Gir smartere løsninger bedre forsyningssikkerhet?

Transkript

1 Gir smartere løsninger bedre forsyningssikkerhet? - Er Smart grid løsningen på bedret forsyningssikkerhet? Kjell Sand SINTEF Energi, Inst. Elkraft, NTNU Energidagene NVE

2 The Norwegian Smartgrid Centre 2

3 Fire enkle bilder på Smart Grids Et navn på fremtidens elektriske energisystem (anno 2020/2050) Et kvantesprang i integrasjon av IKT på alle nivåer i det elektriske kraftsystemet En fusjon av kraftnett og internett Et system hvor alle anlegg og apparater har en IP-adresse (Internet Protocol Address) slik at de kan observeres og styres via internett 3

4 Hvor smart er nettet i dag? Sentral- og regionalnett Smart Distribusjonsnett Ikke særlig smart Kunde/lavspentnett Skal bli smart i 2017

5 I mange land er SG-satsingen politisk forankret 10 milliarder danske kroner 5

6 I Norge vil krav til AMS være en viktig pådriver

7 SMART GRID et flerfaglig integrasjonsprosjekt Elkraftteknologi IKT (IT telekom, ) Måle- og sensorteknologi Kybernetikk Økonomi.. 7

8 SMART GRID konseptet 8

9 Noen kjennetegn Øket innslag av distribuert produksjon i høyspennings- og lavspenningsnettet og i installasjonen Øket innslag av ladbare biler og busser Øket samspill med kundenes last Toveis flyt av elektrisk energi, informasjon og styresignaler 9

10 SMART GRID motivasjon Miljø (omlegging til fornybare energikilder vind sol..) Forsyningssikkerhet (inkl. import av energi) Bedre kvalitet og pålitelighet (færre avbrudd) Økonomisk effektivitet Modernisering av kraftsystemet 10

11 Utviklingen på teknologiområdet er også en viktig driver Ny og billigere tilgang til kommunikasjon og IKT generelt 92% av alle husstander i Norge har internett 99,7% har mulighet for bredbånd smart phones - apps trådløse teknologier Ny sensor og styreteknologi (bl. a. Smart hus teknologier) Elektrifisering av transport EV/PHEV Nye teknologier for energilagring (f.eks. superkondensatorer) 11

12 Forsyningssikkerhet Viktig begrep men uten en omforent, standardisert definisjon (?) 12

13 Faktorer som påvirker pålitelig leveranse av strøm til enhver tid til alle forbrukere Forsyningssikkerhet Tidsperspektiv Energisikkerhet Sesong Effektsikkerhet Leveringskvalitet Leveringspålitelighet Spenningskvalitet Momentant Kundeservice, pris mm. 13

14 Hvor kan smartere løsninger bidra? Forsyningssikkerhet Energisikkerhet Effektsikkerhet Leveringskvalitet Leveringspålitelighet Spenningskvalitet Kundeservice, pris mm. 14

15 Oppsummert Forsyningssikkerhet Energisikkerhet Effektsikkerhet Leveringskvalitet Leveringspålitelighet Spenningskvalitet Kundeservice, pris mm. 15

16 Belastningsstyring gir fleksibilitet som det er smart å utnytte Industri/kjeler Kursstyring (kontaktorer i sikringsskap) Styring av stikkontakter Styring på apparatnivå 16

17 Potensialet Øket smartness nedover i kraftsystemet, vil også gi nye muligheter i det overordnede kraftsystemet Estimert fleksibilitet i Norge: Industri Husholdninger, mindre næring MW 1700 MW 17

18 Fast pris med returrett Krever timesmåling - AMS 2500 kunder inngikk i en studie gjort i forskningsprosjektet Markedsbasert Forbrukstilpasning (SINTEF Energi AS) Du kjøper hele flasken til fast pris, men kan tjene på å selge noe tilbake. 18

19 kwh/h Kjøp Volum til fast pris Salg Forbruk Pris Tid 8760 timer Elspot Fastpris tid 8760 timer 19

20 Slike prissignaler og informasjon kan motivere husholdningskunder til energisparing/energiomlegging 800 kunder i hver kategori Hver kurve viser forbruk pr. kvartal 1. kvartal 2006: Kaldt og høye priser Kunder med Fastpris med returrett selger strømmen tilbake i høyprisperioder, mens kundene som ikke ser prisen øker sitt forbruk

21 Smart Grids kan redusere pristopper Høypris-område Lavpris-område NO4 17 desember, 8 januar, 22 februar timer med priser på opp mot 12 kr/kwh NO5 NO3 SE FI En årsak: Stiv etterspørsel manglende anmeldt forbrukerfleksibilitet NO1 NO2 DK1 DK2 SG utkobling av varmtvannskjeler ville kunnet dempet prisen betydelig for eksempel ned til 1-3 kr/kwh Besparelse for forbrukerne pr time på : mill kr. i høyprisområdene 21

22 Laststyring for å avlaste nettet i flaskehalssituasjoner og som alternativ til nettinvesteringer 22

23 Smart grids kan bedre leveringspåliteligheten AMS og mer instrumentering i nettstasjoner gir bedre oversikt og AMS kan registrere avbrudd Muligheter for mer automatikk i feillokalisering og gjenoppretting av drift Varsling av kunder ved planlagte utkoblinger Wide Area Monitoring System (WAMS) - PMUer gir sikrere informasjon om tilstanden i det overordnede kraftsystemet 23

24 Automatisk isolering av feilsted - Powel Grid Operation (DMS) DMS kobler inn Vi beklager avbruddet, men forventer at strømmen er tilbake ila 30 min Automatisk innkobling av 5 av 9 nettstasjoner 24

25 25

26 Smartere styring gir bedre spenningskvalitet Samordnet regulering småkraft/distribuert produksjon og belastninger AMS kan måle spenningsforhold som gir bedre oversikt over spenningskvaliteten 26

27 Noen utfordringer Påliteligheten når kritiske infrastrukturer kobles tetter sammen Interoperabilitet informasjonssikkerhet Kompetanse Fordeling av risiko nytte kostnader mellom aktørene gir ikke nødvendigvis samfunnsøkonomisk effektive løsninger 27

28 Det satses på Smartgrids og Norge henger litt etter. 220 prosjekt milliarder

29 Men det begynner å ta løs Smart energi Hvaler Demo Steinkjer 29

30 Trinn 1 i Demo Steinkjer (rødt område) Kundegruppe Antall kwh/år Husholdning Fritidsboliger Gårdsbruk Mindre næring Større næring Utkoblbart forbruk Kraftverk Totalt

31 Smart Energi Hvaler Fase 1: Utskifting av målere til AMS målere og bygge infrastruktur for kommunikasjon.

32 Trinn 1 i Demo Steinkjer (rødt område) Kundegruppe Antall kwh/år Husholdning Fritidsboliger Gårdsbruk Mindre næring Større næring Utkoblbart forbruk Kraftverk Totalt

33 Smart Energi Hvaler Fase 1: Utskifting av målere til AMS målere og bygge infrastruktur for kommunikasjon.