udnyttelse <strong>af</strong> den<br />

vedvarende energi.<br />

Et aktivt distributionsnet i 2020 betyder:<br />

- Forstærkning <strong>af</strong> distributionsnettene samt introduktion <strong>af</strong> styring <strong>af</strong> elforbruget ved hjælp <strong>af</strong> incita‐<br />

menter eller direkte styring. Herunder er <strong>af</strong>regning <strong>af</strong> elforbrugerne på timebasis eller på kortere in‐<br />

tervaller en forudsætning.<br />

- Bedre udnyttelse <strong>af</strong> distributionsnettenes kapacitet via større kendskab til faktisk belastningssituati‐<br />

on samt højere grad <strong>af</strong> fjernkontrol/automation <strong>af</strong> koblingstilstanden i nettene.<br />

- Metoder er udviklet og implementeret til håndtering <strong>af</strong> lokale netbegrænsninger i kombination med<br />

den overordnede systemoptimering.<br />

- Forretningsmodeller, planlægningsværktøjer og onlinesystemer er udviklet til håndtering <strong>af</strong> begræn‐<br />

set kapacitet samt flaskehalse i distributionsnettet.<br />

4.4 Øget kommunikation og overvågning<br />

Når det samlede produktionsapparat fremover vil bygge på mere og mere fluktuerende produktion, vil der<br />

stilles øgede krav til styring og overvågning <strong>af</strong> elsystemet, herunder vil der blive et øget behov for udvikling <strong>af</strong><br />

styringskoncepter, der dækker både elproducerende og elforbrugende apparater. Målet med fremtidens sty‐<br />

ringskoncept er at få det bedst mulige samspil mellem styringen <strong>af</strong> elsystemet, elproduktionen og elforbruget.<br />

Udgangspunktet er anvendelse <strong>af</strong> markedsmekanismer.<br />

I 2020 er et sådant nyt styringskoncept for fremtidens elsystem under implementering. Styringskonceptet kan<br />

håndtere dels effektiv effektbalancering mellem forbrug og produktion, så ressourcerne er til rådighed og kan<br />

aktiveres gennem markeder, bilaterale <strong>af</strong>taler eller tekniske krav og dels aktiv styring <strong>af</strong> <strong>elnettet</strong>, der sikrer, at<br />

kapaciteten udnyttes samfundsøkonomisk optimalt, og at elsystemet drives tættere på grænserne.<br />

Øget kommunikation og overvågning skal i 2020 omfatte:<br />

- Fremtidens kommunikationsinfrastruktur baseret på standardiserede kommunikationsgrænseflader<br />

med genbrug <strong>af</strong> eksisterende kommunikationsløsninger er under implementering i den udstrækning,<br />

det er økonomisk rentabelt.<br />

- Automatisk styring <strong>af</strong> elsystemet er sikret i vidt omfang.<br />

- Standardiserede løsninger er gradvist udviklet og implementeret.<br />

4.5 Stabilitet i et fluktuerende elsystem<br />

Aktivering <strong>af</strong> ressourcer fra forbrug, produktion og gennem netløsninger til at balancere systemet sker gennem<br />

de såkaldte systemydelser, som <strong>Energi</strong>net.dk håndterer. Det sker gennem markeder, bilaterale <strong>af</strong>taler og med<br />

tekniske krav. Der er fokus på, at systemydelser i højere grad markedsføres – nationalt og gennem sammen‐<br />

kobling på europæisk niveau, sådan at brug <strong>af</strong> systemydelser i højere grad sker over landegrænser.<br />

16/39


Øget indfasning <strong>af</strong> vindenergi giver anledning til, at centrale produktionsanlæg ikke kan basere indtjeningen på<br />

kun at levere energi i samme omfang som tidligere. De centrale anlægs fortsatte drift vil derfor være <strong>af</strong>hængig<br />

<strong>af</strong>, om der er behov for levering <strong>af</strong> systemydelser, levering <strong>af</strong> varme osv. I fremtiden forventes derfor væsent‐<br />

ligt flere driftstimer uden klassiske/kendte systembærende egenskaber i kr<strong>af</strong>t <strong>af</strong>, at de centrale anlæg altid var<br />

på nettet til at levere energi.<br />

Systembærende egenskaber vil i fremtiden blive leveret fra en lang række leverandører, herunder et stigende<br />

antal elproducerende anlæg, nye anlægskomponenter i elsystemet samt forbrugere.<br />

Fremtidens systemydelser skal i højere grad håndteres og aktiveres ud fra samfundsøkonomiske overvejelser<br />

og på øgede markedsmæssige vilkår. På den måde sættes en pris på ydelsen, som transparent er til rådighed<br />

for de mange forskelligartede leverandører. Dermed synliggøres behov og pris, og flere ressourcer tiltrækkes.<br />

Stabilitet i et fluktuerende system skal i 2020 underbygges med:<br />

- De systembærende egenskaber tilvejebringes ud fra samfundsøkonomiske overvejelser. Installering<br />

<strong>af</strong> tilstrækkelige systembærende egenskaber i elsystemet er sikret som erstatning for centrale anlæg,<br />

der er taget ud <strong>af</strong> drift.<br />

- I 2020 er det klarlagt, i hvilket omfang Smart Grid‐teknologierne kan levere dele <strong>af</strong> disse systemydel‐<br />

ser fra distributionsnettet på langt sigt.<br />

- En øget indsats for at fremme markedsløsninger, der tilvejebringer alternative effekt‐ og energires‐<br />

sourcer i de timer, hvor de centrale kr<strong>af</strong>tværker ikke forventes at være i drift.<br />

- At der gennemføres tekniske og samfundsøkonomiske analyser, som ser på konkrete forretningsmo‐<br />

deller til betaling <strong>af</strong> de systembærende egenskaber, der skal være til stede for at sikre en tilstrække‐<br />

lig stabil elforsyning og høj elkvalitet, herunder forretningsmodeller til at aktivere lokal spændingsre‐<br />

gulering.<br />

17/39


5 GAP­analyse og udfordringer<br />

I det følgende <strong>af</strong>snit er de identificerede gaps og de der<strong>af</strong> <strong>af</strong>ledte udfordringer inden for udvikling <strong>af</strong> <strong>elnettet</strong> i<br />

relation til Smart Grid identificeret og beskrevet. GAP‐analysen er baseret på de indledende beskrivelser i <strong>af</strong>‐<br />

snittene 2, 3 og 4 samt rapporten "Kortlægning <strong>af</strong> den danske elbranches Smart Grid FUD indsats" 2 .<br />

GAP‐analysen fokuserer på de "tekniske gaps", som er identificeret i forhold til elsystemets behov ved integra‐<br />

tion <strong>af</strong> 50 pct. vind i 2020, da "markeds‐ og incitamentsmæssige gaps" er beskrevet <strong>af</strong> de øvrige arbejdsgrupper<br />

i Smart Grid Netværket.<br />

5.1 Et aktivt transmissionsnet<br />

Transmissionsnettet udvides, ombygges og kabellægges kr<strong>af</strong>tigt i de kommende år. Samtidig ønskes en bedre<br />

udnyttelse <strong>af</strong> de eksisterende ledninger, så transmissionsnettet kan drives tættere på de termiske grænser.<br />

De ændringer stiller øgede krav til driften <strong>af</strong> transmissionsnettet, som bliver både mere omfangsrig og mere<br />

kompleks. Derfor er der behov for en gradvis overgang til mere automatiske styringer og et delvist aktivt<br />

transmissionsnet.<br />

Det er altså nødvendigt at øge graden <strong>af</strong> automatisering i overvågning og styring <strong>af</strong> eltransmissionsnettet.<br />

Overvågningen <strong>af</strong> elsystemet skal styrkes ved at fortsætte udviklingen med indførelse <strong>af</strong> nye målemetoder,<br />

avanceret tilstandsovervågning og ‐ estimering 3 , online driftsstøtteværktøjer, osv.<br />

Muligheder for automatiske styringer vil være relevante at undersøge for:<br />

• spændingsregulering ved produktionsanlæg i transmissionsnettet, som vindmølleparker og større<br />

kr<strong>af</strong>tvarmeværker<br />

• øget kabellægning og behov for kompensering med shunte ved over‐/underspænding<br />

• spændingsregulering ved jævnstrømsforbindelserne (HVDC)<br />

• reaktiv effektregulering ved relevante knudepunkter i transmissionsnettet<br />

• værktøjer til driftsoperatører<br />

• målinger i forhold til tilstandsovervågning<br />

• osv.<br />

Disse udviklingsbehov imødegås i den løbende system‐, net‐ og driftsplanlægning hos <strong>Energi</strong>net.dk, og en del <strong>af</strong><br />

opgaverne løses i et samarbejde med regionale transmissionselskaber, netvirksomheder, industri og universite‐<br />

ter. Det er vurderet, at de nødvendige initiativer er og vil blive taget i dette arbejde, og der er derfor ikke givet<br />

anbefalinger til yderligere tiltag i denne rapport.<br />

5.2 Et aktivt distributionsnet<br />

Integration <strong>af</strong> mikroanlæg (varmepumper, elbiler, solceller m.v.) i lavspændingsnettet stiller øgede krav til<br />

håndtering <strong>af</strong> spændingskvaliteten og effektbalancen i distributionsnettet. Rapporten "Smart Grid i Danmark"<br />

udarbejdet <strong>af</strong> Dansk <strong>Energi</strong> og <strong>Energi</strong>net.dk skitserer de økonomiske aspekter ved at implementere mere aktiv<br />

2 Koordinationsudvalget for fremtidens elsystem, 25. januar 2011.<br />

3 Også kendt som Situation Awareness systemer.<br />

18/39


styring i distributionsnettet, men der er behov for at arbejde videre med udfordringen omkring de tekniske<br />

løsninger, så de samfundsmæssige gevinster ved Smart Grid bliver realiseret.<br />

Skal en større del <strong>af</strong> distributionsnettets kapacitet udnyttes, er det nødvendigt at have et større kendskab til<br />

den faktiske belastningssituation i nettene, kombineret med en højere grad <strong>af</strong> fjernkontrol/automation <strong>af</strong> kob‐<br />

lingstilstanden i nettene, end det er tilfældet i dag. Balancen mellem investering i forstærkninger <strong>af</strong> nettet kon‐<br />

tra overvågning og kontroludrustning skal findes ud fra en teknisk/økonomisk <strong>af</strong>vejning, men snittet er i høj<br />

grad <strong>af</strong>hængig <strong>af</strong>, i hvilken grad – og om – elforbrugerne er villige til at lade deres elforbrug styre eller indrette<br />

deres elforbrug efter økonomiske incitamenter. 4<br />

Kan elforbruget mobiliseres, vil investeringer i overvågning og kontroludstyr ikke kun kunne dækkes <strong>af</strong>, at net‐<br />

tet kan dimensioneres tættere på spidsbelastningen, men også <strong>af</strong>, at nettet kan transportere en større energi‐<br />

mængde ved, at den ledige kapacitet i timer, der traditionelt har lav belastning, udnyttes.<br />

Grundet nettets størrelse er det nødvendigt at opbygge beslutningsstøttesystemer, der dels monitorerer den<br />

aktuelle tilstand i distributionsnettene, dels kan give netoperatøren den nødvendige viden til at drive nettet<br />

tæt på dets kapacitetsgrænse uden at overskride dette. Nogle funktioner vil kunne automatiseres, så aktivering<br />

<strong>af</strong> fx op‐ og nedreguleringsydelser kan varetages <strong>af</strong> kontrolsystemet uden netoperatørens indvirkning. Sådanne<br />

beslutningsstøttesystemer er endnu ikke udviklet til distributionsnettene.<br />

Selv om indfasningen <strong>af</strong> mere vindenergi i elsystemet tager årtier, haster det med at få igangsat de nødvendige<br />

udviklings‐ og demonstrationsprojekter. De nye løsninger på fremtidens problemer i distributionsnettet skal<br />

udvikles på forkant, hvis ikke det er de traditionelle løsninger (forstærkning <strong>af</strong> nettet), der skal tages i anven‐<br />

delse.<br />

Samtidig er det væsentligt, at der igangsættes demonstrationsprojekter og pilotprojekter, der i praksis fx skal<br />

vise, hvilken grad <strong>af</strong> styring og overvågning <strong>af</strong> distributionsnettet, der er rentabel at indføre, sammenholdt med<br />

omkostningerne til traditionel netforstærkning.<br />

Der arbejdes løbende med dette i de ansvarlige netvirksomheder og i Dansk <strong>Energi</strong>. Samtidig har "Koordinati‐<br />

onsudvalget for fremtidens elsystem" – et samarbejde mellem Dansk <strong>Energi</strong>, <strong>Energi</strong>net.dk og netvirksomhe‐<br />

derne – kortlagt den danske elbranches Smart Grid‐indsats samt behovet for nye indsatser. Afledt <strong>af</strong> de i Koor‐<br />

dinationsudvalget identificerede behov vil projekter blive igangsat, efterhånden som det vurderes relevant. Der<br />

er derfor ikke fundet anledning til yderligere konkrete anbefalinger om analyser i forbindelse med aktiv styring<br />

<strong>af</strong> distributionsnettet.<br />

Der er derimod identificeret et behov for udarbejdelse <strong>af</strong> en implementeringsplan for udrulning <strong>af</strong> Smart Grid i<br />

branchen. Dette er udmøntet i en konkret anbefaling om et roadmap, som er beskrevet i <strong>af</strong>snit 6.<br />

5.3 Øget kommunikation og overvågning<br />

Et fremtidigt intelligent elsystem medfører en række nye udfordringer for fagkategorien "Kommunikation" i<br />

elsystemet. En grundlæggende forudsætning er den fjern<strong>af</strong>læste elmåler. Dertil skal sikres en effektiv koordine‐<br />

ring <strong>af</strong> styring og regulering <strong>af</strong> store mængder distribuerede enheder som et <strong>af</strong> virkemidlerne til i fremtiden at<br />

øge fleksibiliteten i systemet, til at sikre balanceret forbrug og produktion, til sikring <strong>af</strong> systembærende egen‐<br />

skaber og til at reducere behovet for netforstærkninger i distributionsnettet. Derfor forudses store udfordrin‐<br />

4 Her er minimum time<strong>af</strong>regning <strong>af</strong> forbrugerne en forudsætning.<br />

19/39


ger for den nuværende kommunikationsinfrastruktur, idet der skal udvikles og implementeres nye styringsstra‐<br />

tegier og ‐funktioner.<br />

Fremtidens styringskoncept skal understøtte bedst muligt samspil mellem styringen <strong>af</strong> elsystemet, elproduk‐<br />

tionen og elforbruget. Udgangspunktet er anvendelse <strong>af</strong> markedsmekanismer, men dertil skal den nødvendige<br />

tekniske aktivering i nøddrift identificeres.<br />

Der forventes således en gennemgribende omstrukturering <strong>af</strong> elsystemet med et væsentlig øget behov for<br />

kommunikation imellem alle lag i det fremtidige elsystem med Smart Grid. Herudover ses det, at der grundlæg‐<br />

gende er en udfordring i den nuværende manglende kobling imellem elsystemets manuelt kobbelbare appara‐<br />

ter og kommunikationssystemet. Endelig skal det understreges, at en konsekvent anvendelse <strong>af</strong> standardisere‐<br />

de løsninger er <strong>af</strong> <strong>af</strong>gørende betydning for udviklingen <strong>af</strong> fremtidens intelligente elsystem.<br />

En anbefaling om roadmap og handlingsplan for et fremtidigt styringskoncept til at imødekomme dette udvik‐<br />

lingsbehov (gap) er formuleret i <strong>af</strong>snit 6.<br />

5.4 Stabilitet i et fluktuerende elsystem<br />

Den fortsatte udbygning med vindkr<strong>af</strong>t og øgede miljøkrav medvirker til, at flere centrale anlæg i disse år tages<br />

ud <strong>af</strong> drift eller får forlænget startvarsel (mølposelægning). Dette gør det vanskeligere at tilvejebringe de sy‐<br />

stembærende egenskaber fra centrale anlæg. Behovet for at supplere de systembærende egenskaber (blandt<br />

andet sikre spændingsstabiliteten) fra de centrale anlæg er allerede til stede i dag, og behovet vil øges de<br />

kommende år.<br />

Ud fra samfundsøkonomiske overvejelser skal det sikres, at der i tide sikres adgang til nødvendige systembæ‐<br />

rende egenskaber ved på kort sigt at indbygge komponenter i transmissionsnettet eller om muligt fremsk<strong>af</strong>fe<br />

ydelserne fra produktionsanlæg.<br />

På længere sigt forventes det, at Smart Grid‐teknologierne kan levere dele <strong>af</strong> de nødvendige systemydelser fra<br />

distributionsnettet. Potentialet herfor og disse alternativers konkurrencedygtighed er p.t. ikke tilstrækkeligt<br />

analyseret og skal analyseres nærmere i de kommende år.<br />

I forhold til opretholdelse <strong>af</strong> et robust transmissionsnet og stabilitet i elsystemet er det desuden en udfordring,<br />

at fremtidens elproduktion i højere grad vil komme fra vindmøller, solceller, brændselsceller og batterier, som<br />

alle baserer sig på såkaldt inverterteknologi. Inverterteknologien betyder, at disse nye komponenter – i mod‐<br />

sætning til kr<strong>af</strong>tværker ‐ ikke har særligt gode egenskaber til at hjælpe med at "holde balancen" i systemet. Det<br />

kræver derfor en særlig indsats at sikre fortsat stabilitet og balance i elsystemet.<br />

Der er i dag ikke tilstrækkelig viden om mulige konsekvenser for elsystemet ved den inverterbaserede elpro‐<br />

duktion, og hvordan elsystemets stabilitet kan opretholdes. Det er derfor nødvendigt at opbygge viden og fore‐<br />

tage en række analyser i samarbejde mellem universiteter, industri, netvirksomheder og systemansvar om det‐<br />

te.<br />

Behovet for systembærende egenskaber bliver løbende vurderet <strong>af</strong> <strong>Energi</strong>net.dk. Ligeledes vil de langsigtede<br />

teknologiske muligheder for at tilvejebringe disse også blive vurderet. I takt med den teknologiske udvikling<br />

forventes, at der på længere sigt vil komme flere nye leverandører <strong>af</strong> systembærende egenskaber. Disse nye<br />

muligheder vil blive inddraget i takt med, at de bliver kommercielt attraktive, og at det vil være det alternativ,<br />

20/39


der bidrager med den største samfundsøkonomi. Der er således ikke fundet anledning til yderligere anbefalin‐<br />

ger på dette område.<br />

5.5 Styrkelse <strong>af</strong> standardiseringsarbejdet<br />

I forhold til den fremtidige drift <strong>af</strong> elsystemet med meget decentral elproduktion og styrbart elforbrug er det<br />

nødvendigt at opbygge en fremtidig kommunikationsstruktur, som bygger på internationale standarder.<br />

Den fremtidige kommunikation skal være baseret på standardiserede løsninger for kommunikationsstrukturer<br />

med veldefinerede grænseflader – i modsætning til de nuværende kommunikationsnetværk med ikke‐<br />

standardiserede grænseflader og kommunikationsprotokoller.<br />

Det handler ganske enkelt om at gøre elsystemet og den nye kommunikationsinfrastruktur så åben og nem at<br />

tilgå, at både nye små produktionsanlæg og forbrugsudstyr kan kobles sammen med nemme Plug‐n'Play løs‐<br />

ninger.<br />

Der er derfor i <strong>af</strong>snit 6 opstillet en række anbefalinger, som rettes mod at sikre en fortsat styrkelse <strong>af</strong> standar‐<br />

diseringsarbejdet.<br />

5.6 Vurdering <strong>af</strong> samfundsøkonomi i udfordringerne/investeringer<br />

<strong>Energi</strong>net.dk og Dansk <strong>Energi</strong>s beregninger viser – i lighed med internationale undersøgelser – at der er god<br />

samfundsøkonomi i at satse på Smart Grid sammenlignet med en traditionel udbygning <strong>af</strong> elsystemet. 5<br />

5.6.1 Investeringer og markeder – dansk position<br />

Sammenfattende er der tale om meget betydelige internationale investeringer i grøn omstilling <strong>af</strong> energisyste‐<br />

met. Investeringer i Smart Grid forventes at være et væsentligt element i disse globale investeringer. Smart<br />

Grid vil muliggøre, at de samlede investeringer kan nyttiggøres optimalt.<br />

Det amerikanske analysefirma Zpryme har opgjort værdien <strong>af</strong> og forventningerne til vækst i det globale marked<br />

for Smart Grid. De forventer, at det i 2014 vil udgøre 171,4 milliarder USD med en vækstrate på næsten 20 pct.<br />

om året. Der er et meget stort, kr<strong>af</strong>tigt voksende og veldokumenteret internationalt markeds‐ og erhvervsud‐<br />

viklingspotentiale inden for Smart Grid.<br />

IEA har opgjort behovet for offentlig forskning og udvikling og demonstration inden for Smart Grid til 10‐20<br />

gange det aktuelle niveau på omkring 500 millioner USD årligt. Behovet er mellem 5 og 10 milliarder USD årligt,<br />

konkluderes det.<br />

Danmark har et stærkt internationalt udgangspunkt for Smart Grid. Generelt er det indtrykket, at Danmark,<br />

sammenlignet med større lande, ikke har så mange F&U‐midler til rådighed, men at vi til gengæld er længst i<br />

forhold til realisering <strong>af</strong> løsninger i det reelle elsystem. En række faktorer er medvirkende til, at Danmark og<br />

dansk industri har et unikt udviklingspotentiale på området.<br />

Danmark har et unikt energisystem med meget høj andel <strong>af</strong> vedvarende energi. Det gør energisystemet veleg‐<br />

net som platform for udvikling <strong>af</strong> fremtidens Smart Grid‐teknologier. Der rådes i Danmark over viden, data og<br />

5 Ref. "Smart Grid i Danmark" – Dansk <strong>Energi</strong> og <strong>Energi</strong>net.dk.<br />

21/39


målinger, der giver en forståelse, som er <strong>af</strong>gørende for udvikling <strong>af</strong> Smart Grid‐teknologierne. Endvidere er der<br />

opbygget betydelige praktiske erfaringer om de udfordringer, der er behov for at få løst.<br />

Der er en betydelig viden hos både energiselskaber, forskningsinstitutioner og industri. Der har været <strong>af</strong>viklet<br />

en række EU‐finansierede Smart Grid‐projekter (fx IRED, DISPOWER, Microgrids, CRISP etc.) i årene omkring<br />

2000, hvor Danmark dog kun har været repræsenteret i meget ringe omfang. Danmark har inden for forskning i<br />

Smart Grid‐teknologier været lidt langsommere til at starte aktiviteter på området. Fra omkring 2005 er der<br />

dog i et dansk perspektiv sat betydelig fokus på forskning i Smart Grid, og på forskningssiden er Danmark i dag<br />

på linje med de lande, som er længst fremme på området. Danske demonstrationsaktiviteter som<br />

<strong>Energi</strong>net.dk's celleprojekt, elbilsprojektet EDISON og det EU‐finansierede EcoGrid EU har medvirket til, at<br />

Danmark i dag ligger helt front, når det kommer til demonstrationsaktiviteter.<br />

Danmark er imidlertid efter arbejdsgruppens indtryk ikke så godt gearet, når det gælder omsætning <strong>af</strong> de gode<br />

FUD‐aktiviteter til kommercielle løsninger. I den sammenhæng er det værd at bemærke, at Danmark på en<br />

række styrkepositioner ikke har været i hård konkurrence tidligere (indpasning <strong>af</strong> vind, Smart Grid v0) – det er<br />

en væsentlig anden situation i dag.<br />

Det er <strong>af</strong>gørende vigtigt, at der holdes fokus på Danmarks styrkepositioner inden for udvikling <strong>af</strong> elsystemet og<br />

Smart Grid. Dermed kan den unikke danske position på området videreudvikles og udnyttes optimalt i de<br />

kommende år, så der er mulighed for, at dansk industri kan få en andel i det kr<strong>af</strong>tigt voksende globale marked<br />

for Smart Grid.<br />

5.7 Fleksibilitet i udrulningen <strong>af</strong> Smart Grid<br />

Et vigtigt element i styringskonceptet for fremtidens Smart Grid er fleksibilitet i forhold til udrulningen. Det er<br />

ikke samfundsøkonomisk effektivt, hvis størsteparten <strong>af</strong> Smart Grid‐investeringerne effektueres længe før, de<br />

reelle behov er til stede.<br />

De foreslåede styrings‐ og kommunikationsprincipper bygger derfor på en struktur, som gør det muligt at im‐<br />

plementere løsninger, umiddelbart før behovet forventes at opstå. Eksempelvis skal flaskehalshåndtering lokalt<br />

et sted i distributionsnettet ikke være <strong>af</strong>hængig <strong>af</strong> implementering <strong>af</strong> hverken markedsstyring <strong>af</strong> ressourcerne i<br />

området eller <strong>af</strong> en overordnet overvågning og styring <strong>af</strong> hele distributionscellen.<br />

Forudsætningerne for at opnå fleksibilitet i udrulningen er:<br />

• distribueret intelligens og<br />

• standardiseret og sikker datakommunikation med<br />

• adgang for flere aktører til den enkelte ressource, samt<br />

• udveksling <strong>af</strong> information via de distribuerede ressourcer.<br />

For at sikre, at forudsætningerne er til stede for en fleksibel udrulning <strong>af</strong> Smart Grid, er det vigtigt med:<br />

• National koordination og valg <strong>af</strong> datakommunikationsstandarder for at sikre interoperabilitet mellem<br />

aktører og apparater, som forventes koblet til fremtidens Smart Grid.<br />

• Etablering <strong>af</strong> nationale testcentre for at validere eller typegodkende interoperabiliteten på apparater.<br />

22/39


• Hvor der ikke hurtigt opnås international konsensus omkring standarder for datakommunikation, er det<br />

nødvendigt at træffe nogle nationale valg på baggrund <strong>af</strong> den eksisterende national og international vi‐<br />

den.<br />

• Det er nødvendigt at etablere en national organisering for at sikre den nødvendige it‐sikkerhed og flek‐<br />

sibilitet i forhold til brug <strong>af</strong> moderne it‐teknologier i fremtidens Smart Grid.<br />

• Demonstration <strong>af</strong> alle Smart Grid‐elementer er nødvendigt, og det er nødvendigt at teste og demon‐<br />

strere elementerne sammen.<br />

• Præstandardisering med aktive bidrag til den internationale standardisering med test og udvikling <strong>af</strong><br />

standarderne i forsknings‐, udviklings‐ og demonstrationsprojekter.<br />

Samlet set er der behov for en koordineret indsats mellem industri, universiteter, netvirksomheder, markeds‐<br />

aktører og myndigheder.<br />

For at imødekomme behovet for en øget indsats i forbindelse med standardiseringsarbejdet er der givet en<br />

række anbefalinger på området i det følgende <strong>af</strong>snit 7.<br />

23/39


6 Anbefalinger<br />

Afledt <strong>af</strong> den udarbejdede GAP‐analyse og de identificerede udfordringer er der angivet en række anbefalinger<br />

til tiltag, som kan bidrage til at sikre effektiv og rettidig implementering <strong>af</strong> Smart Grid i et dansk elsystem med<br />

50 pct. vindkr<strong>af</strong>t.<br />

Helt overordnet er der behov for politisk lederskab med klare målsætninger og strategier, så det er muligt at<br />

disponere for aktørerne i branchen. Derfor anbefales det også, at der så vidt muligt sikres langsigtede ramme‐<br />

vilkår og langsigtede strategier fx for havmølleudbygninger i Danmark.<br />

I <strong>af</strong>snit 6.1 er gruppens politiske anbefaling, som vedrører en styrkelse <strong>af</strong> standardiseringsarbejdet, beskrevet.<br />

Derudover er der i <strong>af</strong>snit 6.2 angivet gruppens anbefalinger til brancheinitiativer, som der kan arbejdes videre<br />

med i et samarbejde mellem branchens aktører.<br />

Ansvar for implementeringen og den tidsmæssige prioritering er anført til sidst ved hver enkelt anbefaling. Den<br />

tidsmæssige prioritering er foretaget ud fra kort sigt (2012‐2013), mellemlangt sigt (2013‐2015) og længere sigt<br />

(2015‐2020).<br />

6.1 Styrkelse <strong>af</strong> standardiseringsarbejdet<br />

Udrulningen <strong>af</strong> Smart Grid er i særlig grad <strong>af</strong>hængig <strong>af</strong>, at der bliver indgået internationale <strong>af</strong>taler om standar‐<br />

der for kommunikation mellem udstyret og elsystemets aktører. Arbejdet foregår i en række standardiserings‐<br />

organer som fx CENELEC og med dansk deltagelse. Den danske position er, at standarderne skal være åbne og<br />

tillade, at kunderne ubesværet kan skifte leverandører og udstyr uden at være bundet <strong>af</strong> bestemte producen‐<br />

ter. Interoperabilitet er et nøgleord både for komponent‐leverandører, drift <strong>af</strong> systemerne og for kundernes<br />

tilfredshed. Målsætningen er, at der for både forbrugsapparater og mindre produktionsanlæg kan blive en<br />

Plug 'n Play fremtid, hvor standarder er så udbredt, at kunderne nemt kan tilslutte nyt udstyr.<br />

I forbindelse med standardiseringsarbejdet er en vigtig aktivitet præstandardisering, hvor man anvender forsk‐<br />

ningsprojekter som <strong>af</strong>sæt til at påvirke og øge indflydelse i standardiseringsarbejdet. I den forbindelse er der<br />

også behov for at styrke den nationale måletekniske platform omkring elektrisk metrologi og kalibrering. Stan‐<br />

dardiseringsarbejdet forudsætter et metrologisk beredskab, også gennem dansk deltagelse i internationalt<br />

kalibrerings‐ og metrologisk arbejde vil sikre en stærkere dansk stemme i standardiseringsarbejdet.<br />

Der er brug for national opmærksomhed og politiske initiativer på følgende udvalgte områder for at fremme<br />

udviklingen og sikre Danmarks position i Smart Grid‐udviklingen.<br />

6.1.1 Ladestandere for elbiler<br />

Beslutning om dansk kravspecifikation for, hvilke tekniske egenskaber og kommunikationsteknologier der skal<br />

gælde for alle ladestandere til elbiler, som opstilles i Danmark, byggende på europæiske standarder. Holland og<br />

Tyskland har truffet beslutninger til stor glæde for både netvirksomhederne og industrien. <strong>Energi</strong>styrelsen har i<br />

2010 udarbejdet rapport om ladestandere i det offentlige rum, der allerede har et grundigt analysegrundlag.<br />

Rapporten "El‐ og hybridbiler – samspil med elsystemet" kan læses på <strong>Energi</strong>styrelsens hjemmeside.<br />

24/39


Det anbefales, at ministeren sammensætter et hurtigt arbejdende udvalg med repræsentation fra rele‐<br />

vante aktører med henblik på, at der i efteråret 2012 kan foreligge en rapport med anbefalinger til en<br />

<strong>af</strong>tale om en dansk kravspecifikation for ladestandere til elbiler, byggende på europæiske standarder, til<br />

efterfølgende politisk beslutning.<br />

Tidshorisont er kort sigt (2012‐2013).<br />

6.1.2 Smart Meter – elmålere<br />

Beslutning om dansk kravespecifikation for, hvilke tekniske egenskaber og kommunikationsteknologier der<br />

minimum skal gælde for nye elmålere – Smart Meter, som opsættes i Danmark, byggende på europæiske stan‐<br />

darder. Flere lande har truffet lignende nationale <strong>af</strong>taler med netvirksomheder, hvorved der sikres højt og<br />

fremtidssikret niveau. <strong>Energi</strong>styrelsen har udarbejdet en række rapporter på området, som kan danne grundlag<br />

for arbejdet.<br />

Det anbefales, at ministeren sammensætter et hurtigt arbejdende udvalg med repræsentation fra rele‐<br />

vante aktører med henblik på, at der i efteråret 2012 kan foreligge en rapport med anbefalinger til en<br />

<strong>af</strong>tale om en dansk kravspecifikation for nye elmålere, byggende på europæiske standarder, til efterføl‐<br />

gende politisk beslutning.<br />

Tidshorisont er kort sigt (2012‐2013).<br />

6.1.3 Dansk Standard<br />

Det er vigtigt, at Dansk Standard fortsat er vært for arbejdsgrupper og tager initiativ til den danske deltagelse i<br />

internationalt standardiseringsarbejde. For at fremme udviklingen inden for standarder på Smart Grid‐<br />

relaterede områder er der brug for, at Dansk Standard får et styrket mandat og mulighed for at inddrage flere<br />

danske erhvervsvirksomheder og fagmiljøer og forbrugerne i arbejdet. Meget arbejde foregår i dag frivilligt og<br />

for egen regning, hvilket holder flere små erhvervsvirksomheder tilbage for deltagelse. Det er et problem, som<br />

bør <strong>af</strong>hjælpes.<br />

Det anbefales, at ministeren tager initiativ til at sikre de fornødne bevillingsmæssige rammer – eller<br />

prioriteter inden for nuværende – til, at Dansk Standard kan fremme arbejdet med Smart Grid‐<br />

relaterede standarder – herunder indførelse <strong>af</strong> en pulje hvorfra mindre erhvervsvirksomheder, forbru‐<br />

gerrepræsentanter og personer fra fagmiljøer kan opnå refusion <strong>af</strong> en del <strong>af</strong> deres omkostninger ved<br />

deltagelse i standardiseringsarbejdet vedrørende Smart Grid.<br />

Tidshorisont er kort sigt (2012‐2013).<br />

6.1.4 Testfaciliteter til eftervisning <strong>af</strong> Smart Grid funktionalitet<br />

Udbydere <strong>af</strong> Smart Grid‐produkter og løsninger har behov for testfaciliteter, som er med til at styrke en dansk<br />

position, der gør det muligt at få <strong>af</strong>prøvet og eftervist deres apparaters og it‐løsningers interoperabilitet i hen‐<br />

25/39


hold til de internationale Smart Grid‐standarder. Det er produkter som varmepumper, solcelleanlæg, hus‐<br />

standsmøller, elbiler osv., der i fremtiden skal have Smart Grid‐funktionalitet. Ligeledes har forbrugere og aktø‐<br />

rer brug for vished om, at de vælger apparater, som er Smart Grid‐kompatible. På længere sigt er det et mål, at<br />

forbrugere og aktører får en fælles europæisk mærkningsordning baseret på gennemarbejdede og komplette<br />

standarder, så implementering i fremtidens Smart Grid bliver Plug n' Play, se Bilag 4.<br />

Typegodkendelse og mærkningsordning skal tage hensyn til europæisk regulering på området og være kompa‐<br />

tibelt med tilsvarende godkendelsesordninger i andre EU‐lande. Herudover skal der også arbejdes for at bringe<br />

test <strong>af</strong> interoperabilitet i Smart Grid it‐løsninger ind i en europæisk eller international ramme. Kompetente<br />

testfaciliteter skal være uvildige organer, som har viden og ressourcer til at gennemføre test og <strong>af</strong>prøvning, og<br />

som kan bidrage til udviklingen mod den fælles europæisk mærkningsordning. Der findes fagmiljøer på fx Risø‐<br />

DTU, PowerLabDK og Teknologisk Institut, der kan forestå dette arbejde.<br />

Det anbefales, at ministeren tager initiativ til, sammen med DI <strong>Energi</strong>branchen og relevante aktører i<br />

branchen, at der indføres en dansk Smart Grid‐testordning med henblik på at bringe dansk industri på<br />

forkant og bidrage til udviklingen <strong>af</strong> en fælles europæisk typegodkendelse og mærkningsordning <strong>af</strong><br />

elproducerende og elforbrugende apparater.<br />

Tidshorisont er mellemlangt sigt (2013‐2015).<br />

6.2 Anbefalinger til initiativer til branchen<br />

6.2.1 Fremtidigt styringskoncept for elsystemet<br />

Når det samlede produktionsapparat fremover bygger på mere og mere fluktuerende elproduktion, så er det<br />

nødvendigt med øgede krav til kommunikationssystemer for styring og overvågning <strong>af</strong> elsystemet – fra øverste<br />

transmissionsystem til lokale elnet og for såvel kommercielle aktører som netvirksomheder.<br />

Der er behov for udvikling og implementering <strong>af</strong> et fremtidigt kommunikations‐ og styringskoncept, som gør<br />

det muligt at opnå det bedst mulige samspil mellem styringen <strong>af</strong> elsystemet, elproduktionen og elforbruget.<br />

<strong>Energi</strong>net.dk har arbejdet med udvikling <strong>af</strong> et sådant styringskoncept for elsystemet med 50 pct. vedvarende<br />

energi i 2025. Konceptet er en model for, hvordan elsystemet i fremtiden kan styres med opdateret<br />

datakommunikation mellem elsystemets aktører, både kommercielle og netvirksomheder. <strong>Energi</strong>net.dk kalder<br />

det Koncept 2025 og lidt yderligere detaljer er beskrevet i Bilag 3. Denne Koncept 2025 beskrivelse vil være<br />

<strong>Energi</strong>net.dk's grundlag for samarbejde med branchens aktører om udmøntningen <strong>af</strong> et fremtidigt dansk<br />

elsystem i handlingsplaner.<br />

Udgangspunktet i styringskonceptet Koncept 2025 fra <strong>Energi</strong>net.dk er anvendelse <strong>af</strong> markedsmekanismer og<br />

markedsgørelse <strong>af</strong> relevante ydelser, suppleret med nødvendig teknisk aktivering i sjældent nøddrift <strong>af</strong> el‐<br />

systemet. <strong>Energi</strong>net.dk har i Koncept2025 givet et sammenhængende bud på, hvordan denne lagdeling <strong>af</strong><br />

kommunikationsinfrastrukturen kan organiseres til glæde for både kommercielle aktører, netejere, producen‐<br />

ter og kunder.<br />

26/39


I et samarbejde mellem branchens aktører skal der udarbejdes handlingsplaner ud fra fælles vurderinger <strong>af</strong><br />

fremtidens behov for ydelser og funktionalitet <strong>af</strong> elsystemet. Denne udmøntning skal baseres på erfaringer og<br />

viden om fremtidige behov fra elmarkeder, distributionsnet, transmissionsnet, it og datakommunikation.<br />

Danmark har allerede et velfungerende kommunikationssystem for de kommercielle aktørers samarbejde med<br />

tilknyttede produktionsanlæg. Dette system kræver opdatering til anvendelse <strong>af</strong> fremtidige internationale åbne<br />

standarder til sikring <strong>af</strong> størst mulig fleksibilitet for ejere <strong>af</strong> produktionsanlæg. De danske netvirksomheder<br />

(distribution og transmission) har gode kommunikationssystemer for styring og regulering <strong>af</strong> tekniske forhold i<br />

elsystemet. Disse systemer vil ligeledes have behov for at blive opdateret til nye åbne internationale standar‐<br />

der.<br />

Fremtiden stiller supplerende krav om, at såvel de kommercielle som de tekniske datakommunikationsveje og ‐<br />

systemer bliver udvidet og suppleret med mulighed for tilslutning <strong>af</strong> markant mere vedvarende energiproduk‐<br />

tion på alle netniveauer. Og nok så vigtigt skal der etableres helt nye kommunikationsstrukturer for både<br />

kommerciel og teknisk nyttiggørelse <strong>af</strong> forbrugssiden i elsystemet.<br />

Den fulde nytte <strong>af</strong> mange distribuerede ressourcer for både elproduktion og elforbrug opnås bedst for alle el‐<br />

systemets aktører ved at anvende åbne internationale standarder og en lagdelt opbygning <strong>af</strong> data‐ og styrings‐<br />

strukturen.<br />

Styringskonceptets hovedprincip er, at den fremtidige datakommunikation blandt alle elsystemets aktører skal<br />

være baseret på en harmoniseret kommunikationsstrukturer med veldefinerede grænseflader. Data‐, styrings‐<br />

og kommunikationsstrukturen skal følge allerede anvendte internationale standarder. Det handler ganske en‐<br />

kelt om at gøre elsystemet og den nye kommunikationsinfrastruktur så åben og nem at tilgå, at både nye små<br />

produktionsanlæg og forbrugsudstyr i fremtiden kan kobles sammen med nem Plug n'Play løsninger.<br />

Det anbefales, at <strong>Energi</strong>net.dk, i samarbejde med branchen, tager initiativ til at udarbejde en fælles<br />

roadmap og handlingsplan for udrulning <strong>af</strong> et harmoniseret koncept for data‐ og kommunikationsinfra‐<br />

struktur til styring <strong>af</strong> elsystemet i 2025. Arbejdet skal være <strong>af</strong>sluttet med udgangen <strong>af</strong> 2012, hvormed<br />

Danmark får en sammenhængende plan for udvikling og etablering <strong>af</strong> det fremtidige kommunikationssy‐<br />

stem til optimering <strong>af</strong> kommerciel og teknisk drift <strong>af</strong> elsystemet.<br />

Tidshorisont er kort sigt (2012‐2013).<br />

6.2.2 Fælles vision og roadmap i branchen<br />

Udvikling <strong>af</strong> fælles vision og roadmap i branchen om udvikling og udrulning <strong>af</strong> Smart Grid, så der opnås en fæl‐<br />

les platform til at få besluttet og implementeret langsigtede og økonomisk effektive løsninger. I roadmappet<br />

skal der lægges særlig fokus på netselskabernes rolle.<br />

Roadmappet skal være med til at sikre, at alle aktører i Smart Grid‐implementeringen har <strong>af</strong>stemt forventnin‐<br />

ger til, hvornår de enkelte teknologier har et reelt markedspotentiale. Roadmappet vil ligeledes indikere tids‐<br />

mæssigt, hvornår der er behov for de nødvendige udviklinger <strong>af</strong> "elmarkedet", for at de enkelte ydelser i Smart<br />

Grid kan markedsgøres.<br />

27/39


Det anbefales, at Dansk <strong>Energi</strong> tager initiativ til, i samarbejde med relevante aktører i branchen, at få<br />

nedsat en arbejdsgruppe med henblik på, at der snarest kan foreligge et overordnet, konsolideret road‐<br />

map for branchen. Roadmappet skal have særligt fokus på netvirksomhedernes rolle, sådan at imple‐<br />

menteringen <strong>af</strong> Smart Grid løsninger koordineres og accelereres. Det bør bemærkes, at en række <strong>af</strong> Net‐<br />

værkets anbefalinger vedrører politiske initiativer og andre brancheinitiativer, som ikke skal <strong>af</strong>vente<br />

etableringen <strong>af</strong> dette roadmap, men bør iværksættes her og nu ved de aktører, som er nævnt som an‐<br />

svarlige i Netværkets anbefalinger.<br />

Tidshorisont er kort sigt (2012).<br />

6.2.3 Standardisering – Små produktionsanlæg<br />

Mange mindre elproducerende anlæg (op til 50 kW) bliver nu og fremover tilsluttet elsystemet helt lokalt.<br />

<strong>Energi</strong>net.dk udsteder Tekniske Forskrifter for, hvilke egenskaber der skal gælde i relation til eltekniske forhold.<br />

For Smart Grid er det også vigtigt at kunne kommunikere med disse anlæg. Plug n' Play kræver, at der sker ud‐<br />

bredelse og indarbejdelse <strong>af</strong> standarder for kommunikation. Dette skal ses i sammenhæng med internationalt<br />

arbejde på området.<br />

Det anbefales, at <strong>Energi</strong>net.dk tager initiativ til, i samarbejde med Dansk <strong>Energi</strong>, at få nedsat en arbejds‐<br />

gruppe med relevante aktører for at forberede danske krav om kommunikationsstandarder for mindre<br />

elproducerende enheder (op til 50 kW) med udgangspunkt i tilsvarende internationale standarder. Ar‐<br />

bejdsgruppen skal omsætte de internationale standarder til fremtidige danske forskrifter, herunder <strong>af</strong>‐<br />

klaring, hvordan området bør reguleres.<br />

Tidshorisont er mellemlangt sigt (2013‐2015).<br />

6.2.4 Indførelse <strong>af</strong> fælles informationsmodel i elsektoren<br />

Elsystemet med såvel tekniske som kommercielle aktører har brug for en fælles informationsmodel, hvorved<br />

data nemt kan formidles mellem aktørerne. Informationsmodellen skal tage <strong>af</strong>sæt i de fælles internationale<br />

Smart Grid‐standarder (IEC 61850, IEC 61970 og IEC 61968) samt sikre, at fokus ind mod forbruger‐ og service‐<br />

udbyderdomænerne skal være på grænsefladen.<br />

Informationsmodellen er en forudsætning for:<br />

• at definere fælles dataegenskaber (attributter) for måling, status, kontrolsignal etc., sådan at alle rele‐<br />

vante aktører kan aggregere data og/eller tilføje nye aggregerede egenskaber <strong>af</strong>hængig <strong>af</strong> aktørens ret‐<br />

tigheder.<br />

• at minimere overhead i hele informationskæden til konvertering, fortolkning, og andre omsætnings‐<br />

processer, som er påkrævet, når man ikke benytter en harmoniseret informationsmodel.<br />

• at sikre de nødvendige forudsætninger for, at aktørerne kan udvikle effektive og brugbare Plug n' Play<br />

løsninger.<br />

28/39


Det anbefales, at <strong>Energi</strong>net.dk og Dansk <strong>Energi</strong> tager initiativ til, i samarbejde med industrien og rele‐<br />

vante aktører i branchen, at få nedsat en arbejdsgruppe med henblik på, at der ved udgangen <strong>af</strong> 2012<br />

kan foreligge en konsolideret anbefaling om den fremtidige danske informationsmodel i elsystemet.<br />

Arbejdet skal koordineres med et konsolideret styringskoncept for elsystemet og følge anbefalingerne<br />

fra risikovurderingen omkring datasikkerhed.<br />

Tidshorisont er kort sigt (2012‐2013).<br />

29/39


Bilag 1 Aktiv styring <strong>af</strong> transmissionsnettet<br />

Transmissionsnettet udvides og ombygges kr<strong>af</strong>tigt i disse år med nye udlandsforbindelser, stor indfasning <strong>af</strong><br />

VE‐produktion og kabellægning <strong>af</strong> mange, nye lange strækninger. Samtidig ønskes en bedre udnyttelse <strong>af</strong> de<br />

eksisterende ledninger, så transmissionsnettet kan drives tættere på de termiske grænser. Der arbejdes derfor<br />

mod en øget aktiv styring <strong>af</strong> transmissionsnettet.<br />

Et eksempel på en aktiv spændingsstyring er løsningen implementeret til styring <strong>af</strong> nettilslutningen for havmøl‐<br />

leparken Horns Rev. 2 (HRB) inklusive det 100 km lange kabel frem til 150 kV‐ station Endrup, skitseret i Figur 4.<br />

Figur 4 Nettilslutning <strong>af</strong> Horns Rev til transmissionssystemet.<br />

Spændingen på 150 kV‐anlægget på platformen tilkoblet over et så langt kabel ændrer sig med det reaktive<br />

bidrag fra havmølleparken. For at fastholde spændingen inden for en spændingstolerance på nogle få kV på<br />

transformerplatformen er der etableret en aktiv spændingsstyring i station Endrup.<br />

Alternativet til en aktiv spændingsstyring i Endrup var at installere en regulerbar reaktor på transformerplat‐<br />

formen, men det havde krævet en større transformerplatform og introduceret en potentiel kritisk komponent<br />

offshore, hvor man har reducerede adgangsforhold i tilfælde <strong>af</strong> eventuelle fejl.<br />

Den aktive spændingsstyring i station Endrup overvåges via alarmer til kontrolcentret i tilfælde <strong>af</strong> <strong>af</strong>vigelser fra<br />

de fastlagte grænseværdier. Derved har kontrolcentret altid det fulde overblik og kan til enhver tid stoppe au‐<br />

tomatikken og styre manuelt.<br />

30/39


Bilag 2 Aktiv styring <strong>af</strong> distributionsnettet<br />

Enkelte netvirksomheder har allerede igangsat projekter, der har som mål at opnå en større udnyttelse <strong>af</strong> di‐<br />

stributionsnettets overføringskapacitet. Et eksempel er DONG Energys Smart PIT projekt, hvor eksisterende og<br />

hidtidige separate data kombineres i en samlet datakilde, suppleret med måledata fra overvågede netstationer<br />

i distributionsnettet, se Figur 5.<br />

Figur 5 Eksempel på igangsat projekt hos netvirksomheder.<br />

Kombinationen <strong>af</strong> data gør det muligt kontinuert at estimere tilstanden i distributionsnettet og dermed belaste<br />

distributionsnettets komponenter tættere på deres termiske dimensioneringsgrænse. Dimensioneringsgrund‐<br />

laget for nyt net kan optimeres med den nye viden, og forstærkninger <strong>af</strong> distributionsnettet kan udskydes eller<br />

måske helt undværes. DONG Energys system har været i drift siden 2008, og DONG Energy har planlagt at vide‐<br />

reudvikle systemet i projektet Power Hub, hvor fokus er driften <strong>af</strong> decentrale produktionsanlæg og fleksibelt<br />

elforbrug, som skal indpasses efter den ledige kapacitet i distributionsnettet.<br />

31/39


Bilag 3 Fremtidens styringskoncept<br />

Målet med fremtidens styringskoncept er at få det bedst mulige samspil mellem styringen <strong>af</strong> elsystemet, elpro‐<br />

duktionen og elforbruget.<br />

Konceptet samler erfaringer og viden om fremtidige behov fra elmarkeder, distributionsnet, transmissionsnet,<br />

it‐ og datakommunikation – herunder følges udviklingen i den internationale standardisering, og der anvendes<br />

kendt viden fra arkitekturen i Internettet.<br />

Konceptets hovedelementer er:<br />

1. Effektiv effektbalancering<br />

2. Aktiv styring <strong>af</strong> elsystemet<br />

3. Intelligent aktivering og styring <strong>af</strong> ressourcer<br />

Faktaboks – fremtidens styringskoncept<br />

Effektiv effektbalancering – Med effektiv effektbalance forstås her aktivering <strong>af</strong> til rådighed værende<br />

forbrugs‐ og produktionsressourcer henholdsvis i markeder gennem bilaterale <strong>af</strong>taler og med tekniske<br />

krav. Kravet er, at der til enhver tid, uanset sammensætningen <strong>af</strong> idriftværende produktionsanlæg, altid<br />

er balance mellem forbrug og produktion for at sikre en stabil frekvens på 50 Hz.<br />

For at optimere udbyttet fra de vedvarende energiressourcer i fremtiden har de forudgående analyser<br />

hos <strong>Energi</strong>net.dk og Smart Grid samarbejdet med Dansk energi fundet, at det er nødvendigt at aktivere<br />

langt mere forbrug til balancering <strong>af</strong> elsystemet.<br />

Aktiv styring <strong>af</strong> elsystemet – Aktiv styring <strong>af</strong> elsystemet skal sikre en effektiv udnyttelse <strong>af</strong> elsystemets<br />

overføringskapacitet for at optimere den samfundsøkonomiske nytte. Gennem en høj grad <strong>af</strong> observer‐<br />

barhed i elsystemet kan elforsyningskomponenter dynamisk drives tættere på deres grænse <strong>af</strong>hængigt<br />

<strong>af</strong> deres og elsystemets aktuelle tilstand. Dette sker ikke blot ved overvågning <strong>af</strong> elsystemet, men<br />

sammen med overvågningen og ved at styre og regulere alle tilgængelige ressourcer for at optimere<br />

den samlede drift <strong>af</strong> <strong>elnettet</strong>.<br />

Intelligent aktivering og styring <strong>af</strong> ressourcer – For at regulerbare ressourcer mest effektivt kan være<br />

til rådighed for elsystemet, skal al datakommunikation mellem elsystemets aktører og til og fra alle<br />

elproducerende eller markedsstyrede elforbrugsressourcer bygge på fælles internationale standarder.<br />

For at sikre den mest fleksible og robuste håndtering <strong>af</strong> de store datamængder i Smart Grid er distribu‐<br />

eret intelligens og intelligent aggregering <strong>af</strong> ressourcers egenskaber og information på flere niveauer<br />

den bedste løsning.<br />

1. Effektiv effektbalancering<br />

Effektbalance i fremtidens elsystem forventes først og fremmest opnået gennem spot og intraday elmarkeder‐<br />

ne i tæt koblede pan‐europæiske markeder. Når de primære markeder er balanceret, vil det fortsat være nød‐<br />

vendigt at efterregulere for at opnå den fuldstændige balance for at opretholde en stabil systemfrekvens.<br />

32/39


Efterreguleringen forventes også at ske gennem pan‐europæiske markeder i pan‐europæiske balanceområder,<br />

som er bestemt <strong>af</strong> de regionale begrænsninger i elsystemet.<br />

Reserver til uforudsete hændelser i elsystemet er fortsat <strong>Energi</strong>net.dk's ansvar at tilvejebringe på den sam‐<br />

fundsøkonomiske billigste måde. Reserverne skal være klar til at udfylde det utilsigtede udækkede behov for at<br />

opnå effektbalance og dermed opretholde en stabil systemfrekvens. Mængden <strong>af</strong> reserver beregnes og reser‐<br />

veres kontinuert (dynamisk) i forhold til ændringerne i driftssituationen. Reserver kan leveres <strong>af</strong> både elforbrug<br />

og elproduktion i både indland og udland i det omfang, elsystemets begrænsninger tillader det.<br />

I nøddriftsituationer kan driften <strong>af</strong> alle elproducerende anlæg og markedsstyret forbrug midlertidigt tvangssty‐<br />

res via netvirksomhedernes tekniske VPP, indtil nødsituationen er ovre.<br />

En skitse, som viser de forskellige driftsformer i fremtidens elsystemet, kan ses i Figur 6.<br />

Monitering<br />

&<br />

automatisk<br />

systemkontrol<br />

i driftssekund<br />

Normal<br />

drift<br />

Skærpet<br />

drift<br />

Nøddrift<br />

Omr-Ø-drift<br />

Markedsdrift<br />

Specialregulering<br />

og tvangskørsel<br />

SpændingsogVarregulering<br />

Automatisk spændings-,<br />

frekvens- og<br />

effektregulering<br />

Figur 6 Styring <strong>af</strong> driftsformer i fremtidens elsystems.<br />

2. Aktiv styring <strong>af</strong> elsystemet<br />

Aktiv styring <strong>af</strong> elsystem skal sikre en effektiv udnyttelse <strong>af</strong> elsystemets overføringskapacitet set i forhold til at<br />

optimere den samfundsøkonomiske nytte og minimere behovet for netforstærkninger. Det er nødvendigt med<br />

en høj grad <strong>af</strong> målinger og status i elsystemet, så det gør det muligt at udnytte systemkomponenterne tættere<br />

på deres termiske grænser.<br />

For at sikre det nødvendige kendskab til den aktuelle driftssituation i elsystemet, samt fortsat sikre den rette<br />

spændingskvalitet i elsystemet, er det nødvendigt at:<br />

• anvende mere tilstandsovervågning og estimering <strong>af</strong> driftstilstande<br />

• kunne aktivere styrbare ressourcer, som både kan være elproduktion og elforbrug<br />

• indføre mere automatisk styring <strong>af</strong> elsystemet.<br />

Tilstandsovervågning <strong>af</strong> elsystemet sker, ud over tilstandsbaseret overvågning <strong>af</strong> enkeltkomponenter, ved<br />

hjælp <strong>af</strong> PMU‐målinger (PMU: Phasor Measurement Unit ‐ måleinstrument, som sikrer samtidige GPS‐<br />

synkroniserede målinger hvor som helst i elsystemet) og GPS‐synkroniserede målinger i transformer‐ og netsta‐<br />

33/39


tioner og med online måling <strong>af</strong> aktiv og reaktiv effekt (P og Q) og spænding (U) fra alle fjern<strong>af</strong>læste elmålere i<br />

elsystemet.<br />

Spændingen og VAr‐flowet (reaktiv effekt) optimeres og stabiliseres i alle knudepunkter i transmissionsnettet<br />

ved en kombination <strong>af</strong>:<br />

• systemkomponenter<br />

• centrale elproducerende anlæg (vindkr<strong>af</strong>t og kr<strong>af</strong>tvarme)<br />

• aktive ressourcer fra distributionsnet.<br />

I distributionsnettene optimeres spænding og VAr‐flow lokalt ved, at spændingsregulatorerne i de tekniske VPP<br />

bruger netvirksomhedens egne komponenter sammen med de lokale forbrugs‐ og elproduktionsenheder med<br />

spændingsregulerende egenskaber.<br />

I Figur 7 er skitseret fremtidens udfordringer i distributionsnettet, hvor det forventes, at hovedparten <strong>af</strong> frem‐<br />

tidens mikro VE bliver nettilsluttet.<br />

10 kV<br />

0,4 kV 10 kV<br />

0,4 kV<br />

10 kV<br />

0,4 kV 10 kV<br />

Figur 7 Stor variation i effektflowet i distributionsnettet gør det sværere at fastholde en stabil spænding. Intelligent styring <strong>af</strong><br />

spændingen ved hjælp <strong>af</strong> aktive lokale ressourcer er derfor et godt alternativ til netforstærkning og kortere radialer.<br />

Mængde og placering <strong>af</strong> regulerbare ressourcer til rådighed skal være kendt på driftstidspunktet. Der skal også<br />

være tilstrækkelig information til stede om, hvilke ressourcer der vil kunne aktiveres i en given situation. På<br />

transmissionsniveau er det <strong>af</strong>gørende for forsyningssikkerheden og systemstabiliteten, at der altid er adgang til<br />

tilstrækkelige ressourcer, og der i videst mulig omfang er konkurrence om at levere disse systemydelser.<br />

Aktivering <strong>af</strong> ressourcer kan ske ud fra billigste øjeblikkelige bud efter <strong>af</strong>tale eller i henhold til tilslutningskrav.<br />

Styring og aktivering <strong>af</strong> ressourcer vil prioritere de allerede aktive ressourcer først, derefter kan stoppede res‐<br />

sourcer blive aktiveret. Da der er tale om teknisk styring <strong>af</strong> elsystemet, har det betydning, hvor det aktiverede<br />

produktionsanlæg eller forbrugsanlæg er placeret. Det er derfor ikke altid muligt at vælge alternativer.<br />

0,4 kV<br />

34/39


3. Intelligent aktivering og styring <strong>af</strong> ressourcer<br />

Intelligent aktivering og styring <strong>af</strong> ressourcer håndteres mest effektivt ved at anvende distribueret intelligens<br />

via aggregering <strong>af</strong> lokale ressourcer.<br />

For at sikre den mest effektive og samfundsmæssige løsning er det nødvendigt, at fremtidens styringskoncept<br />

bygger på:<br />

• agent‐baseret teknologi med rollebaseret adgang til alle ressourcer (jf. IEC 62351)<br />

• fælles standardiseret informationsmodel (jf. IEC 61850‐7‐x)<br />

• aggregering i flere niveauer<br />

• fleksible styringshierarkier så tæt på Plug 'n Play som muligt<br />

• internationale standarder for interoperabilitet<br />

• internet baseret kommunikation til slutbrugerne<br />

• distribueret ansvar og formidling <strong>af</strong> data.<br />

Derudover skal det sikres, at det fulde behov for intelligent aktivering og styring <strong>af</strong> ressourcer opnås, hvilket<br />

kræver:<br />

• en åben, fleksibel og sikker kommunikationsinfrastruktur<br />

• sikret og betroet kommunikation <strong>af</strong> måle‐ og <strong>af</strong>regningsdata<br />

• tilgængelighed <strong>af</strong> måle‐ og <strong>af</strong>regningsdata<br />

• udveksling <strong>af</strong> online information mellem aktører skal ske decentralt via den enkelte ressource<br />

• myndigheder skal foreskrive krav om kommunikationssnitflader mellem private aktører, netvirksomhe‐<br />

der og elmarkedets aktører.<br />

Kommunikationsinfrastrukturen skal i videst muligt omfang bygges på åbne offentlige datanetværk (fx inter‐<br />

net). Datakommunikationens informationsmodeller og datasikkerhed baseres på de internationale standarder i<br />

og omkring IEC 61850‐serien.<br />

Kommunikationsinfrastrukturen til alle måle‐ og <strong>af</strong>regningsdata <strong>af</strong> elsystemets ressourcer vil fortsat være et<br />

anliggende for netvirksomhederne. <strong>Energi</strong>net.dk bruger netvirksomhedernes måleansvar for at sikre elsyste‐<br />

mets overordnede målebehov for fx aktivering <strong>af</strong> ressourcer til effektbalancering og reserver. <strong>Energi</strong>net.dk's<br />

DataHub‐løsning sikrer en samlet dansk løsning for <strong>af</strong>regning <strong>af</strong> energi og fungerer samtidig som finansielt<br />

Clearing House mellem elsystemets aktører, herunder bimålt forbrug og roaming <strong>af</strong> <strong>af</strong>regning for elbilladning.<br />

Online måledata til de kommercielle aktører kan hentes via den lokale elmåler, eller den kommercielle aktør<br />

kan vælge selv at etablere eget måleudstyr. Måledata til <strong>af</strong>regningsformål leveres <strong>af</strong> <strong>Energi</strong>net.dk's DataHub.<br />

Agentteknologi betyder, at ressourcer med et minimum sæt styringsegenskaber og selvstændige styreenheder<br />

betragtes som agenter. Agenten kan enten agere selvstændigt efter fastsatte regler, eller agenten kan få en<br />

ordre fra en overordnet agent. Samtidig skal agenten kunne præsentere sin gruppes aggregerede status og<br />

egenskaber for en overordnet agent eller andre interesserede, som har rettigheder til at modtage disse infor‐<br />

mationer.<br />

35/39


Rollebaseret adgang til agenter betyder, at andre agenter kan få adgang til information eller styring <strong>af</strong> en<br />

agent, som kan identificere sig og på den baggrund er tildelt en forudbestemt rolle, som giver adgang til et sæt<br />

forudbestemte informationer og kommandoer. Roller/agenter kan tildeles ret til at overtage kommandoer fra<br />

andre roller/agenter.<br />

Agenthierarkier kan bruges til at danne virtuelle enheder (VPP – Virtual Power Plants). En VPP kan enten være<br />

knyttet til markedsstrukturerne (Markeds VPP) eller til det fysiske elsystem (Teknisk VPP). For at Smart Grid<br />

skal lykkes, er det nødvendigt, at der både etableres en teknisk VPP og en markeds VPP.<br />

I Figur 8 ses et forslag til agenthierarkier, og i Figur 9 ses et forslag til, hvorledes man kan integrere Markeds<br />

VPP og Teknisk VPP i det fremtidige elsystem.<br />

Agent<br />

Agent<br />

Agent Agent<br />

Agent<br />

Agent<br />

Agent<br />

Niveau 3<br />

Agent<br />

Niveau 2<br />

Niveau 1<br />

Agent Agent Agent Agent Agent Agent Niveau 0 (enheder)<br />

Figur 8 Agent‐hierarkier<br />

Figur 9 Sameksistens <strong>af</strong> tekniske og markeds VPP.<br />

36/39


Bilag 4 Typegodkendelse og mærkningsordning<br />

For at få den fulde udnyttelse <strong>af</strong> fremtidens Smart Grid er det nødvendigt, at alle kommende apparater bliver<br />

underlagt en fælles europæisk mærkningsordning og typegodkendelse, så apparater kan integreres i et Smart<br />

Grid‐miljø.<br />

At være klar til integration i et Smart Grid‐miljø omfatter, at de anvendte informationsmodeller, data, objekter,<br />

protokolstakke, samt de elektriske interfaces og protokoller opfylder følgende krav:<br />

• Alle oplysninger og dataobjekter, der oprettes såvel som <strong>af</strong>ledte og/eller aggregerede oplysninger skal<br />

følge, men er ikke begrænset til vedtagne specifikationer, der for tiden omfatter IEC 61850 og IEC<br />

61400‐25 standardserierne.<br />

• Hvor information eller dataobjekter findes i IEC 61850 standardserien, skal specifikationerne følge de<br />

domæne‐specifikke definitioner i IEC 61850‐7‐x i almindelighed. Fx skal DER‐enheder følge specifikatio‐<br />

nerne i IEC 61850‐7‐420 standarden, og vindkr<strong>af</strong>tværker skal følge specifikationerne i IEC 61400‐25‐2<br />

standarden.<br />

• Enhver protokolstak skal følge, men er ikke begrænset til, specifikationerne i en eller flere <strong>af</strong> følgende<br />

standarder IEC 61850‐8‐1 (mapning til MMS) eller fremtidige besluttede protokolstak i henhold til IEC<br />

61850.<br />

• Datasikkerhed skal følge, men er ikke begrænset til, de specifikationer, der er angivet i IEC 62351 stan‐<br />

dardserien med en foretrukken fokus på anvendelse <strong>af</strong> rollebaseret adgangskontrol, som er specificeret<br />

i IEC 62351‐8 (RBAC).<br />

• Enhver overensstemmelsestest for tjek <strong>af</strong> Smart Grid‐funktionalitet skal udføres, som angivet i testsce‐<br />

narier eller teststandarder, som er krævet i forhold til ovennævnte standarder.<br />

Der skal arbejdes for en fælles europæisk mærkning <strong>af</strong> apparater, som fabrikanterne kan opnå retten til at an‐<br />

vende, hvis deres udstyr/applikation efterlever de opstillede testscenarier. Omkring mærkning bør relevante<br />

myndigheder som forbrugerrådet osv. tages med på råd.<br />

37/39


Acronym Beskrivelse<br />

DER Distributed Energy Resource – generator – eller forbrugsenheder.<br />

CIM Common Information Model – en informationsmodel baseret på UML.<br />

DMS Distribution Management Systems – DSO‐level.<br />

EMS Energy Management Systems – TSO‐level<br />

Web Service<br />

MMS<br />

IEC 61850<br />

IEC 61400‐25<br />

IEC 61968<br />

IEC 61970<br />

IEC 62351<br />

IEC 62351‐8<br />

(RBAC)<br />

En Web Service er en softwareløsning der understøtter samarbejdet imellem systemer eller<br />

applikationer over datanetværk. Interface‐beskrivelser er angivet i maskinlæsbar form kaldet<br />

Web Services Description Language (WSDL). Samarbejde imellem systemer foregår via såkald‐<br />

te SOAP‐beskeder, der indeholder al nødvendig information om data‐objekter of systemkon‐<br />

figurationer for at kunne forstås <strong>af</strong> en modtager uden forudgående kendskab til objektet.<br />

Manufacture Message Specification – en protokolstak der er udviklet til automation <strong>af</strong> pro‐<br />

duktionslinjer i den amerikanske bilindustri. Denne mapning har hidtil været den eneste<br />

godkendte mapning for IEC 61850 godkendte løsninger. For IEC 614090‐25 løsninger er MMS‐<br />

mapning en ud <strong>af</strong> flere mulige, idet sammenspil med implementerede løsninger kræver en<br />

kollektion <strong>af</strong> mapninger. Derudover kræver moderne netværksystemer (firewalls) en mere<br />

fleksibel mapning, end MMS kan tilbyde.<br />

Titel: Communication networks and systems in substations – er en standard, som, ud over<br />

kommunikation inden for substation regi, også foretrækkes til kommunikation i hele elsyste‐<br />

met.<br />

Titel: Wind turbines – Communications for monitoring and control of wind power plants – er<br />

en standard, som specificerer kommunikation til og fra vindkr<strong>af</strong>tværker.<br />

Titel: Application integration at electric utilities – System interfaces for distribution manage‐<br />

ment – en standard der indeholder mulighed for udveksling og ændring <strong>af</strong> konfigurationsin‐<br />

formation imellem applikationer på distributionsniveau.<br />

Titel: Energy management system application program interface (EMS‐API) – en standard der<br />

indeholder mulighed for udveksling og ændring <strong>af</strong> konfigurationsinformation imellem appli‐<br />

kationer på transmissionsniveau.<br />

Titel: Power systems management and associated information exchange – Data and commu‐<br />

nications security – en standard som har de ønskede egenskaber, når mange skal kommuni‐<br />

kere på kryds og tværs i et samlet elsystem på en sikker og effektiv måde.<br />

Titel: Power systems management and associated information exchange – Data and commu‐<br />

nications security – Part 8: Role‐based access control.<br />

Figur 10 Definitioner i forbindelse med Smart Grid.<br />

38/39


I. Referencer<br />

1. Orienteringspapir – 1. møde i Smart Grid Netværket, december 2010 (dok. 12/11, sag 10/7107).<br />

2. Beskrivelser <strong>af</strong> opgaver til deltagerne – Dep. J. Nr. 2010‐2071, december 2010 (dok. 11/11, sag 10/7107).<br />

3. Smart Grid i Danmark, september 2010 (dok. 13/11, sag 10/7107).<br />

4. Koncept for styring <strong>af</strong> elsystemet ‐ Billednotat version 9.2, <strong>Energi</strong>net.dk, november 2010 (dok. 82249/09,<br />

sag 09/53).<br />

5. Kortlægning <strong>af</strong> den danske elbranches Smart Grid FUD‐indsats, version 1.0 <strong>af</strong> 25. januar 2011.<br />

6. Systemplan 2010, <strong>Energi</strong>net.dk.<br />

7. Anlægsrapport 2010/2011, <strong>Energi</strong>net.dk.<br />

8. Elinfrastrukturrapporten, teknisk redegørelse om den fremtidige udbygning og kabellægning i eltransmis‐<br />

sionsnettet, Elinfrastrukturudvalget, april 2008.<br />

9. Vindspor 2050, <strong>Energi</strong>net.dk.<br />

39/39

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!