Aggregator rollen i Smart Grid - på kort og lang sikt Eilert Bjerkan Enfo Technology AS 27. November 2012
Enfo Group Holdingselskap Forretningsutvikling Internasjonalisering av produkter og tjenester Enfo Energy AS 100% 100% 80% 20 % Enfo Technology AS Enfo Nordic AS Energi Trøndelag AS Forsknings- og utviklingsselskap Komponentutvikling Systemutvikling Kunderettede prosjekter Drift og styring av aggregatorvirksomhet i Norden Salg Energi- og forbruksanalyser Befaring og installasjon av systemer Energiforvaltning Markedsoperasjon forbrukerfleksibilitet Markedsoperasjon distribuert generert energiproduksjon Første operative aggregatorselskap i Norden Pilot for regionale aggregatorer Etablering av fullskala demo
Enfo Technology AS Business concept Enfo Technology is aimed at being a leading provider of SMART GRID solutions, particularly in the area of: Demand response Grid Optimalisation Management of Distributed Generation 4
To tilnærminger til aggregator rollen Systemperspektivet Kundeperspektivet Storskala Produksjon System operatør Regionalt nettselskap Distribusjon selskap Sluttbruker Forbrukerfleksibilitet Systemperspektivet Hvilken systemnytte gir forbrukerfleksibilitet og hva er systemoperatørenes behov? Hvilke markeder kan utnyttes og finnes det regulatoriske barrierer? Kundeperspektivet Hvilket markedsdesign er nødvendig for å ivareta mange små i en stor portefølje? Hvilke incentiver må etableres for å skape lønnsomhet blant mindre laster? 5 Større enkeltlaster gir mindre kompleksitet i systembehov, men krever stor innsikt og prosesskunnskap Det store spørsmålet her er hvordan markedsmakten vil utøves i fremtiden.
Utfordringer systemdrift Utvikling Frekvensstabilitet Utvidet overføringskapasitet til kontinentet (nye kabler) gir større flytendringer, større variasjoner spesielt dag/natt Virkemidler for balanse er begrenset ettersom forbruk, på kort sikt er basert på døgn- og årsprofil, ikke pris. Større innslag av uregulerbar fornybar kraft (vind, småskala vannkraft) gir større kortsiktig usikkerhet Mer elektrisk kraft til offshore olje & gass installasjoner Andre markeder enn spot vil øke i betydning Reservebehovet endrer seg raskt, både lokalt og totalt Behov for større reserver for å sikre betryggende drift Mulige konsekvenser Redusert frekvenskvalitet Hyppigere og skiftende flaskehalser i nettet Mer utfordrende spenningsregulering Reservebehovet endrer seg raskt lokalt og totalt
Aggregators rolle og tjenestemuligheter Fleksibel produksjon Fleksibel etterspørsel Produksjon Marked Enfo energi portefølje Kunde MW Energi last kw Fornybar energi Kull Nord Pool ELSPOT ELBAS Aggregator Distribuert produksjon Småkraft El-kjel Atomkraft Olje & Gass Statnett RK RKOM EOF FRES Andre marked Forbruk Frys Maskineri Økt fleksibilitet Forbedret forsyningssikkerhet Kontrollert effekt og energi maksbelastning Reduserte pristopper Effektiv ressursutnyttelse av tilgjengelig fleksibilitet Redusert investeringsbehov Uregulerbar produksjon Fordeling av fortjeneste 7
Tosidig forretningsmodell En utfordring? Marked System operatør Regionalt nettselskap Distribusjon selskap Time Dag Måned Sesong Sluttbruker RK/RKON/LFC Kunde data Operasjon Parametersetting for last styring Fleksibelt forbruk Prosesser El-kjeler Varmekabler Kjøleanlegg Ventilasjon Lys & varme Storskala Produksjon Aggregator Marked Prognose/ Simulering Infrastruktur for kommunikasjon Distribuert Produksjon Nord Pool Strøm leverandør Distribuert Lagring 8 ELBAS / ELSPOT
9 Optimalisert nettdrift med WAMS og automatisk laststyring
10
11
12
Smart operasjon ved bruk av forbruk som ressurs Operators Eksisterende kontrollsystemer: Prototype deployed in December 2011 Statnett SCADA/EMS NTE Distribution in Alta Control Centre Phasor Measurements PDC Software Prototype Control Data Stream Control & Measurement Data Stream Overvåkning av nettet ved bruk av PMU s og RTU s Algoritmer som beregner nettet løpende helsetilstand - AutoDig Operatør som drifter nettet på basis av relevant, tidsmessig og kvalitetssikret informasjon Communication LMS = Load Management System Gjennomføring av utkopling: Enfo egrid System Første fase innebærer manuell kontroll med fleksibelt forbruk PMU Boxes Driftsoperatør gjennomfører grey-out som alternativ til black i flere nivå Kilde: Statnett Load Control Andre fase fullautomatisering av aktivering
Frekvenskvalitet rundt timeskift Kilde: entso-e
Innføring av FRR Kilde: entso-e
Patented Technology Monitoring Local automation systems Monitoring Units Central automation systems AnyCom Data Broadcast RDS Server End-users Applications Data Storage ISDN FM/RDS Broadcast Infrastructure 1vk Internet VPN Tunnels Applications Local Area Network (LAN) - TCP/IP 2vk BBox 1 User Interface Administrators Tools AnyCom 2vk Data I/O BBox 2 2vk BBox n Dynamic allocation and virtual boxes capabilities
Fremtidens aggregator og basistjenester Energi- Forvaltning Prognoser Markedsdeltakelse Optimalisert Nettdrift Aggregator - Systemplattform Viktige premisser Innføring av automatisk FRR 1.1.2013 Sverige faser ut reservekraft Europeisk harmonisering av reguleringen
Last i MW Analyseeksempel: Identifisert betydelig fleksibilitet Utvalgt nettområde Belastning og fleksibilitet Max effektpådrag i området opp mot 500 MW Identifisert fleksibelt forbruk varierer mellom 40MW og 140MW Opp mot 30% av totalbelastningen Tilgjengelig fleksibilitet kan kontrolleres gjennom et fåtall større kunder 200 til 300 storkunder sammenlignet med 80.000 kunder totalt i nettområdet 500 450 400 350 300 250 200 150 100 Fleksibel last [Snittlast pr. uke] Totallast 10 % fleksibel last 30 % fleksibel last Elkjellast Dagens kjelkraft fra 300 kunder er til sammenligning mellom 25 til 50 MW Tilgjengelig fleksibilitet kan benyttes i alle faser 50 0 0 10 20 30 40 50 60 Uke Reserve Plan Drift
Last i MW Fleksibel last fra storkunder Gruppering av storkunder Fleksibel last og totalt pådrag Gjennomsnittlig tilgjengelig fleksibel last per uke for en gruppering av storkunder Snitt fleksibel last for hele året er i overkant av 56 MW Beregningsgrunnlag Snittlast er beregnet på grunnlag av last 7 dager i uken 24 timer om dagen Snittlasten er summen av alle kunders fleksible last 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 Oversikt fleksibel og målt last Storkunde. 0 Nov2009 Mar2010 Jun2010 Sep2010 Dec2010 Dato 19
Avvik i MW Energiforvaltning storkunder Utfordrende prognosearbeid Fleksibel last og totalt pådrag Relativt store avvik fra basis last 100 Målt avvik Snitt på 31 MW avvik Største avvikene kommer fra diverse helligdager og fridager Bedre prognoser og løpende forvaltning kan bidra til mindre ubalansekostnader og lettere drift av kraftsystemet Mindre nedreguleringsbehov i topplasttimer 50 0-50 -100-150 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 Timer 20
Utfordringer ved etablering av aggregator Nordisk kraftsystem Utfordringer for aggregator Uavklarte Regulative bestemmelser Muligheter for reell markedsdeltagelse Premisser for håndtering av balanseansvar og oppgjørsmodell i enkelte markeder Blir sett på som en konkurrent til de store kraftprodusentene Lang innsalgsprosess hos sluttbruker Håndtering av teknologisk risiko Markedsløsninger Kompetanse omkring energimarkeder og systemdrift 25
Oppsummering Stort økonomisk potensial Forbruker fleksibilitet er tilgjengelig, men blir ikke utnyttet per i dag Samfunnsøkonomisk fornuftig Muligheter for betydelig besparelser knyttet til nettdrift Utvikling av nye tjenester Viktig ressurs Aggregering av forbrukerlast og distribuert produksjon er et nødvendig virkemiddel i et udynamisk og anstrengt kraftmarked Bidrar til å løse flaskehalser og dempe topplaster 27
Oppsummering Fremtidens aggregator Nytt markedsdesign/incentiver nødvendig for å utløse fleksibilitet blant mindre forbrukere Avhengig av markedsdesign kan aggregatoren som rolle forsvinne på sikt og tas over av andre aktører (strømleverandører, byggforvaltere osv.). Man kan også se for seg mange nye tjenester med bakgrunn i aggregering av informasjon som basis og hvor aggregatoren utvikler nye roller. 28
Tlf: +47 414 73 441 post@enfo.no www.enfo.no