ZEB og ipower konferencen Bygninger og Smart Grid. - Fremtidige udfordringer for distributionsnettet Niels Chr.

Transkript

1 ZEB og ipower konferencen Bygninger og Smart Grid - Fremtidige udfordringer for distributionsnettet Niels Chr. Nordentoft

2 Agenda 1 1) Scenen: Politiske forpligtelser til mindre CO 2 -udledning 2 2) Løsning på CO 2 -forpligtelserne: Vind, elbiler og varme 3 3) Nye udfordringer: For TSO og DSOer 4 4) En mulig løsning Et nyt koncept 5 5) Implementeringstakt 6 6) Konklusion side 2 Niels Chr. Nordentoft

3 1 Scenen: Danmarks CO2-forpligtelser For at indfri CO2 emission targets (DK ) - Øge elektrificeringen af varme og transportsektorerne Electricity Other energy side 3 Niels Chr. Nordentoft

4 2 Løsning på CO 2 : Omstrukturering af det danske elsystem A Politiske målsætninger: I 2010 ~ 20% Vindkraft i prod. in 2020 ~ 50% vindkraft side 4 Niels Chr. Nordentoft

5 2 Løsning på CO 2 : Omstrukturering af det danske elsystem B Øget brug af el i transportsektoren og til opvarmning side 5 Niels Chr. Nordentoft

6 2 Løsning på CO 2 : Omstrukturering af det danske elsystem C Øget installation af anden VE herunder Solceller side 6 Niels Chr. Nordentoft

7 2 Løsning på CO 2 : Omstrukturering af det danske elsystem C Øget installation af anden VE herunder Solceller - Og ikke kun i private husstande. Kilde: Rapport fra 2012 af Energinet.dk, Dong Energy og Dansk Energi side 7 Niels Chr. Nordentoft

8 2 Løsning på CO 2 : Omstrukturering af det danske elsystem side 8 Niels Chr. Nordentoft

9 3 Nye udfordringer for TSO og DSO - TSO ens og DSO ernes forskellige ansvar TSO Balancering (f 50Hz) DSO a) Overbelastning b) Spændingsgrænser 10% side 9 Niels Chr. Nordentoft

10 kw 3 Nye udfordringer - DSO: a) DSOer: Øget belastning på distribution net Døgnvariationskurve for forbruget ud af en 0,4 kv udføring Normalt forbrug Maks. Tilladelig belastning Time side 10 Niels Chr. Nordentoft

11 kw 3 Nye udfordringer - DSO: a) DSOer: Øget belastning på distribution net Døgnvariationskurve for forbruget ud af en 0,4 kv udføring Elbiler (40% af hustande har EV) Normalt forbrug Maks. Tilladelig belastning Time side 11 Niels Chr. Nordentoft

12 kw 3 Nye udfordringer - DSO: a) DSOer: Øget belastning på distribution net Døgnvariationskurve for forbruget ud af en 0,4 kv udføring Elbiler (40% af hustande har EV) Varmepumper Normalt forbrug Maks. Tilladelig belastning Time side 12 Niels Chr. Nordentoft

13 kw 3 Nye udfordringer - DSO: a) DSOer: Øget belastning på distribution net Sorteret maks. forbrug i alle årets timer Time i året Samlet forbrug 2010 Maks. Tilladelig belastning side 13 Niels Chr. Nordentoft

14 3 Nye udfordringer - DSO: a) DSOer: Øget belastning på distribution net side 14 Niels Chr. Nordentoft

15 3 Nye udfordringer - DSO: a) DSOer: Øget belastning på distribution net side 15 Niels Chr. Nordentoft

16 3 Nye udfordringer - DSO: a) DSOer: Øget belastning på distribution net - Og solceller hjælper ikke på DSO ernes udfordringer side 16 Niels Chr. Nordentoft

17 3 Nye udfordringer - DSO: a) DSOer: Øget belastning på distribution net - Og solceller hjælper ikke på DSO ernes udfordringer Døgnvariationskurve for højeste simulerede produktion i Maj Sky-fri Døgnvariationskurve for laveste produktion i December - Sky-fri side 17 Niels Chr. Nordentoft

18 3 Nye udfordringer - DSO: b) DSOer: Spændingskvalitet - Og solceller hjælper ikke på DSO ernes udfordringer De stationære spændingsgrænser Voltage 1,1 p.u = 440V 1 p.u = 400V 0,9 p.u = 360V L side 18 Niels Chr. Nordentoft

19 3 Nye udfordringer - DSO: b) DSOer: Spændingskvalitet - Og solceller hjælper ikke på DSO ernes udfordringer Usymmetrisk produktion fra 1-fasede PV i 3-fase systemer - Dårlig påvirkning på spændingskvaliteten L 2 ω L 1 L side 19 Niels Chr. Nordentoft

20 3 Nye udfordringer - DSO: a) DSOer: Øget belastning på distribution net - Et ønske side 20 Niels Chr. Nordentoft

21 4 Forudsætninger for nyt koncept til håndtering af udfordringer Et Add-on til det eksisterende elmarked og elsystem. Markedsbaseret i normaldrift = 99,9% af året Business-to-business koncept - Forbrugerne (hjem, kontor og industri) har ikke mulighed for at være aktive i markedet Det skal være frivilligt for forbrugerne at deltage Konceptet skal være Billigt side 24 Niels Chr. Nordentoft

22 4 Et nyt markedskoncept for flex.-ydelser Eksempel på: DSO - Ydelse side 25 Niels Chr. Nordentoft

23 4 En mulig løsning Et nyt koncept: Eksempel på: DSO - Ydelse Øger antallet af løsninger for DSO - Fra 1 stk. = Forstærkning - Til 2 stk. = Forstærkning + Smart Grid (fleksibelt forbrug) DSO er vil kunne spille på mere end én hest side 26 Niels Chr. Nordentoft

24 4 En mulig løsning Et nyt koncept: Eksempel på: DSO - Ydelse Omk. [DKK] Flex-ydelser til DSO Her løses overbelastning billigst med forstærkning Forstærkning Her løses overbelastning billigst med Flex.-ydelser Grænse vil variere fra udf. til udf. Smart Grid Forstærkning timer / år Antal timer pr. år med overbelastning side 27 Niels Chr. Nordentoft

25 4 Et nyt markedskoncept for flex.-ydelser Eksempel på: TSO - Ydelse side 28 Niels Chr. Nordentoft

26 4 En mulig løsning Et nyt koncept: Eksempel på: TSO - Ydelse Øger antallet af leverandører i de eksisterende markeder for TSO-ydelser Lavere priser på TSO-ydelser side 29 Niels Chr. Nordentoft

27 4 En mulig løsning Et nyt koncept: - Sætter ressourcerne i spil, til gavn for flere Værdi fra fleksibilitets-ydelser DSO-ydelser TSO-ydelser side 30 Niels Chr. Nordentoft

28 4 Et nyt markedskoncept for flex.-ydelser Fuld overensstemmelse med forslag fra DanGrid Grp. 22 Ministerens Smart Grid netværk DSO BA TSO Andre kommercielle parter * Aggregator * Elhandler * Service provider Prosumers/DER side Niels Chr. Nordentoft

29 5 Implementeringstakt en vurdering - Markedsbaseret Home Automation Devices (elforbrugsstyresystemer) i hjem, kontor og industri: Kommer i takt med at de kommercielle kan se forretning i at levere TSO- og DSO-ydelser. De kommercielle aktører vil i et frit marked gøre det interessant for forbrugerne at være med: side 32 Niels Chr. Nordentoft

30 6 Konklusion: side Niels Chr. Nordentoft

31 Spørgsmål?