Balansering av en storskalig vindkraftsutbyggnad i Sverige med ...

3. Modell
3.1 Inledning
Modellen är en vidareutveckling av den som användes i Elforsk rapport 09:88 som i sin tur är en
påbyggnad av modellen som finns beskriven i boken Systemplanering. (Söder & Amelin, 2010) I
Elforsk rapport 09:88 undersöktes vattenkraftens i Norrlands reglerkapacitet.
Modellen är uppbyggd som ett stort linjärt optimeringsproblem. Den är skriven i GAMS som är ett
språk som enkelt möjliggör modellering av stora optimeringsproblem. GAMS löser inte själv
problemet utan anropar istället en extern lösare för att lösa problemet. Det finns olika lösare
anpassade för olika optimeringsproblem linjärt, ickelinjärt osv. GAMS används för problem inom flera
olika discipliner som ekonomi, teknik med flera där problem kan formuleras som matematiska
optimeringsproblem.
GAMS har använts och vidareutvecklats under en lång tid, den första versionen släpptes redan år
1978. GAMS startade som ett projekt vid International bank for Reconstruction and Development
som är en del av World Bank group. Sen 1987 vidareutvecklas GAMS av GAMS Development
Corporation och är en kommersiell produkt. Den första versionen för PC släpptes år 1988. Det är en
väl beprövad programvara som används i denna studie. Den lösare som GAMS använder sig av i detta
examensarbete är CPLEX från IBM som används för linjära optimeringsproblem.
Modellen behandlar hela Sveriges vattenkraftproduktion. Det finns 256 inlagda vattenkraftverk i
modellen. Modellen är förenklad i det avseendet att endast vattenkraftverk med en större effekt än
5 MW är inkluderade. Ifall information varit tillgänglig har även enstaka mindre kraftverk medtagits
detta för att det blir ”fel” att bara ha med ett större kraftverk om en älv innehåller ett flertal mindre.
Denna förenkling innebär att ca 96,5% av all installerad vattenkraft är med i modellen. Den totala
installerade effekten av vattenkraft i Sverige är ca 16 200 MW. Den totala effekten av
vattenkraftverken i modellen är 15 640 MW.
Tappningsregler är medtagna utifrån den information som kraftbolagen uppgivit. Det finns mycket
stora mängder information om varje vattenkraftverk och damm tillgängligt i de vattendomar som
finns tillgängliga på de olika miljödomstolarna Umeå tingsrätt, Östersunds tingsrätt, Nacka tingsrätt,
Vänerborgs tingsrätt och Växsjö tingsrätt. Varje vattendom kan vara på flera hundra sidor och de kan
innehålla information sen hundra år tillbaka. Stora delar av denna information har visserligen inte
med reglering av vattennivåerna och tappningar att göra. Men den stora mängden information är för
omfattande att i detalj gås igenom för detta projekt. Därav är informationen baserad på
tappningsregler som kraftbolagen uppgett som de viktigaste när det gäller produktionen i olika
kraftverk. Detta medför att det kan finnas en del tappningsregler som modellen inte tar hänsyn till.
Ett medtagande av alla tappningsregler skulle även kunna leda till att tidsåtgången som det tar att
göra en simulering med modellen skulle ta väldigt lång tid och ställa höga krav på
beräkningskapaciteten hos datorn.
14