Har vi et robust kraftsystem og hvordan måler vi det?

Transkript

1 Har vi et robust kraftsystem og hvordan måler vi det? Gerd Kjølle, SINTEF Energi Nettkonferansen 2010, Tromsø SINTEF Energi AS 1

2 Er kraftsystemet robust? JA Men... Noen utfordringer Hvordan påvirker disse sårbarheter i kraftsystemet og dermed robustheten til systemet og forsyningssikkerheten? Trenger indikatorer og metodikk for å måle dette Temaer i Sårbarhetsprosjektet ved SINTEF Energi SINTEF Energi AS 2

3 Kraftsystemet og forsyningssikkerhet Energisikkerhet Kapasitet Pålitelighet Kraft- produksjon Transport Hoveddistribusjon (Overføring) Import/Eksport Import/Eksport Distribusjon G 420 kvkraftbalansen G 132 kv 300 kv 66 kv Kilde: Statnett Gj. snitt for Norge: 230 V 3 avbrudd > min. V Sum 2-3 timer pr år 22 kv 11 kv G G SINTEF Energi AS 3

4 Noen utfordringer Påkjenninger: En aldrende infrastruktur Økende elektrisitetsforbruk og hardere drift av komponenter og system Økte klimabelastninger forventes ( våtere, varmere og litt villere ) Bemanning og kompetanse Betydelig nedbemanning og aldrende arbeidsstokk Organisatoriske og strukturelle endringer (restrukturering, outsourcing, nye behov for kompetanse mm) Avhengigheter Økende IKT-avhengighet i kraftforsyningen (Smart grids) Integrasjon av fornybare energikilder og samspill med flere energibærere Hva gjør dette med sårbarhet og forsyningssikkerhet? SINTEF Energi AS 4

5 Hvordan måler vi robustheten i dag? (og sårbarhet/ forsyningssikkerhet?) Kraftbalansen (energi, effekt) Feil- og avbruddsstatistikk KILE-kostnader Lære av tidligere (ekstraordinære) hendelser Risiko- og sårbarhetsanalyser (pålagt fra 2003) Aldersutvikling på komponentene Investeringer Vedlikehold og reinvesteringer Kraftbalansen Kilde: Statnett Leveringspåliteligheten i bedring Er dette gode indikatorer? SINTEF Energi AS 5

6 Overvåking vha feilstatistikk, eksempel: 1000 Steigen 100 No Antall of faults feil ENS ILE MWh 10 Feilstatistikk for 66 kv kraftledninger i Nord-Salten (NSK) Feilstatistikk gir begrenset informasjon om nettets tilstand SINTEF Energi AS 6

7 Prosjekt RENERGI : Vulnerability and security in a changing power system Sårbarhet s- prosjektet Indikatorer og metodikk for å overvåke og klassifisere sårbarheter i kraftsystemet Metoder og verktøy for å analysere risiko, sårbarhet og forsyningssikkerhet (leverings- pålitelighet) i planlegging og drift av kraftsystemet Varighet Budsjett: ca 16 mill. kr Kontakt: gerd.kjolle@sintef.no SINTEF Energi AS 7

8 I hvilken retning ggår utviklingen? UFORBEREDT Tekno Gid Grid ROBUST Robust, men uforberedt Konsekvens s Status quo Utsatt og uforberedt Sannsynlighet Aldrende og utdatert UTSATT Tatt av vinden Økt kobling til Europa Robust og beredt Utsatt, tt men beredt Scenarier BEREDT SINTEF Energi AS 8

9 Sårbarhet kan knyttes til barrierer mot uønskede hendelser Årsaker Teknisk/ driftspåkjenninger Mennesker Omgivelser/ vær Terror Aldrende nett Dimensjoneringskriterier (eks N-1) Vedlikehold og reinvesteringer Skogrydding Testing av verninnstillinger osv. Uønsket hendelse/ feil i kraft- systemet Systemvern Personell Transport Samband Reservemateriell osv. Konsekvenser Mindre Moderat Avbrudd/ Blackout Større Kritisk Katastrofal Rekruttering SINTEF Energi AS 9

10 N-1 kriteriet som barriere i design/ drift: Enkeltutfall skal ikke gi avbrudd Teknisk/ driftspåkjenninger Mennesker Omgivelser/ vær Terror N-1 Mindre Moderat Avbrudd/ Blackout Større Kritisk Katastrofal 5000 Mulighetsrom Fram til våren 2010 KILE Ekstraordinære hendelser Beredskap MW MW 0 N MW Max 1000 MWh N-2, N-x, ekstraordinære hendelser Timer Ny driftspolicy fra våren 2010 SINTEF Energi AS 10

11 Hva kan vi lære av tidligere hendelser? Historic blackouts: Duration and disconnected load US /Canada ' W. Norway '04 Swe/DK '03 Canada '98 Gudrun '05 Steigen, Norway ' Disconne ected load (log MW) Oslo S '07 1 0, Stipulated average duration (log h) Vi har tatt utgangspunkt i noen hendelser som er godt dokumentert SINTEF Energi AS 11

12 Trusler og mulige barrierer - eksempler Vestlandsfeilen, februar 2004, Brudd i lineskjøt Steigen, januar 2007, Havari av kraftledning Trusler : Konstruksjonsfeil Degradering av komponenter Uheldig vernløsning Barrierer: Bedre instruksjoner Tilstandsovervåking Bedre vernløsning Trusler : Kraftig vind, ising Konstruksjonsfeil Degradering (aldring) Barrierer Bedre trasevalg og design Tilstandsovervåking Bedre instruksjoner/prosedyrer SINTEF Energi AS 12

13 Hva slags indikatorer kunne ha gitt informasjon på forhånd eksempler?? Dimensjoneringskriterier (motstandsdyktighet, N-1 mm) Klima- påkjenninger Kvalitet på bygging av anlegg og idriftsettelse (eks. vern) Tilstandsindikatorer for utvalgte komponenter/anlegg Belastningsgrad på komponenter Skogrydding (ryddebelte, frekvens...) Personell og materiell mm. for gjenoppretting Risiko- og sårbarhetsanalyser o.l. Aggregatavtaler Beredskapsavtaler for sjøkabelanlegg... Kombinasjon av flere typer indikatorer som ser framover Liten tue velter stort lass SINTEF Energi AS 13

14 Oppsummering Samfunnets avhengighet av elektrisitet øker Kraftsystemets robusthet utfordres av en rekke teknologiske, strukturelle og samfunnsmessige faktorer et aldrende system som utsettes for nye påkjenninger Vi trenger gode indikatorer og metoder for å måle robustheten og overvåke sårbarhet og forsyningssikkerhet Sårbarhets prosjektet skal bidra til dette! I fokus: Ekstraordinære hendelser og risiko for omfattende avbrudd SINTEF Energi AS 14