Nettanalyser fra planstadiet til idriftsettelse av en vindpark - NVE
Nettanalyser fra planstadiet til idriftsettelse av en vindpark - NVE
Nettanalyser fra planstadiet til idriftsettelse av en vindpark - NVE
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Pl<strong>en</strong>umsmøte Kraftsystemutredninger 2006<br />
RICA Seilet Hotell 1. november<br />
<strong>Nettanalyser</strong> ved<br />
<strong>til</strong>knytning <strong>av</strong><br />
vindmølleparker
Ag<strong>en</strong>da<br />
-<strong>Nettanalyser</strong> <strong>fra</strong> <strong>planstadiet</strong> <strong>til</strong> <strong>idriftsettelse</strong> <strong>av</strong> <strong>en</strong> <strong>vindpark</strong><br />
-H<strong>en</strong>sikt<strong>en</strong> med nettanalyser for de ulike aktører<br />
-KU-program og nettanalyser for <strong>en</strong> <strong>vindpark</strong><br />
-KSU og samordnet nettanalyse for <strong>en</strong> region med flere <strong>vindpark</strong>er<br />
-Statnett sin VtA og kr<strong>av</strong> <strong>til</strong> nettanalyser for <strong>vindpark</strong>er<br />
-Når må stabilitetsanalyser gj<strong>en</strong>nomføres
<strong>Nettanalyser</strong> <strong>fra</strong> <strong>planstadiet</strong> <strong>til</strong> <strong>idriftsettelse</strong> <strong>av</strong> <strong>vindpark</strong><strong>en</strong><br />
<strong>Nettanalyser</strong> <strong>fra</strong> <strong>planstadiet</strong> <strong>til</strong> <strong>idriftsettelse</strong> (1):<br />
Ansvarlig Omfang Prosessvarighet<br />
Forhåndsmelding Tiltaksh<strong>av</strong>er Overordnet 1 år<br />
stasjonær analyse<br />
Konsesjonssøknad Tiltaksh<strong>av</strong>er Detaljert stasjonær 2 år<br />
og dynamisk<br />
analyse<br />
Detaljprosjekt Tiltaksh<strong>av</strong>er og/ Detaljert stasjonær 1 år<br />
eller leverandør og dynamisk<br />
analyse<br />
Driftsfase Netteier Detaljert stasjonær<br />
analyse (KSU)
<strong>Nettanalyser</strong> <strong>fra</strong> <strong>planstadiet</strong> <strong>til</strong> <strong>idriftsettelse</strong> <strong>av</strong> <strong>vindpark</strong><strong>en</strong><br />
<strong>Nettanalyser</strong> <strong>fra</strong> <strong>planstadiet</strong> <strong>til</strong> <strong>idriftsettelse</strong> (2):<br />
Omfang H<strong>en</strong>sikt med nettanalyse<br />
Forhåndsmelding Overordnet Id<strong>en</strong>tifisere <strong>til</strong>gj<strong>en</strong>gelig nettkapasitet,<br />
stasjonær analyse ev<strong>en</strong>tuelle flaskehalser, ev<strong>en</strong>tuelle<br />
behov for nettforsterkninger<br />
Konsesjonssøknad<br />
Detaljprosjekt<br />
Driftsfase<br />
Detaljert stasjonær Verifisere at kr<strong>av</strong> <strong>til</strong> akseptable driftsog<br />
dynamisk forhold ivaretas både ved normal drift<br />
analyse<br />
og ved feilsituasjoner ihv. nettet og<br />
<strong>vindpark</strong><strong>en</strong><br />
Detaljert stasjonær Oppdatert nettanalyse. Valg <strong>av</strong><br />
og dynamisk teknologi (turbiner), valg <strong>av</strong><br />
analyse<br />
evt. komp<strong>en</strong>sering og<br />
kontrollutrustning, dim<strong>en</strong>sjonering <strong>av</strong><br />
internt kabelnett i <strong>vindpark</strong><strong>en</strong><br />
Detaljert stasjonær Årlig oppdatert nettanalyse.<br />
analyse<br />
Dokum<strong>en</strong>tasjon <strong>av</strong> belastningsgrad og<br />
driftsforhold i regionalnettet frem i tid.
H<strong>en</strong>sikt<strong>en</strong> med nettanalyser for de ulike aktører<br />
Overordnet h<strong>en</strong>sikt (1):<br />
Nytteverdi<br />
Tiltaksh<strong>av</strong>er<br />
Netteier<br />
<strong>NVE</strong> (konsesjonsansvarlig)<br />
Fastsette installert ytelse på <strong>vindpark</strong><strong>en</strong><br />
Valg <strong>av</strong> turbin teknologi<br />
Valg <strong>av</strong> komp<strong>en</strong>sering<br />
Valg <strong>av</strong> kontrollutrustning<br />
Dokum<strong>en</strong>tasjon <strong>av</strong> akseptable driftsforhold både ved<br />
normal drift (sp<strong>en</strong>ningsfall, termiske overføringsgr<strong>en</strong>ser,<br />
sp<strong>en</strong>ningskvalitet), og ved feilsituasjoner (stabilitet) i hhv.<br />
nettet og i <strong>vindpark</strong><strong>en</strong><br />
Samfunnsøkonomisk rangering <strong>av</strong> de <strong>en</strong>kelte<br />
vindkraftprosjekter
H<strong>en</strong>sikt<strong>en</strong> med nettanalyser for de ulike aktører<br />
Overordnet h<strong>en</strong>sikt (2):<br />
Analyse<br />
Stasjonær<br />
Nytteverdi<br />
Id<strong>en</strong>tifisere flaskehalser<br />
Id<strong>en</strong>tifisere sp<strong>en</strong>ningsvariasjoner<br />
Beregne nettap<br />
Nytteverdi for <strong>til</strong>taksh<strong>av</strong>er:<br />
-Fastsette installert ytelse på <strong>vindpark</strong><strong>en</strong><br />
-Valg <strong>av</strong> komp<strong>en</strong>sering<br />
-Estimere forv<strong>en</strong>tede kr<strong>av</strong> om anleggsbidrag forbundet ved reduksjon/fjerning <strong>av</strong><br />
flaskehalser<br />
-Forv<strong>en</strong>tede tariffkostnader for <strong>vindpark</strong><strong>en</strong>
H<strong>en</strong>sikt<strong>en</strong> med nettanalyser for de ulike aktører<br />
Overordnet h<strong>en</strong>sikt (3):<br />
Analyse<br />
Dynamisk<br />
Nytteverdi<br />
Id<strong>en</strong>tifisere kraftsystemets dynamiske oppførsel mht. ulike<br />
feil og forstyrrelser i nettet<br />
Nytteverdi for <strong>til</strong>taksh<strong>av</strong>er:<br />
Fastsette installert ytelse på <strong>vindpark</strong><strong>en</strong><br />
Valg <strong>av</strong> komp<strong>en</strong>sering<br />
Valg <strong>av</strong> turbinteknologi<br />
Valg <strong>av</strong> kontrollutrustning<br />
Valg mht. produksjons<strong>fra</strong>kopling
KU–program og nettanalyser for <strong>til</strong>knytning <strong>av</strong> <strong>vindpark</strong>er<br />
KU-program <strong>fra</strong> <strong>NVE</strong> <strong>til</strong> <strong>til</strong>taksh<strong>av</strong>er mht. net<strong>til</strong>knytning:<br />
KU-programmet fastsettes <strong>av</strong> <strong>NVE</strong> med medhold i “Forskrift om konsekv<strong>en</strong>sutredninger”<br />
<strong>av</strong> 1.4.2005. <strong>NVE</strong> har sålangt i stor grad b<strong>en</strong>yttet et “standard oppsett” i sine KU-program.
KSU og samordnet nettanalyse for <strong>en</strong> region med flere<br />
<strong>vindpark</strong>er (1)<br />
<strong>NVE</strong> - Veileder for kraftsystem-utredninger :
KSU og samordnet nettanalyse for <strong>en</strong> region med flere<br />
<strong>vindpark</strong>er (2)<br />
Vanlig problems<strong>til</strong>linger:<br />
-Mange aktører – Ing<strong>en</strong> samordning i tid<br />
-Hvor mye vindkraft “tåler”nettet?<br />
Kilde: Lyse Nett
KSU og samordnet nettanalyse for <strong>en</strong> region med flere<br />
<strong>vindpark</strong>er (3)<br />
KSU og nettanalyser:<br />
-En regional kraftsystemutredning inneholder et eget kapittel med beskrivelser <strong>av</strong><br />
planlagte nyanlegg og oppgraderte eksister<strong>en</strong>de anlegg<br />
-Det vil i dette kapittelet være naturlig å ha omtale <strong>av</strong> de planlagte <strong>vindpark</strong>er<br />
(forhåndsmeldte og konsesjonssøkte) i region<strong>en</strong>, med beskrivelse <strong>av</strong> planlagt<br />
net<strong>til</strong>knytning samt behov for nettforsterkninger (basert på resultater <strong>fra</strong> nettanalyser)<br />
-I nettanalys<strong>en</strong>e som skal utføres og dokum<strong>en</strong>teres i <strong>en</strong> KSU vil det ofte være<br />
naturlig å inkludere kun <strong>vindpark</strong>er/kraftverk som er konsesjonsgitt i planperiod<strong>en</strong>.<br />
Hvis <strong>en</strong> skal inkludere både forhåndsmeldte og konsesjonssøkte kraftverk i<br />
nettanalys<strong>en</strong>e kan dette gi feil styringssigneler mht. behov for nettinvesteringer .
KSU og samordnet nettanalyse for <strong>en</strong> region med flere<br />
<strong>vindpark</strong>er (4)<br />
Eksempler på nettanalyser med samordnet vurdering <strong>av</strong> flere <strong>vindpark</strong>er i <strong>en</strong><br />
region:<br />
<strong>NVE</strong> - 2001 “Kartlegging <strong>av</strong> konsekv<strong>en</strong>s<strong>en</strong>e for s<strong>en</strong>tral- og regionalnettet i Troms<br />
og Finnmark ved realisering <strong>av</strong> planlagt vindkraft”<br />
-Statnett – 2003 “Vindkraft i Nord-Norge, konsekv<strong>en</strong>ser for s<strong>en</strong>tralnettet”<br />
-Statnett – 2004 “Nettkonsekv<strong>en</strong>ser <strong>av</strong> ny vindkraft i Nord- og Midt-Norge”<br />
-Statnett – 2005 “Nettkonsekv<strong>en</strong>ser <strong>av</strong> ny produksjon i Finnmark”<br />
(Oppdragsgiver <strong>NVE</strong>)<br />
-SEfAS – 2005 “Vindkraftutbygging i Sør-Rogaland – Dynamiske analyser”<br />
(Oppdragsgiver Lyse Nett)<br />
-NORSEC – 2005 “Nettanalyse – Tilknytning <strong>av</strong> vindkraft <strong>fra</strong> Gimsøy, Sk<strong>av</strong>dalsheia,<br />
Andmyran og Kleppstad <strong>til</strong> regionalnettet“<br />
(Oppdragsgiver Hålogaland Kraft)
Statnett sin VtA og kr<strong>av</strong> <strong>til</strong> nettanalyser for <strong>vindpark</strong>er (1)<br />
VtA: Veiled<strong>en</strong>de systemkr<strong>av</strong> <strong>til</strong> anlegg <strong>til</strong>knyttet regional – og s<strong>en</strong>tralnettet i Norge<br />
Virkområde: Vindparker med merkeytelse 10 MVA som <strong>til</strong>knyttes<br />
regionalnett eller s<strong>en</strong>tralnett<br />
Funksjonskr<strong>av</strong> <strong>til</strong> vindkraftverk mht:<br />
- Vindpark<strong>en</strong>s ytelse ved <strong>av</strong>vik i nettfrekv<strong>en</strong>s<br />
- Vindpark<strong>en</strong>s ytelse ved <strong>av</strong>vik i nettsp<strong>en</strong>ning<br />
- Kr<strong>av</strong> <strong>til</strong> <strong>vindpark</strong><strong>en</strong>s funksjon for regulering <strong>av</strong> aktiv effekt<br />
- Kr<strong>av</strong> <strong>til</strong> <strong>vindpark</strong><strong>en</strong>s funksjon for regulering <strong>av</strong> reaktiv effekt<br />
- Kr<strong>av</strong> <strong>til</strong> drift <strong>av</strong> <strong>vindpark</strong><strong>en</strong> ved feil eller unormale sp<strong>en</strong>ninger I<br />
regional- og s<strong>en</strong>tralnettet<br />
- Kr<strong>av</strong> <strong>til</strong> verifikasjon <strong>av</strong> <strong>vindpark</strong><strong>en</strong>s eg<strong>en</strong>skaper
Statnett sin VtA og kr<strong>av</strong> <strong>til</strong> nettanalyser for <strong>vindpark</strong>er (2)<br />
VtA: Veiled<strong>en</strong>de systemkr<strong>av</strong> <strong>til</strong> anlegg <strong>til</strong>knyttet regional – og s<strong>en</strong>tralnettet i Norge<br />
Funksjonskr<strong>av</strong> <strong>til</strong> vindkraftverk mht:<br />
- Kr<strong>av</strong> <strong>til</strong> verifikasjon <strong>av</strong> <strong>vindpark</strong><strong>en</strong>s eg<strong>en</strong>skaper<br />
Ved planlegging og teknisk spesifikasjon <strong>av</strong> <strong>vindpark</strong>er må innvirkning<strong>en</strong> <strong>av</strong><br />
vindkraftverket på <strong>til</strong>knyttet kraftsystem i normaldrift og ved driftsforstyrrelser analyseres.<br />
Dette skjer gj<strong>en</strong>nom blant annet simuleringer <strong>av</strong> dynamiske forløp som følge <strong>av</strong><br />
forstyrrelser i drift<strong>en</strong>.<br />
Det er utbyggers ansvar å gj<strong>en</strong>nomføre analyser som påviser <strong>vindpark</strong><strong>en</strong>s innflytelse på<br />
kraftsystemet og å fremskaffe <strong>en</strong> nøyaktig og god datamodell <strong>av</strong> <strong>vindpark</strong><strong>en</strong> slik at<br />
systemansvarlig gis mulighet <strong>til</strong> å gj<strong>en</strong>nomføre egne simuleringer.<br />
Datamodell<strong>en</strong> skal være kjørbar i PSS/E eller <strong>til</strong>svar<strong>en</strong>de dynamisk kraftsystemsimulator.<br />
Statnett vil kunne gj<strong>en</strong>nomføre nettprøver for å etterprøve kr<strong>av</strong> <strong>til</strong> <strong>vindpark</strong><strong>en</strong>s<br />
funksjonseg<strong>en</strong>skaper.
Når må stabilitetsanalyser gj<strong>en</strong>nomføres ?<br />
Stabilitetsanalyser:<br />
Analyserer hvordan et kraftsystem responderer <strong>til</strong> driftsforstyrrelser eller<br />
feilh<strong>en</strong>delser.<br />
Et kraftsystem er stabilt dersom kraftsystemet etter driftsforstyrrels<strong>en</strong> eller<br />
feilh<strong>en</strong>dels<strong>en</strong> fortsatt har alle g<strong>en</strong>eratorer og belastninger <strong>til</strong>koplet og i normal drift.<br />
I et stabilt kraftsystem vil system<strong>til</strong>stand mht. sp<strong>en</strong>ninger, strøm, vinkler<br />
og frekv<strong>en</strong>s etter <strong>en</strong> driftsforstyrrelse <strong>en</strong>t<strong>en</strong> være u<strong>en</strong>dret eller <strong>en</strong>dret.<br />
Et kraftsystem er ustabilt dersom kraftsystemet etter driftsforstyrrels<strong>en</strong> eller<br />
feilh<strong>en</strong>dels<strong>en</strong> ikke har alle g<strong>en</strong>eratorer og belastninger <strong>til</strong>koplet og i normal drift.<br />
Et ustabilt kraftsystem betyr ikke nødv<strong>en</strong>digvis at kraftsystemet kollapser<br />
som følge <strong>av</strong> forstyrrels<strong>en</strong>, m<strong>en</strong> derimot at systemtopologi<strong>en</strong> <strong>en</strong>dres ved<br />
at vern- og kontrollutrustning <strong>fra</strong>kopler linjer/kabler, belastninger og/eller<br />
g<strong>en</strong>eratorer.<br />
Stabilitetsanalyser <strong>av</strong> kraftsystem vil <strong>en</strong>t<strong>en</strong> være:<br />
Tidsdom<strong>en</strong>e analyse<br />
Frekv<strong>en</strong>sdom<strong>en</strong>e analyse
Når må stabilitetsanalyser gj<strong>en</strong>nomføres ?<br />
Stabilitetsanalyser:<br />
Vinkel stabilitet:<br />
Kraftsystemets evne <strong>til</strong> å forbli synkront (motorer og<br />
g<strong>en</strong>eratorer) etter driftsforstyrrelser<br />
Sp<strong>en</strong>ningsstabilitet:<br />
Kraftsystemets evne <strong>til</strong> å opprettholde varige akseptable<br />
driftssp<strong>en</strong>ninger i hele systemet etter <strong>en</strong> driftsforstyrrelse<br />
Utførelse <strong>av</strong> stabilitetsanalyser fordrer <strong>en</strong> nettmodell som omfatter:<br />
-Dynamiske data for g<strong>en</strong>eratorer og motorer<br />
-Modeller for turbinregulator, sp<strong>en</strong>ningsregulator og magnetiseringsutrustning for<br />
roter<strong>en</strong>de maskiner<br />
-Dynamiske data for komp<strong>en</strong>seringsutrustning
Når må stabilitetsanalyser gj<strong>en</strong>nomføres ?<br />
H<strong>en</strong>sikt:<br />
H<strong>en</strong>sikt<strong>en</strong> med stabilitetsanalyser ved net<strong>til</strong>knytning <strong>av</strong><br />
<strong>vindpark</strong>er er å kartlegge <strong>vindpark</strong><strong>en</strong> sin påvirkning på hhv.<br />
vinkel- og sp<strong>en</strong>nings-stabilitet for ulike feilh<strong>en</strong>delser i nettet.<br />
Stabilitetsanalys<strong>en</strong> utføres for feilsituasjoner i<br />
nettet hhv. ut<strong>en</strong> vindkraftverket og med<br />
vindkraftverket <strong>til</strong>knyttet. Typiske h<strong>en</strong>delser<br />
er:<br />
-Linjekortslutning<br />
-Samleskinnekortslutning<br />
-Utfall <strong>av</strong> g<strong>en</strong>eratorer<br />
-Utfall <strong>av</strong> belastninger
Når må stabilitetsanalyser gj<strong>en</strong>nomføres ?<br />
Når kan det forv<strong>en</strong>tes problemer mht. stabilitet ?<br />
Ved <strong>til</strong>knytning <strong>av</strong> vindkraftverk<br />
i regionalnett med l<strong>av</strong><br />
kortslutningsytelse (Sk) eller<br />
l<strong>av</strong> kortslutningskoeffesi<strong>en</strong>t<br />
(Sk/Pn)
Når må stabilitetsanalyser gj<strong>en</strong>nomføres ?<br />
Hvilke <strong>til</strong>tak kan iverksettes dersom det oppstår problemer mht. stabilitet ved<br />
net<strong>til</strong>knytning <strong>av</strong> <strong>vindpark</strong>er:<br />
G<strong>en</strong>erelle <strong>til</strong>tak:<br />
- Reduksjon <strong>av</strong> installert ytelse på park<strong>en</strong><br />
Teknologivalg basert på FRT-kapasitet (<strong>av</strong>h<strong>en</strong>gig <strong>av</strong> kontrollutrustning for<br />
effekt- og sp<strong>en</strong>nings-regulering) <strong>til</strong> vindturbin<strong>en</strong>e<br />
- Konstant turtall-vindturbiner:<br />
- Pitch-kontroll<br />
- Komp<strong>en</strong>sering i form <strong>av</strong> STATCON eller SVC<br />
- Turtallsregulerte vindturbiner (<strong>til</strong>koplet kraftsystemet via kraftelektronisk<br />
omformer)<br />
- Utkopling <strong>av</strong> vindturbiner (kontrollutrustning for produksjons<strong>fra</strong>kopling)
SWECO Grøner<br />
SWECO Grøner og vindkraft-referanser:<br />
-Statkraft - EON Vind - <strong>NVE</strong><br />
-Norsk Hydro - Andmyran Vindpark - NTE<br />
-Sogn og Fjordane Energi - Bremanger Kraft - Varanger Kraft<br />
-Shell Wind Energy<br />
- Lyse Produksjon
Change language