Utfordringer i vannvegen

Transkript

1 Utfordringer i vannvegen PTK 8-10 mars 2010 Utfordringer i vannvegen (Viktige huskeregler for samspillet og stabilitet) Presentasjon ved Bjørnar Svingen

2 Typisk vannveg Inntaksmagasin Svingesjakt Turbin, generator, PID, Nett, AGC Lukesjakt Avløp Innløpstunnel Trykksjakt Sugerør U-tunnel

3 Tonstad Nye kjøremønster: Flere inntaksmagasin 2% statikk Framtidig (frekvensregulering) med 25 stk turbiner regulerbare pumpeturbiner luker Høyere krav til eksakt effektsetpunkt Kan 3 svingesjakter kobles (effektregulering) sammen med eksisterende 3 trykksjaktersystem Mange bekkeinntak og mindre dammer

4 Ulla-Førre Luftputekammer Pumpestasjoner

5 Svartisen Inntaksmagasin Meget komplekst svingekammer (bekkeinntak-system) Trenger PFB/WCC Ingen Luftputekammer Kraftstasjon

6 Vannkraftsystem - prosess WIRE-TO-WATER WATER-TO-WIRE Leveranser: Energi Toppkraft Reservekraft Frekvensregulering Tilsig Leveranser: Energilagring Nettstabilisering

7 Marked Forbruk Marked + vind Integrering av vind P Vindfarmer Grid Transformator Tekniske utfordringer: Rask effektregulering. Stabil frekvensregulering. Nok kapasitet. Vannkraft og/eller pumpekraftverk

8 Integrering av flere energiformer Gasskraft Marked og Import/Eksport Vannkraft og pumpekraft Småkraft Bioenergi Solenergi Bølgekraft Vindkraft

9 Prosessen virker inn på vannvegene Vannvegen: Allerede komplisert Mer effekt innstallert enn originalt. Markedskrefter. Restriksjoner på vannføring og vannstand + Prosessen: Økende kompleksitet Økende krav til nøyaktighet Økende krav til effekt- og frekvensregulering. AGC!!! Økende kompleksitet og krav til prosessen. Store krav til overvåking og regulering av vannveger/turbiner.

10 Vannkraft er regulatoren Pa: Alternativ energi, import/eksport Pr Vannkraft P (til forbruker) Pa øker i mengde (amplitude), og samtidig: Større krav til P (frekvens og riktig effekt) Vannkraft og pumpekraft må regulere raskere og mer nøyaktig mht. effekt og frekvens. Dette må nødvendigvis få innvirkning på vannvegene.

11 Vannkraft er regulatoren Større variasjoner her

12 Utfordringer i vannvegen Skyldes i stor grad prosessen Mer alternativ kraft. Mer import/eksport? Aggressivt marked. Strengere krav til effekt og frekvensregulering (av vann/pumpe-kraft) Eksisterende vannveger er allerede utfordrende. Vannkraft er både backbone og regulator.

13 Utfordringer Regulering og overvåking også kun på påaggregatbasis stasjonsbasis inkl. vannveger. Vannvegsvern Overordnet reguleringssystem

14 Prosjekt med Tonstad Kraftverk (Sira-kvina) Vannvegsvern og overordnet reguleringssystem Sira-kvina kraftselskap Rainpower FoU Rainpower Hymatek

15 Prosjekt med Tonstad Kraftverk (Sira-kvina) Vannvegsvern Overvåkningssystem for vannvegene Verner vannvegene på samme måte som vibrasjonsvern verner aggregatene. Spesielt viktig ved ekstrem frekvensregulering 2% statikk -> 15-20% stokastisk lastvariasjon. Skal også overvåke et overordnet reguleringssystem.

16 Prosjekt med Tonstad Kraftverk (Sira-kvina) Overordnet reguleringssystem Avansert lastregulering av alle aggregater. Baseres på en beregningsmodell av kraftverket som hele tiden beregner parallelt fram i tid (MPC). Eksakt last uten effekttilbakekobling. Optimalt transient forløp mellom hver endring i referansen Minimale svingninger i sjakt og tunnel. Raskest mulig endring fra en tilstand til en annen. Egen enhet Integrert med regulatorene. Grensesnitt mot lokalkontrollen. Vannvegsvernet vil overvåke systemet.

17 Huskeregler? Før: Unngå å huske opp svingninger i sjakta. Worst case : Avslag påslag i verste fase. Nå og nær framtid: Det husker bare mer og mer!!! Startet en arbeidsgruppe (NTNU, industri, EnergiNorge) for å finne ut mer om dette. Mer intelligente overvåkings- og reguleringssystemer. Pumpekraft.