Workshop om sommerindkøb og markedshåndtering af synkronkompensatorer. Erritsø den 9. marts 2017

Transkript

1 Workshop om sommerindkøb og markedshåndtering af synkronkompensatorer Erritsø den 9. marts

2 Dagsorden KL Velkomst Behovsopgørelse for systembærende egenskaber i sommeren 2017 i DK1 og DK2 Sommerindkøb 2017 KL Frokost KL cirka Status på konkurrenceudsættelse af synkronkompensatorerne Behov Rammer for markedsdannelse Statsstøttereglerne Konkurrencepris Afregningspris Indkomne høringssvar efter workshoppen den 1. september 2016 Næste skridt 2

3 Behov for systembærende egenskaber i DK Resultater af behovsanalyser sommeren 2017 Poul Mortensen (PMO), Energinet.dk , Aktør Workshop 3

4 Fra aktør WS 1. september

5 Hvad er automation systembærende egenskaber Spændingsstyret kobling med passive reaktive komponenter Automatisk og autonom ud- og indkobling af eksempelvis en reaktor ved fejl i nettet Hvis spændingen er lavere end et bestemt niveau i længere end en fastsat tid, så udkobles reaktoren og spændingen hæves, hvilket kan medvirke til at forhindre et spændingskollaps Hvis spændingen er højere end et bestemt niveau i længere end en fastsat tid, så indkobles reaktoren og spændingen sænkes, hvilket kan medvirke til at nedbringe ned kritisk høj spænding Samme princip kan anvendes med en kondensator, men den har modsatte virkning af en reaktor Netværn Automatisk og autonom ændring af produktion, udveksling eller udkobling af linjer ved fejl i nettet bruges også til beskyttelse mod termisk overlast Momentan nedregulering af en HVDC forbindelse Momentan nedregulering eller udkobling af produktion Udkobling af linjer 5

6 DK1 behov for systembærende egenskaber Sommeren 2017 Øget anvendelse af automation i transmissionssystemet Som udmeldt februar 2016 gennemførte ENDK i forsommeren 2016 installation af automatisk kobling med flere reaktorer i Nordvestjylland. Dette påvirker DK1 udbuddet for sommeren 2017 Til sikring af systembærende egenskaber for sommeren 2017 vil der som udgangspunktikke blive behov for at sikre sig rådighed over kraftværker Med intakt 400 kv system og vindproduktion på ældre møller <85 %, vil Fraugde synkronkompensatoren kunne stoppes Der vil fortsat være planlagte netmangler, som i kortere tidsrum vil give anledning til lokale afhængigheder til specifikke enheder 6

7 DK1 behov for systembærende egenskaber Fremtidigt behov fra primo 2019 Væsentligste ændringer til forudsætninger vil komme fra idriftsættelse af COBRA forbindelsen samt afvikling af ældre møller og etablering af nye møller Fremtidigt behov fra primo 2022 Væsentligste ændringer til forudsætninger vil komme fra idriftsættelse af Endrup-Idomlund, Endrup- Niebüll og Viking Link forbindelsen samt yderligere afvikling af ældre møller og etablering af nye møller 7

8 Fra aktør WS 1. september prioriteres Resultaterne af DK2 behovsanalyse for sommeren 2017 præsenteres i det følgende materiale 8

9 DK2 analyser 2017 vigtige forudsætninger Det dynamiske respons fra Sverige er vigtigt for DK2 I Sydsverige er VSC HVDC-forbindelser på vej eller allerede etableret: NordBalt - HVDC VSC er taget i drift SydVästlänkan - HVDC VSC pol 1 forventes idriftsat april 2017 SydVästlänkan - HVDC VSC pol 2 forventes idriftsat december

10 ASV5 (CP) ASV2 (CP) HKS G1 (SC) Systembærende enheder i DK2 KYV22 (CP) BJS G1 (SC) AMV3 (CP) AVV1 (CP) AVV2 (CP) Systembærende enheder i DK2 fordelt på: Centrale kraftværker (CP) placering historisk Synkronkompensatorer (SC) SVC etableret i forbindelse med Rødsand 1 De systembærende enheder drives sammen med passive systemkomponenter, som reaktorer og kondensatorer. Analyseforudsætning: Ingen centrale kraftværker i drift RAD (SVC) Der er endnu ikke foretaget en analyse af, om alle de nævnte centrale kraftværksenheder fremadrettet vil kunne regnes som systembærende. 10

11 Lakmusprøven principskitse Rotorvinkelstabilitet? Dynamisk spændingsstabilitet? Produktionsudkobling? Udkobling < 600 MW 11

12 Kombinering af variationer på forskellige parametre De nødvendige dynamiske analyser er omfattende Der skal gennemføres et meget stort antal dynamiske beregninger for at være sikker på, at der ikke er uheldige kombinationer, vi overser Nye værktøjer og metoderhar gjort det muligt at gennemføre et meget omfattende analysearbejde med gennemførelse af mere end dynamiske case studier Hvert scenarie, med en specifik kombination af systembærende enheder, netmangleri DK2 samt mangler af net og systembærende enheder i Sverige, er testet for 32 forskellige netfejli 8 forskellige effektbalancer 12

13 Parallel Computing gør det muligt Nye værktøjer og metoder har gjort det muligt at gennemføre et meget omfattende analysearbejde med gennemførelse af mere end dynamiske case studier Ny metode etableret for at udnytte Parallel Computing-funktionaliteten for de dynamiske (men også statiske) beregninger i PowerFactory Den nye metode gør det muligt at afdække lagt flere scenarier, og det gør os mere sikre i vores sag vi ved mere om, hvor tyk isen er Dedikeret server PC med 2 fysiske CPU hver 20 cores (samlet 40 cores) Manuel efter hinanden følgende analyser Metode implementeret oktober 2016 i forbindelse med projektet til afdækning af behovet for systembærende egenskaber i DK Dynamiske analyser Processor 1, core 1 Processor 1, core 2 Processor 2, core 1 Processor 2, core 2 Processor 2, core n Analysedata 13

14 8 effektbalancer og 32 netfejl 14

15 Tolkning af de mange analyser Demo 15

16 To grundlæggende udfordringer i DK2 lige nu Stabil og robust midt-nordlig region HKS G1 (SC) BJS G1 (SC) Er under normale omstændigheder (intakt net) robust, selv ved fravær af systembærende enheder. Begyndende ustabilitet på HVDC forbindelser ved specifikke mangler i det svenske system og 400 kv netmangler i DK2 systemet, særligt ved stor udveksling med Sverige og høj vindproduktion på gammel type møller Ikke stabil sydlig region RAD (SVC) Særligt den 166 MW store havvindmøllepark Nysted (Rødsand 1), som består af den gamle type møller, er årsag til udfordringen Selv med intakt net og Radsted SVC i drift er regionen i dag ikke robust over for en 3-faset kortslutning. En 3-faset kortslutning vil kunne forårsage spændingskollaps og derpå blackout i regionen, som potentielt kan trække hele DK2 med ned. Ingen af enhederne i den nordlige region kan afhjælpe problemstillingen i den sydlige region og forhindrer ikke et spændingskollaps i den sydlige region, men kan alene mindske risikoen for, at hele DK2 kollapser. 16

17 Automation kan gøre den sydlige region stabil Stabil og robust midt-nordlig region HKS G1 (SC) BJS G1 (SC) Er under normale omstændigheder (intakt net) robust, selv ved fravær af systembærende enheder. Begyndende ustabilitet på HVDC forbindelser ved specifikke mangler i det svenske system og 400 kv netmangler i DK2 systemet, særligt ved stor udveksling med Sverige og høj vindproduktion på gammel type møller RAD (SVC) Stabil sydlig region kan opnås ved at anvende automation på eksisterende Ikke anlæg i stabil den sydlige sydlig region. region Spændingsstyret ind-og udkobling af reaktorer og netværn Automations tiltagene SKAL implementeres og er en forudsætning for alle øvrige analyseresultater 17

18 Analyse af N-1 sikkerhed HKS G1 (SC) BJS G1 (SC) HKS G1 (SC) BJS G1 (SC) Mangel af BJS eller HKS SC giver ingen udfordringer og er robust over for alle fejl inkl. samleskinne-fejl RAD (SVC) RAD (SVC) 18

19 Analyse af N-1 sikkerhed HKS G1 (SC) BJS G1 (SC) Mangel af Radsted SVC giver udfordringer og er ikke stabil over for 3-fasede linjefejl Alternativer til mangel af Radsted SVC eksisterer i form af: Aktiv spændingsregulering på Rødsand 2 (V-control mode), eller Nedregulering af Rødsand 1 til et arbejdspunkt på maksimalt 50 % En af 2 ovenstående tiltag skal aktiveres, såfremt Rødsand 1 kommer over et arbejdspunkt på 50 %, og Radsted SVC ikke er til rådighed. RAD (SVC) 19

20 Analyse af N-1-1 sikkerhed Der findes flere alternativer til mangel af Radsted SVC en, dermed er eneste relevante N-1-1 scenarie mangel af begge synkronkompensatorer. HKS G1 (SC) BJS G1 (SC) Denne exceptionelle situation giver med intakt net i DK2 og intakt system i Sverige ikke umiddelbar dynamisk ustabilitet, såfremt Rødsand 2 drives i V-control mode. Dog er systemet i denne konfiguration drevet til grænsen. Der er undersøgt en række variationer i forhold til konfigurationen af det svenske system for at afdække afhængigheden af konfigurationen i Sverige. RAD (SVC) 20

21 Analyse af N-1-1 sikkerhed Det viser sig, at 400 kv netmangler til station Søderåsen, er det der påvirker den dynamiske stabilitet i DK2 systemet mest. Dynamisk ustabilitet, i situationer med de undersøgte 400 kv ledningsmangler i Søderåsen, viser sig i form af gentagende kommuteringsfejl på HVDC-forbindelserne i forbindelse med nogle af de 32 påtrykte fejl. Mangel scenarie for det svenske system Udvekslingen på Øresund vil af svenskerne blive begrænset til ca. 150 MW import til DK2 og ca. 300 MW eksport fra DK2. Dermed er stabilitet på HVDC-forbindelser i disse situationer, særlig vigtig. 400 kv Barsebäck Søderåsen 400 kv Håredsbo-Søderåsen SydvestLink Ringhals B3 Ringhals B3 og SydvestLink 21

22 Hvor mange enheder i den nordlige region? Uden synkronkompensatorer er DK2 systemet under de listede forudsætninger, i teorien dynamisk stabilt, men.. 1. Det er med det nuværende system, lige til grænsen og de listede forudsætninger er ikke altid tilstede - der kan være mangler i Sverige mv. eller 2. Konklusionen bygger på simuleringer foretaget med en model af det virkelige system. Der vil være en vis usikkerhed mellem model og virkelighed. Hvor stor usikkerheden er, skal verificeres gennem operationel drift under kontrollerede forhold For at sikre kontrollerede forhold, anbefales det, at DK2 med det nuværende system, altid drives med én synkronmaskine i drift. 22

23 DK2 behov for systembærende egenskaber Sommeren 2017 Øget anvendelse af automation i transmissionssystemet Dynamiske analyser har påvist nødvendigheden af at etablere automatisk kobling med passive reaktive komponenter i det sydsjællandske system samt et spændingsstyret netværn Til sikring af systembærende egenskaber for sommeren 2017 vil der som udgangspunkt ikke blive behov for at sikre sig rådighed over kraftværker Med intakt 400 kv system i DK2, vil én af synkronkompensatorerne i DK2 kunne stoppes. Der vil muligvis være planlagte netmangler, som i kortere tidsrum vil give anledning til lokale afhængigheder til specifikke enheder, men dette er endnu ikke kortlagt Vinter 2017 samme konklusion som for sommer scenariet 23

24 Stabil sydlig region påvirker effektbalancen for DK2 3-faset 400 kv kortslutning på den tilbageværende 400 kv forbindelse HKS G1 (SC) Leder til udfald af 60 % af decentrale kraftvarme enheder og nogle af de ældre vindmøller BJS G1 (SC) Stabil sydlig region vil være gavnlig for handelskapaciteten i forbindelse med udetid på en 400 kv forbindelse til Sverige. Denne N-1 situation er kritisk, da en fejl på den tilbageværende 400 kv Øresund forbindelse vil bevirke, at hele udvekslingen med Sverige skal ske via 132 kv forbindelsen. Udfald af decentraliseret produktion (vind og decentral kraftvarme) ved fejl på den tilbageværende 400 kv Øresunds forbindelse, vil øjeblikkeligt vise sig som øget import fra Sverige, så 132 kv-kablerne belastes endnu mere. Så jo mindre udfald ved fejl på den tilbageværende 400 kv Øresunds forbindelse, jo mere importhandelskapacitet kan der frigives på Øresund. Dermed hænger en stabil sydlig region sammen med effektbalancen i DK2 i denne kritiske N-1 situation, som sætter bundlinjen for effektbalancen for DK2. RAD (SVC) Disse forhold undersøges pt. 24

25 Vi er godt på vej mod det VE-baserede elsystem 25

26 Sommerindkøb

27 Sommerindkøb 2017 Behovsanalysen viser, at Energinet.dk ikke forventer et generisk behov for 2017, der sikrer, at kraftværker er i drift eller er driftsklare. Energinet.dk gennemfører derfor ikke et sommerindkøb for På grund af netrevisioner kan der opstå lokale behov, hvor kun et bestemt kraftværk vil kunne levere den nødvendige ydelse. Disse kraftværker vil blive kontaktet direkte, så snart behovet er fastlagt. For nogle netrevisioner er konsekvenserne allerede kendte, og Energinet.dk vil snarligt kontakte kraftværkerne, mens der for andre netrevisioner stadig udestår et analysearbejde. 27

28 Status på konkurrenceudsættelse af synkronkompensatorerne Introduktion Potentiel markedsstørrelse Rammer for markedsdannelse Indkomne høringssvar efter workshop den 1. september

29 Tre-trins modellen 29

30 Hvad sagde Markedsmodel 2.0? Side 18 i Slutrapport Markedsmodel 2.0, september

31 Anbefaling 31

32 Tilgang til principper for konkurrenceudsættelse - Transparens om behov - Vurdering af samfundsøkonomisk gevinst - Offentliggørelse af omkostninger ved drift af synkronkompensator - Vurdering af mulighed for konkurrence - Fastsættelse af afregning 32

33 Potentiel markedsstørrelse med mulighed for konkurrence DK 1: Potentialet er begrænset (evt. i en størrelse på ned til få dage om året). DK 2: Potentielt et værk i op til et år. 33

34 Status på processen Ny viden (marts 2017), at behovet for systembærende ydelser, udover hvad system og synkronkompensatorer selv kan levere, er begrænset. Energinet.dk har behov for at vurdere betydningen heraf for konkurrenceudsættelsen af synkronkompensatorer, inden der tages beslutning om metode Orientere om overvejelserne, som vi har gjort, og om mulige principper for en ny metode 34

35 Synkronkompensatorer og markedsdannelse hvad taler vi om? 35

36 Statsstøtte Energinet.dk lægger til grund, at Energinet.dk s indkøb af systemydelser sker med statsmidler og efter en specifik lovhjemmel, hvorfor indkøbet af systembærende egenskaber er statsstøtte Konkurrenceudsættelse af synkronkompensatorer kan give anledning til vurdering af, om der er tale om ulovlig statsstøtte. Energinet.dk vil om nødvendigt konsultere EU Kommissionen. 36

37 Foreløbige overvejelser over eget bud Omsat til en praksis for synkronkompensatorerne: Elforbrug Vedligeholdelsesomkostninger En del af generelle administrationsomkostninger Afskrivning Finansiering Tariffer og PSO 37

38 Overvejelser over princip for eget bud HERSLEV - maks. effekt 2,2 MW Faste omkostninger Variable omkostninger Forventet antal Enhedsomkostning kr./år kr./mwh driftstimer pr. time Afskrivning Finansiering Lønomkostning og administration Vedligeholdelse (fast omkostning) Vedligeholdelse (variabel omkostning) 193 Elforbrug (DK2)* Transmission nettarif Systemtarif PSO Herslev driftstimepris - i alt * 2,2 MW er maksimal effekt, men kan ansættes til mindre. ** Elpris fra Energinet.dk's analyseforudsætninger, men kan alternativt hentes fra aktuelle markedsdata. 38

39 Afregning til COST + Vi opererer aktuelt med to slags Cost+ : 1) Markedskonkurrence: Afregning i overensstemmelse med Altmark-principperne (ingen overkompensation). 2) Monopol: Afregning i overensstemmelse med Gruppefritagelsesprincipperne (kun de relevante omkostninger). 39

40 Illustration af situation med markedskonkurrence 40

41 Illustration af situation med monopol 41

42 Behov Opsummering: Eksempel på procedure for gennemførelse af udbud efter regler om Eget bud Udbudsmateriale Oplysninger om ENDK synkronkompensatorer Offentliggøres på månedsbasis Oplysninger omkring den forventede sammensætning af behovet, herunder hvordan f.eks. VSCkonverterne indgår. Oplysninger om hvilke enheder der vil være relevante i forhold til det generelle behov Oplysninger om eventuelt lokalt behov Udsendes på samme måde som i dag Udsendes såfremt der gennemføres et udbud Det oplyste behov vil være det behov, som kommercielle enheder og ENDK synkronkompensatorer kan opfylde Rammerne for omkostninger forbundet med anvendelsen af ENDK enheder vil være oplyst i bilag til udbudsmateriale Lokalt behov opfyldt af ENDK enheder vil være beskrevet i udbudsmaterialet ENDK er ikke tilbudsgiver i udbuddet 42

43 Indkomne høringssvar efter sidste workshop, den 1. september 43

44 Bemærkninger Der må gerne udarbejdes en skriftlig, grundig analyse af behovet. - Vi vil udarbejde en skriftlig redegørelse, når analysearbejdet er afrundet. Tolkningen af statsstøtteregler virker uklar. - Statsstøtten er kompleks. Med baggrund i vores udredninger mener vi dog, at den skitserede model for honorering af indkøbte systembærende ydelser er korrekt. Energinet.dk vil som tidligere nævnt om nødvendigt konsultere EU Kommissionen. Behov for konkurrenceneutral prissætning af Energinet.dk s bud i markedet. Den fremlagte markedsmodel (september 2016) er utilstrækkelig. - Som anført (ovenfor) er vi inde i overvejelser over, hvorledes Energinet.dk s eget bud kan fastlægges, så det er sammenligneligt med de kommercielle aktørers bud. Inspirationskilden hertil er blandt andet bekendtgørelse om kommuners og regioners beregning og afgivelse af kontrolbud, BEK nr. 607 af 24. juni

45 Bemærkninger (fortsat) Indhold af Cost+ modellen. - Der pågår i øjeblikket en dialog med Energitilsynet om, hvorledes indholdet og forståelsen af Cost+ kan præciseres. Elsystemets samlede behov bør markedsgøres. Intet fokus på afvikling af konkurrencebarrierer. Indkøb af nettobehov i stedet for samlet behov. Indkøbet bør på sigt opdeles i de konkrete produkter, som elsystemet har behov for. - Vi vil gerne sammen med interessenterne i fællesskab undersøge langsigtede udfordringer og udviklingsmuligheder for fremskaffelse af tekniske funktionaliteter - Uddybes nedenfor under punktet Næste skridt. 45

46 Næste skridt - ENDK skal på baggrund af analyseresultater vurdere gevinst i forhold til indsats for konkurrenceudsættelse - Behovet og dermed potentialet er med de nye resultater stærkt reduceret i forhold til udgangspunktet - Hvis vurdering, at der er gevinst ved konkurrenceudsættelse: - Udarbejdelse af forslag til metode til konkurrenceudsættelse af synkronkompensatorer og metodegodkendelse - Fastlæggelse af proces for løbende udmelding af behov 46

47 Clean Energy for Europe/vinterpakken..behov for fortsat dialog om systembærende egenskaber 47