Verdiskapende vedlikehold innen kraftproduksjon Endring av kjøremønster i norske vannkraftverk Thomas Welte, SINTEF Energiforskning Produksjonsteknisk konferanse, 11.03.2009 SINTEF Energiforskning AS 1
Bakgrunn Endring av kjøremønster i norske vannkraftverk Påstander om at kraftverk kjøres annerledes i dag enn før at kraftverk kjøres mer aggressivt enn før mer hyppige start/stopp mer hyppige (store) lastendringer mer kjøring på dellast og overlast Hvor stor er/var disse endringene egentlig? SINTEF Energiforskning AS 2
Datainnsamling 93 norske vannkraftaggregat Type verk: 34 magasinverk 17 elvekraftverk 4 magasin- / elvekraftverk 3 pumpekraftverk 35 ikke spesifisert Type aggregat: 70 Francis 10 Pelton 7 Kaplan 3 pumper / pumpeturbiner / turbiner i pumpekraftverk 2 rørturbiner 1 ikke spesifisert SINTEF Energiforskning AS 3
Type data Serier med timeverdier for produsert energi SINTEF Energiforskning AS 4
Normaliserte verdier Dellast Overlast Analyse 1 start/stopp? Feil kan oppstå, særlig i forbindelse med: Flere start/stopp innen en time Første og siste time i en periode med produksjon SINTEF Energiforskning AS 5
Resultater Start / stopp Antall start/stopp per år Endring av antall start/stopp Overlast / dellast I hvilket lastområdet ble aggregatet kjørt Endring i aggregatbelastning Drift / stans Varighet av perioder med drift / stans Endringer Driftstimer og produksjon SINTEF Energiforskning AS 6
Resultater Stigningstall til regresjonslinjen SINTEF Energiforskning AS 7
Resultater SINTEF Energiforskning AS 8
Start/stopp (gitt) Start (estimert) Driftstimer Produksjon Start/stopp : driftstimer Start : driftstimer Start/stopp : produksjon Start : produksjon Driftstimer : start/stopp Driftstimer : start Stigningstall til regresjonslinjen Endring (i forhold til gjennomsnittet) Resultat alle aggregat Trend Start/stopp, driftstimer, produksjon 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00-0.05-0.10-0.15-0.20-0.25 SINTEF Energiforskning AS 9
Antall aggregat Resultat alle aggregat Antall start/stopp Økning: 54 (60 %) 35 30 Reduksjon: 36 (40 %) 25 20 15 10 5 0 < -0.1-0.1... -0.05-0.05... 0 0... 0.05 0.05... 0.1 0.1... 0.15 0.15... 0.2 >0.2 Stigningstall regresjonslinje SINTEF Energiforskning AS 10
SINTEF Energiforskning AS 11
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 antall start/stopp Alle aggregat 350 300 250 200 150 100 50 Start/stopp Økning: 52 (58 %) Reduksjon: 37 (41 %) Ingen endring: 1 (1 %) 0 år SINTEF Energiforskning AS 12
Antall aggregat Resultat alle aggregat Antall start/stopp Reduksjon / ingen endring 38 (42 %) Økning: 52 (58 %) 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 <0.5 0.5... 0.75 0.75... 1 1... 1.25 1.25... 1.5 1.5... 1.8 1.8... 2.5 >2.5 Endring i analyseperioden SINTEF Energiforskning AS 13
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 antall start/stopp Aggregat i magasinverk 350 300 250 200 150 Start/stopp Økning: 17 (50 %) Reduksjon: 17 (50 %) 100 50 0 år SINTEF Energiforskning AS 14
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 antall start/stopp Pelton og Francis >=100 MW 350 300 250 200 150 Start/stopp Økning: 17 (67 %) Reduksjon: 7 (33 %) 100 50 0 år SINTEF Energiforskning AS 15
Rel.driftsandel Driftsprofil fullast dellast Last (% av merkeeffekt) SINTEF Energiforskning AS 16
Overlast / dellast Mer fullastkjøring, mindre dellastkjøring SINTEF Energiforskning AS 17
Varighet stans Stans av en viss varighet kan være skadelig for generatoren SINTEF Energiforskning AS 18
Konklusjoner Det finnes ikke entydige kjøremønsterendringer Resultater fra ulike aggregat har store forskjeller Vi må se på hvert enkelt aggregat for å kunne si noe om det var endringer Det var flere aggregat som hadde en økning i antall start/ stopp enn en reduksjon (ca. 60:40) For noen få aggregat ble antall start/stopp mer enn doblet For noen få aggregat ble antall start/stopp mer enn halvert SINTEF Energiforskning AS 19
Konklusjoner Ingen trend til endringer i driftstimer og produksjon kun årlige variasjoner (våt/tørt år) Få endringer i hvilket lastområdet aggregatet ble kjørt noen få aggregat og selskaper er unntak (kjørestrategi) Resultater gjelder for 1995/1998 2007/2008 SINTEF Energiforskning AS 20
2009 Hvorfor? Vi lærer av erfaring For å kunne si noe om framtiden er det nyttig å ha kunnskap om situasjonen i dag og inntil i dag. fremtidige utfordringer mulighet til å motvirke negative trender korrigerende tiltak SINTEF Energiforskning AS 21
Hvorfor? Målrettet vedlikehold Det antas at start/stopp og endrede kjøremønster er et problem. Tiltak (vedlikehold, revisjoner,...) Gjennomfører vi de riktige tiltakene? Bruker vi de riktige verktøyene? SINTEF Energiforskning AS 22
Hvorfor? Nye anlegg og leverandører Nye og rehabiliterte anlegg må være tilpasset endrede forhold Leverandører trenger kunnskap om hva dagens og framtidige utfordringer er SINTEF Energiforskning AS 23
Hvorfor? Analyseverktøy Karakterisering av kjøremønstrene Analyse av kjøremønsterendringer SINTEF Energiforskning AS 24
.takk for oppmerksomheten! SINTEF Energiforskning AS 25