FoU i Statnett

Transkript

1 FoU i Statnett

2 Dette er Statnett Statnett er et statsforetak opprettet i henhold til Statsforetaksloven og eies av staten ved Olje- og energidepartementet Statnett skal bygge, drifte og vedlikeholde sentralnettet for å sikre kraftforsyningen, bidra til verdiskapning og legge forholdene til rette for bedre klimaløsninger Statnett drifter og eier om lag km med kraftledninger og kabler og ca. 150 transformatorstasjoner. Driften av kraftsystemet som Statnett har ansvar for overvåkes kontinuerlig. Overvåkningssentralen Landssentral Regionsentral nord Regionsentral sør Grønn = 420 kv Grå = 300 kv Blå = 132 kv Stiplet under bygging

3 Klimamålene i Europa, Norden og Norge gir oss nye utfordringer Fleksibilitet Kapasitet Inertia Frekvenskvalitet Norge er en del av det Nordiske synkronområdet import + produksjon = eksport + forbruk + tap

4 Hvorfor driver Statnett med FoU? Hovedmålet med satsingen på forskning, utvikling og demonstrasjon på energiområdet,, er å bidra til økt verdiskapning og en sikker, kostnadseffektiv og bærekraftig utnyttelse av de norske energiressursene. OED, St.meld. 25 ( ) Statnett og andre nettselskaper bør være pådrivere for utvikling og kvalifisering av ny teknologi. OED, St.meld. 14 ( ),,

5 >10,5 MRDNOK spart siden 1997 i tillegg til økt sikkerhet, økt digitalisering, økt kompetanse Gjennom blant annet: 6 milliarder 35 millioner 500 millioner 1,3 milliarder HMS Pris halvert pr AWM 2,5 milliarder Spenningsoppgradering Arbeid Under Spenning (AUS) Elektriske minsteavstander Mastefundament i betong Robotmontasje av flymarkører Levetidsutnyttelse krafttransformatorer 500 millioner 89 millioner % sammenlignet med SN-mast Topp 3 Innovation Challenge Topp 20 3 Innovation millioner Challenge pr. stasjon Prefabrikkert stålfundament Høytemperatur liner M-mast Utvendig bardunert mast AutoDig Feilanalyse og tilstandsovervåkning Digital Stasjon

6 Energiforsking sparer Norge for milliarder Rapport bestilt av Forskningsrådet Statnett har deltatt i 3 prosjekter som er estimert til å spare 60,4 milliarder norske kroner Forskningen har blant annet bidratt til: Bedre beslutninger Styrket utdanning og rekrutering til området Sterke nasjonale forskningsmiljø Flytting av kunnskapsfronten gjennom internasjonalt samarbeid

7 Statnetts FoU-visjon Fremme innovasjon fram mot realisering av en full elektrifisering av Norge. Statnetts FoU-innsats skal lede til økt kompetanse, innovasjon og verdiskaping i et sikkert og bærekraftig kraftsystem.

8 Våre FoU-programmer Bærekraftig systemutvikling Planlegge fremtidens kraftsystem samfunnsmessig optimalt med hensyn til klima og miljø og nye muligheter Fotavtrykk, klima og miljø Smart nettutvikling Systemteknologier og kompetanse Innovativ teknologi Utvikle metoder for å bygge ledninger, kabler og stasjoner 20 % sikrere, raskere og billigere Lean Line Lean Substation Lean Cable Smarte nett Utvikle nye metoder som kan bidra til bedre utnyttelse av nettet, sikrere drift og lavere driftskostnader Anleggsforvaltning (SAMBA) Systemdrift for en smart fremtid (SPANDEx) Storskala laststyring i Nord-Norge

9 Nye programmer Datadrevet beslutningsstøtte i sanntid Samhandling i energisystemet Digitale, sikre og kosteffektive anlegg Kontinuerlig kunnskapsproduksjon The future is electric

10 Satsningsområder Datadrevet beslutningstøtte i sanntid Digitale, sikre og kosteffektive anlegg Overvåking- og kontrollfilosofi Retrofit Driftsutfordringer Primærkomponenter Prosjektene leverer på følgende områder HMS Cyber sikkerhet Menneske-maskin grensesnitt Digitale anlegg Personsikkerhet Kost-effektivitet Samhandling i energisystemet Samarbeid Smart fleksibel nettutvikling Klima/miljø Markedsdesign Kontinuerlig kunnskapsproduksjon AI og Blockchain Vern Cyber sikkerhet Digitalisering Kompetanse Verdiskaping

11 Hvordan jobber vi med innovasjon? Ansvarlig enhet: FoU Linje Kompetanseoppbygging Økt involvering fra Statnett Kompetansebygging Universiteter Forskning Forskningsinstitutter Utvikling Viktige FoU-leverandører Pilot Andre leverandører Økt egenfinansiering Implementering Forskning Utvikling Demonstrasjon Høyst usikkert Nå Kvalifikasjonsløp & Data Science Usikker Sikker Bruk i linje TRL 1 - fase TRL 2 - fase TRL 3 - fase TRL 4 - fase TRL 5 - fase TRL 6 - fase TRL 7 - fase TRL 8 - fase TRL 9 - fase Usikkerhet på fremtidens teknologi Grunnleggende prinsipper observeres Konsepter formuleres Konseptets kritiske funksjoner eller karakteristika bevises Teknologisk komponent eller konsept utvikles Teknologisk komponent eller konsept valideres i relevant miljø Prototyp eller konsept demonstreres i relevant miljø Full skala prototyp eller konsept demonstreres i operativt miljø Kvalifisering i operativt miljø Standardisering i drift

12 Statnetts FoU-innsats (2018) AV 100 PROSJEKTER I NVE-ORDNINGEN 123 ansatte involvert Statnett deltar 17 % 81 MNOK bokført Total portefølje: 1,7 milliard NOK* 25% av FoUprosjektene ledes av kvinner Statnett prosjekteier 25 % 58 % 63 aktive prosjekter Patent Sikkerprisen Smart Grid Center Innovasjonspris Statnetts FoU-budsjett

13 Ulike oppfatninger: Hvor skal vi rette FoU innsatsen? Brudd i sentrale komponenter FoU partnere TSO Økt kompleksitet krever nye kontrollsystemer Kommersielle aktører 1:1 Hendelse Manuell aksjon N:1 Cockpit funksjonalitet og økt grad av automasjon

14 Bærekraftig systemutvikling Probabilistisk leveringspålitelighet Grønnere anleggsarbeid Modellutvikling Smart nettutvikling Bedre klima Samfunnsøkonomisk optimal nettutvikling Innovativ teknologi 20 % raskere 20 % sikrere 20 % billigere Komposittmast og Alumast Digital stasjon ICEBOX Robotmontasje Smarte nett Bedre utnyttelse av nettet Sikrere og billigere drift Smart anleggsforvaltning Smart drift Storskala laststyring Smart overvåkning

15 Våre digitaliseringsområder Robot Selvdiagnose Digital infrastruktur Cyber physical security Raskere handling Predikering Modellutvikling User interface

16 Våre prosjekter leverer på viktige områder for Statnett HMS Kostnadsbesparelse Digitalisering Kompetanse

17 Fotavtrykk Klima og Miljø Sikre aksept og forståelse for Statnetts samfunnsoppdrag gjennom å øke kunnskap og redusere miljøkonsekvenser Smart nettutvikling Utvikle og forbedre verktøy, data og metoder for planleggingen og analyse av fremtidig kraftsystem Hovedmål: Planlegge fremtidens kraftsystem samfunnsøkonomisk optimalt Systemteknologier og kompetanse Kartlegge konsekvenser og potensial av ny teknologi/løsninger og tilrettelegge for mulig bruk

18 GRAN Nytt rammeverk for Grønnere naturinngrep og reduksjon av klimagassutslipp i Anleggsarbeid Hvorfor? Bygging, drift og oppgradering av nett medfører naturinngrep Hva ønsker vi å oppnå? Bedre og mer effektive tiltak for å begrense naturinngrepene Redusere naturinngrep, klimagassutslipp fra myr og våtmark og tap av naturverdier Hvor er vi nå? Programmet er startet opp

19 MAD Methods for Aggregation and Disaggregation Hvorfor? Behov for å oppgradere nett- og markedsmodeller som følge av overgangen fra et energidimensjonert til et effektdimensjonert system Hva ønsker vi å oppnå? Ny/forbedret modell som kan erstatte tidligere versjoner av EMPS/Samlast bedre analyser og økt kunnskap om kraftsystemet Hvor er vi nå? Sintef har levert prototyp for testing Jobber med å forbedre modellen Utklipp fra Samlastvindu. Kilde: Statnett

20 Smart nettutvikling Fokus: Underskuddsområder med forbruksvekst Hvorfor? For å analysere alternative tiltak til nettinvesteringer Vurdere om vi kan utsette eller redusere investeringer Hva ønsker vi å oppnå? Utvikle metoder for kartlegging og analyse av fremtidige behov og tiltak Oversikt over egnede virkemidler for å redusere forbrukstopper Hvor er vi nå? Potensialet for alternative tiltak er relativt stort Virkemidler må videreutvikles og testes Effektive totalløsninger forutsetter samarbeid på tvers av sektorer! Tradisjonell løsning

21 Lean Line Videreutvikle og optimalisere nye ledningskonsept Lean Substation Utvikle fulldigital stasjon og utvikle smarte stasjonskonsepter Lean Cable Optimalisere drift, vedlikehold og reparasjon av sjøkabelanlegg Hovedmål: Utvikle metoder for å kunne bygge ledninger, kabler og stasjoner 20% sikrere, raskere og billigere Strategisk kompetanse Opprettholde og videreutvikle kompetanse innenfor transformatorer, ising, galoppering og vibrasjoner samt levetidsaspekter og forlengelse

22 Digital stasjon Hvorfor? Statnett må reinvestere i mange stasjoner fremover og forberede seg for fremtiden Hva ønsker vi å oppnå? Konvensjonell stasjon En fulldigital stasjon der kontrollanlegg kan installeres ila. av tre uker i stedet for ett år Hvor er vi nå? Kompakte/lette måletrans-formatorer uten olje Mulighet for mer kompakte kontrollanlegg Pilotanlegg i drift på Furuset stasjon Digital stasjon Redusert antall kabler Redusert størrelse på bygg?

23 Robotmontasje av flymarkører Hvorfor? Statnett må stadig skifte og installere flymarkører Nåværende metode er tidkrevende, krever arbeid i høyden og kostbare utkoblinger Hva ønsker vi å oppnå? En metode som er Sikrere ikke arbeid i høyden Raskere fra 1 uke til timer Billigere redusert behov for utkobling Hvor er vi nå? Roboten er ferdig utviklet, og de første 130 flymarkørene er montert

24 SPACERBOT Hvorfor? Statnett monterer avstandsholdere på nyoppførte linjer, og skifter ut gamle på eksisterende linjer Hva ønsker vi å oppnå? En sikrere, raskere og billigere metode for montasje av avstandsholdere Hvor er vi nå? Prosjektet er i kartleggingsfasen og forventer oppstart innen kort tid

25 Komposittmast Hvorfor? Statnett ser behov for sikrere og billigere masteløsninger som kan bygges raskere Hva ønsker vi å oppnå? Utvikling av mast i komposittmateriale for 420 kv Enklere visuelt uttrykk og lettere mast Færre helikopterturer Hvor er vi nå? Kortere byggetid og økt sikkerhet Prototype av mastebein på 25 m er fullskalatestet Neste steg er å fullføre designfasen og fullskalateste hele masten

26 Alumast Design av aluminiummast tilpasset automatisert produksjon Hvorfor? Statnett ser behov for sikrere og billigere masteløsninger som kan bygges raskere Hva ønsker vi å oppnå? Økt sikkerhet, reduserte kostnader Nye beregnings- og tilvirkningsmetoder Økt verdiskapningen i hele verdikjeden Effektiv arbeidsform Hvor er vi nå? Aluminiumsmast ferdig designet juni 2017 Prototype testet for last og vibrasjoner Kilde: Oppland Arbeiderblad Alma kg -> 5000 kg

27 MIND Cables Mass Impregnated Cables Hvorfor? Behov for å lære mer om hvordan kabler kan utnyttes best mulig Hva ønsker vi å oppnå? Øke overføringsevnen for nye MIND HVDC-kabler fra 840 MW til 1,1 GW Definere operasjonelle grenser for eksisterende kabler Hvor er vi nå? Prosjektet er godt i gang

28 ICEBOX Ice monitoring, forecasting, mapping, prevention and removal toolbox Hvorfor? Ising på komponenter er et alvorlig problem Komponenter er ikke dimensjonert for vekten av isen havari og utfall av strømforsyning Hva ønsker vi å oppnå? Isingskart som vil gjøre det enklere å dimensjonere for riktig islast Prediksjon, forhindring, real time deteksjon, og fjerning av islast Hvor er vi nå? Prosjektet er under oppstart

29 Anleggsforvaltning SAMBA Smart Asset Management with Big data Tre droneprosjekter for automatisk flyvning, inspeksjon og bildeprosessering Systemdrift for en smart fremtid SPANDEx Sanntids operatørstøtte basert på PMU som datakilde IMPALA Prognostisering av ubalanser ProSmart Smarte vern EarlyWarn Tidlig varsling av feil i kraftsystemet Forbruksfleksibilitet og TSO/DSO-samarbeid Storskala laststyring - Utvikle og teste funksjonalitet for automatisk utkobling av forbruk i distribusjonsnettet Deltakelse i FME CINELDI 1:1 Hendelse Manuell aksjon N:1 Cockpit funksjonalitet og økt grad av automasjon Hovedmål: Utvikle nye metoder som kan bidra til bedre utnyttelse av nettet, sikrere drift og lavere driftskostnader

30 SPANDEx Synchrophasor/PMU Application Integration and Data Exchange Hvorfor? Anvende PMU-data i operativ drift for å bedre håndtere økende og mer uforutsigbare variasjoner i kraftflyten Mål - Bedre kontroll over kraftflyten Teste eksisterende PMU-applikasjoner og utvikle nye innføre PMUer i operativ drift Overgang fra overvåkning til beskyttelse og kontroll Hvor er vi nå? Verktøyet PhasorPoint er konfigurert og regionsentralene har fått opplæring Implementert applikasjoner for spenningsstabilitet og pendlinger Forbereder business case og veikart for å implementere bruk av PMUdata i operativ drift PMU Phasor Measurement Unit Måler fasevinkel og amplitude til strøm og spenning 50 ganger pr. sekund

31 NEWEPS Nordic Early-Warning Early-Prevention System Hvorfor? Redusere risikoen for frekvensvariasjoner og utfall i et system som er i sterk endring som skal bli 100% fornybart og mye tettere integrert Hva ønsker vi å oppnå? Bli i stand til å monitorere og kontrollere kraftsystemet i nær realtid, utvikle automatisk respons til dynamiske endringer og gjøre dette sammen med de andre nordiske TSOene Hvor er vi nå? Prosjektet er i en forberedende fase, forventet oppstart første halvår 2019 NEWEPS blir et supplement til TSOenes nasjonale informasjonssystemer

32 IMPALA Prediksjon av ubalanser Hvorfor? Bruke maskinlæring til å forutse ubalanser i kraftsystem Hva ønsker vi å oppnå? Økt kvalitet på strømforsyningen ved hjelp av kunstig intelligens 1250 MW 750 MW 250 MW -250 MW Time t int t+4 t int t+24 t Hvor er vi nå? -750 MW En prototype som benytter eksterne data til å forutsi hvordan ubalansene vil utvikle seg MW Historical ACE OL 25 % bedre enn Landssentralens eksisterende metoder Prosjektet vil utvide datatilgangen for å få modellen mer nøyaktig Show: Nordics Norway NO1 Predicted ACE OL in intervals of 5 minutes from time «t». Given as: (int t+n t ) Confidence interval

33 Dronesatsning i Statnett Hvorfor? Mer effektiv nettdrift og anleggsforvaltning Økt leveransesikkerhet Hva ønsker vi å oppnå? Redusere risikoen for ulykker Automatisere inspeksjoner og lokalisering av feil Enklere dokumentering av anlegg og ved havari Hvor er vi nå? To aktive prosjekt: Automatisk droneflyvning på stasjon Artificial Intelligens for Unmanned Aerial Systems

34 Prosjektportal og prosjektvurderingsprosess Prosjekt forslag 157 forslag i 2019 Fase 1 Vurdering Fase 2 Utarbeidelse Fase 3 Oppstart Frist innsending prosjektforslag Tilbakemelding til forslagsstiller KPN - 4. september IPN 25. september Prosjekt portefølje 31.mai mai 1. juli Prosjektavhengig

35 Oppsummert FoU en forutsetning for at Statnett skal lykkes Systematisk tilnærming til innovasjon fungerer Medarbeiderdrevet innovasjon er viktig for et innovativt Statnett FoU et samarbeid mellom medarbeidere, leverandører, nettselskaper, universiteter og forskningsinstitutter!

36 , men også digital!