Monstermaster kabel Forsyningssikkerhet og teknologi i systemteknisk perspektiv av Professor em. Arne T. Holen Institutt for elkraftteknikk, NTNU



Like dokumenter
Planer for spenningsoppgradering av sentralnettet. Forum for koblingsanlegg Torkel Bugten, Programdirektør spenningsoppgradering

Analyseverktøy. Eltransport Hva trenger vi å vite

Rapport. Områder med redusert driftssikkerhet i Sentralnettet

EBL Nettkonferansen 2007 Elisabeth V. Vardheim, avdelingsleder Konsesjonsavdelingen Divisjon Utvikling og Investering

Representantforslag. S ( ) Representantforslag om styrking av miljøhensyn ved bygging av kraftlinjer. Bakgrunn

Nett og verdiskaping. Med fokus på BKK-området

420 kv- kraftline gjennom Hardanger?

Det Norske Videnskaps-Akademi 16. februar 2011

Vedlegg 2 Samfunnsøkonomisk analyse av Lyse-Stølaheia og alternative konsepter for å bedre strømforsyningen til Sør- Rogaland

Kva med sjøkabel? Inga E. Bruteig

Systemansvarliges virkemidler

Vurdering av ny HVDC-teknologi for bruk i det norske kraftsystemet

SIMA - SAMNANGER 420 KV SJØ- OG LANDKABEL I HARDANGER

Sima Samnanger. Olje- og energiminister Terje Riis-Johansen 1. mars 2011

Halvårsrapport fra Landssentralen

Driftsforstyrrelser og feil i kv-nettet


ALTERNATIVER FOR KABLING AV 300 KV LEDNING MELLOM HAFRSFJORD OG STØLAHEIA

Skagerrak 4. IEEE PES Oslo, 12. november 2015

Høringssvar til utvalgsrapportene knyttet til sjøkabelalternativet for kraftledning mellom Sima og Samnanger

Elkraftteknikk 1, løsningsforslag obligatorisk øving B, høst 2004

onsdag, 14. februar kv linje gjennom Setesdal

Framtidens byer. Forbrukerfleksibilitet i Den smarte morgendagen. Rolf Erlend Grundt, Agder Energi Nett 7. februar 2012

Påregnelige verdier av vind, ekstremnedbør og høy vannstand i Flora kommune fram mot år 2100

Neste generasjon sentralnett - planer, drivere og utviklingstrekk. Vindkraftseminaret 2011 Erik Skjelbred, Direktør, Statnett

Prosjekter/ Forsyningssikkerhet og beredskap. NARVIK TINN Bergit Svenning 12.mars 2015

HVDC-kabler -utfordringer for systemdriften

Må man forvente avbrudd ved overgang til separatdrift?

Rapportnr: Antall sider: UTFØRT AV (navn/dato): SISTE REVISJON (navn/dato): 1 Stein W. Bergli Stein W. Bergli

Vinda Kraftverk Elektriske anlegg og overføringsledninger

Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU) Institutt for elkraftteknikk FAG PÅLITELIGHET I ELKRAFTSYSTEMER - GRUNNKURS.

Flytting og ombygging av regionalnett kraftledninger mellom Kambo - Moss

Hvordan kan vi sikre at Sør-Rogaland har nok strøm? Informasjonsmøte 11. juni 2013

Forsyningssikkerhet i Nord-Norge i et langsiktig perspektiv

Sima-Samnanger: Fornyet gjennomgang av sjøkabelalternativet. Olje- og energiminister Terje Riis-Johansen

Systemansvarliges virkemidler

Erfaringer første året med registeringer av lavspenningsavbrudd Lofotkraft AS

Identifikasjon av kritiske funksjoner og sårbarheter i kraftnettet

Ålesund 13. oktober Tafjord Kraftnett AS

Halvårsrapport fra Landssentralen

BKK Nett AS. BKK Vestlandets eget kraftselskap. Plenumsmøte April 2008 Gardermoen

av gass et alternativ til nye kraftlinjer?

Kraftsystemutredninger -dagens praksis og fremtidenes utfordringer. Plenumsmøte 2008 Anne Sofie Ravndal Risnes Nettseksjonen NVE

Systemmessige utfordringer ved integrasjon av store mengder distribuert småkraft

Sak: Oppdatert vurdering av forsyningssikkerheten inn mot Bergensområdet vinteren Dokumentet sendes til: OED

Innholdsfortegnelse Forord...3

Forsyningssituasjonen i Midt-Norge

Storskala laststyring. CenSES energi og klimakonferanse 2015 Knut Styve Hornnes, Dr.ing Statnett

Status og fremtid - Høyt aktivitetsnivå, forbedret effektivitet og mer Norden. Auke Lont Høstkonferansen, 3. november 2015

Regionalnettene i Norge. Jon Eilif Trohjell, Agder Energi Nett AS

Varmemarkedets utvikling og betydning for fleksibiliteten i energiforsyningen. SINTEF Energiforskning AS SINTEF Byggforsk SINTEF Teknologi og samfunn

Forskriftskrav jordfeil

NOTAT Rafossen Kraftverk

Arbeidsnotat nr. 40/09 Kommentarer til den samfunnsøkonomiske analysen av 420 kv ledning Sima-Samnanger av Christian Andersen

Bakgrunn for innstilling. Nettilknytning av Tokagjelet kraftverk. Kvam herad i Hordaland fylke

TEKNOLOGI, ØKONOMI OG ANDRE FORHOLD KNYTTET TIL EN SJØKABELLØSNING RAPPORT FRA SJØKABELUTREDNINGEN UTVALG I

Styrenotat: Prisstrategi Styremøtet juni 2010

Foreløpige klimalaster ved Førre og Storhillerdalen på 420 kv kraftledning Sauda- Lyse

Havari av 132 kv PEX kabel i Naddvik Kraftstasjon Kontrollmetoder benyttet for å redusere risikoen for nye problemer

Nettutvikling, Region vest. Eirik Gullesen, Nettutvikling NUP regionmøte, Bergen


FEILSTRØMMER OG KORTSLUTNINGSVERN I NETT MED DISTRIBUERT PRODUKSJON. Forfatter: Jorun I. Marvik, stipendiat ved NTNU

Distribuert produksjon utfordrer spenningskvalitet, lokal stabilitet og reléplaner

Kraftsystemet, utbygging og kostnadsfordeling Auke Lont, CEO Statnett

Nytteverdier av vedlikehold og fornyelse og hvordan de kan beskrives

Samfunnsøkonomiske vurderinger av godsbilstørrelser i bysentrum

Kraftbalanse og forsyningssikkerhet Behov for nettforsterkninger

Sak: Balsfjord-Hammerfest, vurdering av dagens nettsituasjon og effekten av ulike tiltak Dokumentet sendes til: Randi Solberg, UK Ola Øyan, USS

Kraftsystemet i Sør-Trøndelag og Nordmøre

Produksjonsteknisk Konferanse 2010, Gardermoen Kravene til Statnett i FIKS

Konsernpresentasjon 29. Januar På vei mot framtidens strømnett på Sør-Jæren Melding Vagle-Opstad

Myndighetenes behandling av nye kraftledninger og statlige retningslinjer for kabling

Systemmessige utfordringer ved småkraft -systemkrav. Rune Kristian Mork Avdeling for systemoperatørtjenester Statnett SF

Energisituasjonen i Midt- Norge mot Naturvernforbundets energi- og klimaseminar Martha Hagerup Nilson, 13. november 2010

Beregning av Marginaltap ved Tariffering Gir dagens praksis de rette incentivene for etablering av ny produksjon?

Plenumsdiskusjon. SINTEF Energiforskning AS 1

Forsyning av økt kraftforbruk på Haugalandet

Dagens utslippstillatelser og «regime»: Erfaringer fra Skien kommune

Statnetts håndtering av planlagte driftsstanser

Risikovurdering i drifta. Idar Gimmestad STATNETT

Driften av kraftsystemet 2013

Norges vassdragsog energidirektorat

Konsernpresentasjon 29. Januar 2013

Kraftledninger: Fra energitransport til miljøeksport?

Bente Monica Haaland / US. Ansvarlig/Adm. enhet Gunnar G. Løvås / U. Dato:

Halvårsrapport fra Landssentralen

Innsatsgruppe Energisystemer. Energiforskningskonferansen IG Leder Terje Gjengedal Hotell 33

Kg korn

Konsernpresentasjon. 29. Januar På vei mot framtidens strømnett på Sør-Jæren Melding Vagle-Opstad

Byutvikling og elektromagnetiske felt - et dilemma?

Aurland-Sogndal en vurdering av behov og videre prosjektutvikling. Saksbehandler/Adm. enhet: Anders Grønstvedt/ UPØ Anders Kringstad/ UPM Sign

Havari ved Frogner Transformatorstasjon den 25. og og etablering av tiltak. Gunnar Svendsen

Konsernpresentasjon 29. Januar 2013

Statnetts marginaltapsmodell kart vs terreng, Troms Krafts syn. Fredd Arnesen Tromsø /

Vurdering av forsyningssikkerhet i regionalnettet. Bergen 2. Mai 2019

Konsernpresentasjon 29. Januar 2013

Vurdering av minimum nettstyrke NVE fagdag om lavspenningsnettet

Nettanalyser for Hemne Kraftlag

Pålitelighet i kraftforsyningen

Veiledning for rapportering av tekniske data for nettanlegg til NVE. Innsamling av data for årene

Transkript:

Monstermaster kabel Forsyningssikkerhet og teknologi i systemteknisk perspektiv av Professor em. Arne T. Holen Institutt for elkraftteknikk, NTNU NEK Elsikkerhetskonferansen, 8-9 nov, 2011

Innhold Tilbakeblikk: Den tredje forbindelse gjennom Hardanger mot Bergensområdet. Kabel, HVAC/HVDC: Systemtekniske egenskaper og konsekvenser Driftssikkerhet Forsyningssikkerhet: Hvordan står det til og hva ønsker vi? Oppsummering

Ny linje? «Månelanding» utsatt Viktig lastpunkt Sterke punkter Bergen Sauda Kilde: Statnett

Kilde: Statnett

Kilde: Utvalg 1

Termisk grensestrøm i kabelen begrenser overføring av aktiv effekt U 1 + Z I f =R+jX 1 I 2 I c1 I c2 I s + U 2 I 2 må reduseres slik at: Is I term C ----- d 2 C ----- d 2 I term I s I C2 I C2 er gitt av U 2 og kapasiteten i kabelen C d I 2maks I 2 U 2 Maksimal last: P 2maks = U 2 *I 2maks Antar ohmsk last: I 2 i fase med U 2

1. Grad av kompensering, eventuelt også midtveis, bestemmer hvor mye strøm (effekt) som kan overføres Kompensering i begge ender: I Last I I ( ) 2 2 C 2 n Kompensering i begge ender og midtveis: I Last I I ( ) 4 2 C 2 n 2. Materialegenskaper, oljekabel eller PEX, er avgjørende for kapasitansen og dermed kabelens overføringsevne Kapasitans PEX: c 0.19 F km (kilde ABB) Kapasitans oljekabel: c 0.34 F km (kilde Nexans) Kilde: Utvalg 1

Overføringsevne MW Eksempel: Oljekabel konstruert for maksimal strøm 1676 A AC-kabelens problem: reduksjon av overføringsevne ved økende kabellengde. 1150 1100 1050 Med midtpunktskompensering 420 kv 400 kv 1000 950 900 400 kv 850 En reaktor i hver ende av kabelen 800 420 kv 750 700 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 kabellengde km Oljekabel. Rød kurve: ladestrøm beregnet ut fra 420 kv driftsspenning. Blå kurve: ladestrøm beregnet ut fra 400 kv driftsspenning

Alt 1 Alt 2 Alt 3 Alt 4 Kilde: Utvalg 1

Kilde: Utvalg 1

Kilde: Utvalg 1

Effektflyten endres: Sima-Samnanger blir dominerende! Utfall av Blåfalli-Mauranger- Samnanger (N - 1): 1000 MW kapasitet Sima-Samnanger blir for lite 12

Dilemma forsyningssikkerhet vinteren 2010: 1. Øke import ved å fravike N-1, eventuelt ved radiell drift? 2. Spare vann med tanke på eventuell rasjonering i tilfelle sen vårløsning? Høye kostnader for produsenter? NOK 35 mill brukt til spesialregulering i perioden desember 2009-22.februar 2010 for å opprettholde (N-1), dvs Statnett benytter regulerkraftlisten i BKK området for å øke produksjonen slik at man tåler utfall av enten den sørlige eller den nordlige innføring til BKK området. 22.februar-11.mars: Sparer vann og øker import ved å dele driften. Den nordlige og sørlige innføringen forsyner hver sin del av området. En enkelt feil på en av linjene mellom Aurland i nord og Blåfalli i sør ville ha gitt omfattende utkobling knyttet til den radial der feilen oppstår. Økning av import uten deling av drift, kunne (ved linjefeil) gitt overlast, kaskadering og større omfang av utkobling.

Sannolikhet för avbrott: F(t)=1- e - t [%] 90 80 70 Sannsynlighet for avbrudd i BKK-området i tidsrommet fra 22.februar 2010. Delt/radiell drift. 60 50 40 sannolikhet för avbrott under perioden 22 feb - 24 mars 30 sannolikhet för avbrott under perioden 22 feb - 11 mars 20 10 0 10/02/22 10/03/04 10/03/14 10/03/24 10/04/03 10/04/13 10/04/23 10/05/03 10/05/13 10/05/23 Feilrate kraftlinjer: Statnett s statistikk 14

Forsyningssikkerhet uten Sima-Samnanger (Prediksjon basert på at driften ikke deles) Figur 5.2 Antall timer med redusert driftsikkerhet inn mot BKK-området [4] Info tilgjengelig sommeren 2010. Kilde: Statnett To scenarier: 1. Gjennomsnitt av årene 2005-2009, dvs tar bort ekstremåret 2010. Gir p = 0.03. 2. Ekstremåret er typisk. Gir p = 0.15 (basert på knapt 1400 timer, observert per juli 2010)

Sannolikhet för avbrott: F(t)=1- e -fst [%] Forsynings(u)sikkerhet angis ved: Sannsynlighet for svikt før tidspunktet (abscisse), rød/blå kurve Returtid for svikt: 27 år (p = 0.15), 130 år (p = 0.03) 60 50 p = 0.03 p = 0.15 40 43% 30 20 20% 10 11% 4% 0 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 Gjelder før Sima-Samnanger kommer i drift 16

Hva om returtid for blackout i Bergen (og andre byer) lik 50 år anses ok som kriterium for dimensjonering av sentralnettet? Med 10 slike byer vil vi i gjennomsnitt ha en blackout hvert 5 te år. Er det ok?? Og i tillegg kommer de mindre omfattende avbrudd som skriver seg fra feil i regionalnett og høyspent fordelingsnett.

Forsyningssikkerhet med ny luftledning Sima- Samnanger: N-1 er oppfylt

Oppsummering av systemtekniske aspekter Kabel, høy spenning og stor effekt: Krever kompenseringsanlegg og får redusert overføringskapasitet når kabellengeden øker (HVAC) Plasskrevende omformeranlegg med betydelige tap (HVDC) Krever reservekabler for å oppnå tilfredsstillende forsyningssikkerhet (kompensere for lange reparasjonstider) Er 4-6 ganger dyrere enn luftlinje med tilsvarende overføringskapasitet Luftlinjer: Har mindre termiske restriksjoner og gir dermed stor overføringsevne Kort reparasjonstid sammenlignet med kabel Gir meget god forsyningssikkerhet når N-1 er oppfylt

Takk for oppmerksomheten!

Kilde: Utvalg 1 Har skjedd utvikling

Kilde: Statnett

Systemaspekter som følge av Sima-Samnanger A. Effektflyten endres B. Forsyningssikkerheten forbedres dramatisk 24