NEK Elsikkerhetskonferansen 27. nov. 2013 Pålitelighet i kraftforsyningen Gerd Kjølle Seniorforsker SINTEF Energi/ professor II NTNU Inst for elkraftteknikk gerd.kjolle@sintef.no 1
Oversikt - problemstillinger Gjensidige avhengigheter mellom el og ekom Hvilke forventninger kan man ha til forsyningssikkerheten i kraftnettet? Hvor lange utfall kan man risikere? Når bør reservekraft vurderes? 2
Kraftforsyningen er robust Høy pålitelighet: Avbrudd 2-3 timer pr år i snitt: Oppetid ~ 99,97 % Og så kom Dagmar (des. 2011) Gjensidige avhengigheter mellom el og ekom i fokus 3
og så kom ekstremværet Hilde (nov. 2013) Foto: yr.no/kart 4
Kritiske infrastrukturer fellesfeil og avhengigheter illustrasjon (basert på Dagmar-hendelsen) Blokkerte veier (trefall, ras) Helikopter kan ikke starte pga. sterk vind Redusert framkommelighet Transport for gjenoppretting Storm Trefall Elektrisitetsnett Avbrudd Gjenoppretting Transport for gjenoppretting Telekommunikasjon for gjenoppretting Transportinfrastruktur Kommunikasjonsnett Utfall av mobilnett og fasttelefoni Gjenoppretting Ledninger skades (fasttelefoni) Basestasjoner uten elektrisitet over lengre tid
Ekstremværet Dagmar sett fra Statnett, Øyvind Rue SINTEF seminar 19. april 2012: "Uten strøm også etter neste storm?" 6
Forsyningssikkerhet i kraftnett leveringspålitelighet: Leveringspålitelighet, definisjon: Kraftsystemets evne til å levere elektrisk energi til sluttbruker. Leveringspålitelighet beskriver tilgjengeligheten av elektrisk energi og er knyttet til hyppighet og varighet av avbrudd i forsyningsspenningen Forskrift om leveringskvalitet i kraftsystemet (FoL), FOR 2004-11-30 nr. 1557 7
Hvilke forventninger kan man ha til leveringspålitelighet? Sentrale forskrifter Energilovforskriften Forskrift om systemansvaret i kraftsystemet (FoS) Forskrift om leveringskvalitet i kraftsystemet (FoL) Forskrift om beredskap i kraftforsyningen (BfK) Beredskapsforskriften Forskrift om økonomisk og teknisk rapportering ("Kontrollforskriften") Forskrift om krav til kompetanse mv. hos anleggs- og områdekonsesjonærer (kompetanseforskriften) www.lovdata.no Reguleringen av nettselskapene og systemoperatør (Statnett) omfatter: Funksjonskrav - tekniske krav Insentivbasert regulering KILE Kvalitetsjusterte inntektsrammer ved ikke levert energi USLA Utbetaling ved svært langvarige avbrudd (> 12 timer) 8
Hva sier forskriftene om leveringspålitelighet? (Krav til nettselskaper) Energilovforskriften: "Den som leverer elektrisk energi plikter å informere tilknyttede aktører om hvilken leveringskvalitet som kan påregnes." Leveringskvalitet = leveringspålitelighet og spenningskvalitet Leveringskvalitet (FoL): Registrere data om kortvarige og langvarige avbrudd, i henhold til gjeldende kravspesifikasjon for FASIT Gjenopprette full forsyning uten ugrunnet opphold etter avbrudd Informere om leveringspålitelighet og spenningskvalitet i egne anlegg Krav til varsling ved planlagte arbeider, om tidspunkt og varighet Det kan inngås avtaler om en annen leveringskvalitet enn gitt i denne forskriften Beredskapsforskriften (BfK) Planlegging, øvelser, reparasjonsberedskap mm ved ekstraordinære situasjoner Informasjon i ekstraordinære situasjoner, til bl.a. samfunnskritiske virksomheter 9
ca 25000 feil og planlagte utkoplinger hvert år i dagens kraftsystem (1 420 kv) > 95 % i distribusjonsnettet. Ca 50 % av hendelsene skyldes feil. Av dette er ca 50 % forårsaket av værpåkjenninger "Analyser av feil og avbrudd i kraftnettet 1989 2011", SINTEF Energi rapport TRA7279
Utviklingen i ikke levert energi, 1 420 kv, 1989-2011 "Analyser av feil og avbrudd i kraftnettet 1989 2011", SINTEF Energi rapport TRA7279 11
Hvor langvarige avbrudd kan man forvente? Varighet av varslede og ikke varslede avbrudd 1996-2011 "Analyser av feil og avbrudd i kraftnettet 1989 2011", SINTEF Energi rapport TRA7279 12
Hvor langvarige avbrudd kan man forvente? Geografisk spredning NVE: Avbrotsstatistik 2012 SAIDI: Minutter per år 13
Varighet ved driftsforstyrrelser vs planlagte utkoblinger Spredning i varighet, distribusjonsnett 2012 www.statnett.no, Årsstatistikk 2012, 1 22 kv nett 14
Hvor kritisk er avbrudd i strømforsyning for ekom? Jernbanetransport Avbruddsvarighet 1 time 3 timer 6 timer 1 dag 3 dager1 uke Veitransport Sjøtransport Lufttransport Fast- og mobiltelefoni Internett Vann og avløp Fjernvarme Drivstoff Sykehus Legevakt Pleie og omsorg Samfunnsmessig konsekvens som funksjon av varighet av avbrudd "Samfunnsøkonomiske kostnader ved avbrudd og spenningsforstyrrelser - kritisk infrastruktur", Energi Norge Publikasjon nr 351-2012 Nødnumrene og nødnett Nødetatene Betalingsformidling Kringkasting Justis Skole og barnehage Fryse- og kjølelager Liten konsekvens Middels konsekvens Stor konsekvens 15
Erfaringer etter Dagmar-hendelsen > 570 000 strømkunder berørt 730 basestasjoner i mobilnettet berørt 30 000 kunder i fastnettet uten telefon 12 000 uten internett/bredbånd Hovedårsak til utfall i mobil- og fastnett: Bortfall av el til sentrale noder og basestasjoner Felles brev fra NVE og PT i april 2012 til alle nettselskap og ekom-tilbydere Gjennomgang av regelverk og oppfølging gjennom tilsyn 16
Samarbeid mellom nett- og ekom-selskaper Virksomhet som er kritisk avhengig av el: Kartlegge egen avhengighet av kritisk infrastruktur Tiltak for å redusere egen sårbarhet gjennom bl.a. økt egen beredskap Virksomhet som er kritisk avhengig av ekom-tjenester tilsvarende KILE: Ekom-tilbydere og tilhørende anlegg tilhører kundegruppen "handel og tjenester" ca 100 kr/kwh ikke levert energi ved 4 timers avbrudd Eiere av kritisk infrastruktur (f.eks. ekom) oppfordres til å kontakte sitt nettselskap for å få informasjon om leveringspålitelighet og spenningskvalitet søke løsninger i fellesskap Brev fra NVE og PT 27 april 2012 17
Når bør reservekraft (backup) vurderes? Skille mellom varslede og ikke varslede avbrudd Ikke varslede avbrudd skyldes i hovedsak feil/driftsforstyrrelser Ca 50 % skyldes været Ekstraordinære hendelser skjer av og til kan innebære svært langvarige avbrudd Stor geografisk spredning Egen kritikalitet må vurderes: Hvor langvarige avbrudd kan tolereres for ulike typer utstyr og laster Om nødvendig skaffe informasjon fra nettselskapet om hva som kan forventes Gjennomføre egen risiko- og sårbarhetsanalyse 18
Gjensidige avhengigheter øker med Smart Grids Økende kompleksitet, nye typer feil (og konsekvenser?)
Ekstra slides 20
KILE: Sluttbrukergrupper og kostnads-funksjoner (referert referansetidpunkt) Kostnadsfunksjoner på referansetidspunkt, kostnadsnivå 2006 [14]. Kundegruppe Kostnadsfunksjon for k P,ref (r = Enhet avbruddsvarighet angitt i timer) Alle varigheter Jordbruk 10,6 r + 4 kr/kw Husholdning 8,8 r +1 kr/kw 0-4 timer > 4 timer Industri 55,6 r + 17 18,4 r + 166 kr/kw Handel og tjenester 97,5 r + 20 33,1 r + 280 kr/kw Offentlig virksomhet 14,6 r + 1 4,1 r + 44 kr/kw Treforedling og kraftintensiv 7,7 r + 6 3,1 r + 23 kr/kw industri www.lovdata.no kontrollforskriften 21
Hva blir dette i kr/kwh ILE? (referert referansetidpunkt) 140 120 100 80 60 40 20 1 time 4 timer 8 timer 0 Jordbruk Husholdning Industri Handel og Tjenester Offentlig virksomhet Treforedling og Kraftintensiv industri Kostnadsnivå 2006 Se www.lovdata.no kontrollforskriften for hvordan KILE skal beregnes 22