Afsluttende resultater fra Celleprojektet

Transkript

1 Afsluttende resultater fra Celleprojektet Nettemadag Trinity Konferencecenter 24. november 2011 Per Lund

2 Denne præsentation Ide og design Pilotprojektet Fuldskalatest november Markedsdrift, spændingsregulering og begrænsning af reaktiv effekt import Fuldskalatest Juni Overgang til område-ø-drift Det videre arbejde og perspektiver for Energinet.dk

3 Denne præsentation Ide og design Pilotprojektet Fuldskalatest november Markedsdrift, spændingsregulering og begrænsning af reaktiv effekt import Fuldskalatest Juni Overgang til område-ø-drift Det videre arbejde og perspektiver for Energinet.dk

4 150 kv Input Celle regulator Output 60 kv 60 kv 60 kv 60 kv 10 kv 10 kv 10 kv 60 kv 60 kv 60 kv 10 kv 10 kv 60 kv 10 kv

5 Niveau 4 (Netselskab B) Niveau 5 (Energinet.dk) Niveau 4 (Netselskab A) Celleregulator arkitektur Lagdelt kontrolhierarki opbygget med distribueret agentteknologi Hver agent består af en CPUenhed plus tilhørende datakommunikation Niveau 3 (150/60 kv station) Niveau 2 (60/10 kv stationer) Niveau 1 (Anlæg/Radialer) Niveau 0 (DG enheder) ~ ~ ~ Virtuelt kraftværk

6 Billund Karlsgårde Agerbæk Hejnsvig Vorbasse Endrup Landerupgård Estrupvej Lykkegård Bramming Øst Holsted Brørup Skærbækværket Ribe SE (Syd Energi Net A/S) Magstrup Tyrstrup

7 Pilot Celle: Station Holsted 60 kv netområde 8,8 MW G BID MØR Installeret CHP: 33 MW Installeret vind: 37 MW Max belastning: 61 MW 150/60 kv Trafo: 100 MVA 2 MW G HEJ Wind BIO 4 MW BIS Wind 7 MW ÅRR AGB 3,3 MW Wind VOB LIK 2 MW Wind GLE HOD Wind 2 MW REV G 15,5 MW BMØ GØR HOS FØV G 3 MW 3,8 MW G BRØ Wind 2 MW VJV Wind 3,6 MW

8 Følgende anlæg indgår i Holsted pilot-cellen Billund Kraftvarmeværk med kw generatorer Hejnsvig Kraftvarmeværk med kw generatorer Holsted Kraftvarmeværk med kw generator Brørup Kraftvarmeværk med kw generator Bramming Kraftvarmeværk med , og kw generatorer 47 vindmøller mellem 600 og kw 1 0,8 MVA synkronkompensator (shock absorber til spændingsregulering) 1 1,0 MW hurtig regulerende dumpload (shock absorber til frekvensregulering) 1 150/60 kv transformerstation 13 60/10 kv transformerstationer inklusive transformere med viklingskobler Alle 60 kv linjer og kabler kv belastningsradialer med alt forbrug og alle mindre produktionsenheder Områdets største udstrækning er ca. 50 km og dækker ca km 2 Der er i alt ca elmålere i Holsted testområdet

9 Installeret Hardware Celleregulator og CMS 53 stk. ADSL routere 120 stk. Bitronics målere 45 stk. ScadaPack RTU ere 1 stk. Kalki gateway 5 stk. Siemens industri PC er 1 stk. standard PC 2 stk. Dell blade-servere Synkroniseringsudstyr Shock Absorbers 1 stk. 800 kva synkronkompensator 1 stk kw dump load Opgradering af Kontroludrustning Billund CHP Hejnsvig CHP Holsted CHP Brørup CHP Bramminge CHP 1 stk. Synchro check relæ 2 stk. Bitronics målere

10 Trøllund vindmøller, Hejnsvig og Billund k/v-værker

11 Montering og idriftsættelse af Celleregulator agenter

12 Shock Absorbers løftes på plads på Hejnsvig 60/10 kv transformerstation 800 kva synkronkompensator til spændingsregulering 1000 kw hurtigregulerende dumpload til frekvensregulering - hver i sin egen 40 fods container komplet med regulerings- og beskyttelsesudrustning og 10 kv nettilslutning

13 Internationalt projekt-team: Danmark, USA, Tyskland og Indien

14 Projektpartnere Eksterne konsulenter SE (Syd Energi Net A/S) Billund Varmeværk Amba Bramming Fjernvarme Amba Brørup Fjernvarme Amba Hejnsvig Varmeværk Amba Holsted Varmeværk Amba Alle Vindmølleejerne Spirae Inc. (USA) Energynautics GmbH (Tyskland) Tjæreborg Industri A/S PonCat Rolls Royce Marine Vestas Wind Systems Siemens Wind Power Dansk Vindmølleservice aps DMP-Mølleservice A/S Windcon A/S TDC

15 Projektnøgletal for Energinet.dk Periode: Omkostninger: 98 mio. kr. Interne timer:

16 Denne præsentation Ide og design Pilotprojektet Fuldskalatest november Markedsdrift, spændingsregulering og begrænsning af reaktiv effekt import Fuldskalatest Juni Overgang til område-ø-drift Det videre arbejde og perspektiver for Energinet.dk

17 Markedsdrift Markedsdrift, spændingsregulering og reaktiv effekt import Celleregulator TSO reaktiv effekt import Celleregulator DNO spændingsregulering

18 Reaktiv effekt import fra transmissionssystemet TSO driftsoperator beder om reaktiv effekt setpunkt på - 7 MVAr Aktivering af viklingskoblere på forskellige transformere TSO reaktiv effekt import/export deaktiveret - 11 MVAr

19 Reaktiv effekt import fra transmissionssystemet Total vindmølleproduktion i Celleområdet under testen MVAr 28 MW maks vindmølleproduktion 9 MW MVAr maks vindmølle reaktiv effekt forbrug

20 Reaktiv effekt import fra transmissionssystemet Eksempel på viklingskobler operation på Agerbæk 60/10 kv transformer Celleregulator viklingskobler aktivering Viklingskobler udførelse

21 Denne præsentation Ide og design Pilotprojektet Fuldskalatest november Markedsdrift, spændingsregulering og begrænsning af reaktiv effekt import Fuldskalatest Juni Overgang til område-ø-drift Det videre arbejde og perspektiver for Energinet.dk

22 Markedsdrift Hard-trigger overgang til område-ø-drift Udgangssituation Celleregulator DNO spændingsregulering Celleregulator overgang til område-ø-drift

23 Hard-trigger overgang til område-ø-drift Udgangssituation Situation umiddelbart før hard-trigger signal: 2,0 MW og 1,5 MVAR import fra 150 kv nettet i station Holsted 11 MW produktion fra BID, HOD og BRØ kraftvarmeværker 2 MW produktion fra vindmøller i celleområdet (stille sommerdag) 15 MW total belastning i celleområdet HEJ kraftvarmeværk off-line men til rådighed for Celleregulatoren SC og SLC on-line og til rådighed for Celleregulatoren Celleregulator beregnet Pre-Load-Plan: Udkobling af én 10 kv belastningsradial i Billund Udkobling af én 10 kv belastningsradial i Vorbasse Udkobling af én vindmølle i Føvling Udkobling af én vindmølle i Linknud Resulterende i 312 kw import og 1082 kvar import ved åbning af 60 kv bryder i Holsted og overgang til område-ø-drift.

24 Hard-trigger overgang til område-ø-drift Bryder åbner og overgang til ø-drift. 2 belastningsradialer og 2 vindmøller udkobles Hver af de to belastningsradialer genindkobles Gensynkronisering Celleområdets frekvens 49,3 Hz

25 Hard-trigger overgang til område-ø-drift HOD 60 kv spænding Frekvens Total vind produktion Overgang til ø-drift Gensynkronisering 25

26 Hard-trigger overgang til område-ø-drift Bryder åbner og overgang til ø-drift Transiente svar ved genindkobling af de 2 belastningsradialer Gensynkronisering Billund generator 1, 2 og 3 ramper deres reaktive effektproduktion op for at yde spændingsregulering under vind- og belastningsvariationer i cellen

27 Denne præsentation Ide og design Pilotprojektet Fuldskalatest november Markedsdrift, spændingsregulering og begrænsning af reaktiv effekt import Fuldskalatest Juni Overgang til område-ø-drift Det videre arbejde og perspektiver for Energinet.dk

28 Celleprojektets færdiggørelse Udført analyse af gennemførte test Opstillet prototype af Celleregulator software Endelig afrapportering og dokumentation november 2011 Projektafslutning december 2011 Vi har designet, bygget og testet det første fuldskala SmartGrid koncept i verden

29 Plan efter Celleprojektet Partnerne arbejder på at videreføre installationerne i Holsted området i Test Center Holsted Fuldskala laboratorium for fremtidige Smart Grid test Åben for eksterne interessenter på kommercielle vilkår Overføre Celleregulatorkonceptet til EcoGrid EU projektet EcoGrid EU + Celleregulator = Prototype på fremtidens elsystem

30 Teknisk videreudvikling af Celleregulator Integration af lavspændingsapparater Niveau 3 (150/60 kv station) Niveau 2 (60/10 kv stationer) Niveau 1 (Anlæg/Radialer) Niveau 0 (DG enheder, bysamfund) Fremtidens huse med intelligent kontrol af f.eks. ladestation til elbil, varmepumpe, solpanel, brændselscelle og større forbrugsapparater Videreudvikling i projekt EcoGrid EU på Bornholm

31 S S S S S S Nye Celleregulator funktionaliteter på lavspændingsradialer 60 kv 10 kv 1 1 a) Håndtering af flaskehalse b) Spændingsregulering c) Tabsminimering d) Reduceret viklingskobler operation 2 a) Håndtering af flaskehalse b) Spændingsregulering c) Spændingskvalitet d) Faseoptimering 3 a) Spændingsregulering b) Spændingskvalitet 10 kv 0,4 kv 2 WT HP PV EV FC etc 3

32 Tak for opmærksomheden Per Lund Chefingeniør Miljø, Forskning & Udvikling Mobil : plu@energinet.dk Energinet.dk Tonne Kjærsvej Fredericia Danmark