CELLEPROJEKTET. Intelligent mobilisering af distribueret produktion

Transkript

1 Gjesing Vibevej Nygårdsvej CELLEPROJEKTET Intelligent mobilisering af distribueret produktion Information om fuldskalatesten af celleregulatoren Testen gennemføres i Syd Energis netområde under 150/60kV transformerstation i Holsted. Skjern Syd Skerris Lille Gedved Hadrup Gosmer Skodbjerge Hemmet Tarm Tarm Vest Østergårde STOUSTRUP Ådum Knaplund Barslund Sdr Omme THYREGOD Kollemorten Give Hauge Honum Elbæk Ås Egebjerg HATTING Lund Blirup Bygholm Fussingvej Åboulevarden Drosselbo Horsens Kraftvarmeværk Sønderhov Torsvang Korning Ternevej Lerdrup Nymindegab Nr Nebel Henne Oksbøl Oksby Karlsgårde Estrupvej Filskov Krollerup Ølgod Uhe Farre Lindved Løsning Lindbjerg Nollund Stilbjerg Årup Lummerbæk Grindsted Nord Bjerge Jelling Grejs Malle Grindsted Øst Hedensted Grindsted Lysholt Billund Mørup Ollerup Nr Marken Bredballe Barrit Billund Nord Horne Sandegraven Skelvangen Tistrup Ørumgård Ansager KNABBERUP Outrup Billund Syd Vejle Elværk Sydkajen Vejle Ibæk Strandvej Krogager Hejnsvig Havn Ulvehaven Bindeballe Jerlev Vinding Sdr Marken Gauerslund Nybro Nordenskov Rugstedlund Gårslev Varde Vorbasse Egtved Præstemarken Agerbæk Varde Øst RYTTERGÅRDEN Egeskovvej Sdr FAF Lindknud Alminde Bredstrupvej Treldevej Årre Vilstrup Stovstrup LANDERUPGÅRD Børup Søbjerg Oldenborggade Glejbjerg Bække Sandal Jegsmark Erritsø Endrup Lilballe Taulov Tobøl Vr Nebel BRAMDRUP Snoghøj Brøndumdam Edelsborg Gejsing Højrup SVS Sædding Surhave Hedelund Harte Brogård Holsted Bramminge Svineryggen Holsted Syd Tjæreborg Gørding Vejen Vest ANDST Ålegård Brørup Vonsild Vejen Nagbøl Bramminge Øst Askov Føvling Sdr Bjert Rindby Lykkegård Vamdrup Skodborg Skudstrup Kongeå Åstorp Gredstedbro Glud Juelsminde Rømø Hjortvad Rødding Nord Ribe Nord Brøstrup Christiansfeld Ribe Centrum Hviding Brøns Skærbæk Øst Skærbæk Syd Ribe Sønder Hygum Rødding Syd Jels Gram Nustrup Revsø Fjelstrup Sommersted Jegerup Magstrup Tyrstrup Thomashus Vojens Øst Spandet Haderslev Vest Vojens Nord Hammelev Åstrupbro Øsby Haderslev Øst Vojens Vest Vandling Langkær Hejsager Frifelt Tislund Bevtoft Over Jerstal Åved Toftlund Hoptrup Hyrup Nr Løgum Agerskov Løjt Rødekro Brunde Rise-Hjarup Hellevad Vest Ballum Åbenrå Nord Bredebro Vennelyst Løgumkloster Mårbæk Rødekro Øst Søst Åbenrå Vest Nordborg Åbenråværket Havnbjerg Rejsby Hede Åbenrå Syd Danfoss Kassø Enstedværket Mjels Hjordkær Hardeshøj Lunden Visby Varnæs Blåkrog Ballebro Stevning Bolderslev Lundsbjerg Abild Bredevad Guderup Lendemark Blans Felsted Højer Rosinfelt Avnbøl Kliplev Kværs Asserballe Tved Tønder Nord Lund Tinglev Nord QSØ Augustenborg Bro Tønder Vest Jejsing Vester Sottrup Tønder Øst Tinglev Syd Mjang Alnor Ragebøl Egernsund Broager Nord Bajstrup Gråsten Rens Øster Gejl Kastanie Allé Rojumvej Broager Syd 6 0 k V Sønderborg Tandslet Sarup Bov Kruså Frøslev Padborg Uw-Nord Stadtwerke Kort & matrikelstyrelsen (G ) Copyright

2 Publikationen er udgivet af: Tonne Kjærsvej 65 DK-7000 Fredericia Tlf September 2010 Copyright: Energinet.dk

3 Celleprojektet - et mere fleksibelt elsystem Ideen bag Celleprojektet er at kunne kommunikere med alle enheder, der er koblet til elnettet. Dermed kan fx vindmøller og decentrale kraftvarmeværker blive aktive ressourcer, som kan være med til at give en mere effektiv og sikker drift af elsystemet. Den nye teknologi vil gøre elsystemet mere fleksibelt samtidig med, at ressourcerne i elsystemet kan udnyttes på den mest hensigtsmæssige måde. I praksis sker det i Celleprojektet ved at udvikle og installere et avanceret overvågnings- og reguleringssystem, som måler tilstanden i elnettet. I bestemte situationer kan systemet tage kontrol over komponenterne i nettet som fx vindmøller og kraftvarmeværker. Det avancerede overvågningsog reguleringssystem kalder vi for en celleregulator. Teknologien gør det kort sagt muligt, at kommunikere med alle enheder i elsystemet, udnytte dem optimalt og dermed øge forbrugernes forsyningssikkerhed. 150 kv Input Output Celle regulator 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

4 Celleregulator arkitektur Celleregulatoren er opbygget med et lagdelt kontrolhieraki, der opbygges med distribueret agentteknologi. Hver agent består af enten en CPUenhed, en RTU-enhed eller en intelligent måleenhed, plus tilhørende datakommunikation. Niveau 4 (Dist. selskab B) Niveau 5 (Energinet.dk) Niveau 4 (Dist. selskab A) Niveau 3 (150/60 kv station) Niveau 2 (60/10 kv stationer) Niveau 1 (Anlæg/Radialer ) Niveau 0 (DG enheder) ~ ~ ~

5 Testområde: Station Holsted 60 kv netområde Installeret KVV: 37 MW Installeret vind: 39 MW Max belastning: 61 MW 150/60 kv Trafo: 100 MVA 2 MW HEJ G 8,8 MW G BIO BID BIS MØR 4 MW 7 MW ÅRR AGB 3,3 MW VOB LIK 2 MW GLE HOD 2 MW REV G 15,5 MW BMØ GØR HOS FØV G 3 MW 3,8 MW G BRØ 2 MW VJV 3,6 MW Figuren nedenfor viser de systemenheder vindmøller, kraftvarmeværker og transformerstationer, der indgår i celleprojektet. Celleregulatoren moniterer systemets driftstilstand via det såkaldte cellemoniteringssystem (CMS) og på basis af avancerede styringsalgoritmer udsender celleregulatoren automatisk kommandoer til systemenhederne for at opnå den mest optimale driftstilstand indenfor effektflow, spændingsprofil mv.

6 Cellemonitoreringssystem Cellemoniteringssystemet (CMS) overvåger kontinuerligt systemets driftstilstand. CMS målingerne bruges som inddata til celleregulatoren, der med sine avancerede styringsalgoritmer er i stand til at foretage de nødvendige styringstiltag for at opnå den mest optimale driftstilstand. Herunder ses to CMS skærmbilleder fra cellemoniteringssystemet. Til venstre (med rødt) ses 60kV systemet, i midten (med blåt) ses 10kV systemet og til højre (med gult) set 0,4kV systemet. Skærmbillede over Årre, hvor der et 9 vindmøller: Skærmbillede over Hejnsvig, hvor der er 4 vindmøller og 1 kraftvarmeværk med 2 generatorer:

7 Fuldskalatesten af celleregulatoren i 2010 gennemføres i to faser I fase 1, der gennemføres i ugerne 38, 39 og 40, testes datakommunikationen fra celleregulatoren og ud til systemenhederne - transformerstationerne, kraftvarmeværkerne og vindmøllerne. Herudover testes celleregulatorens netværkstopologimodul og tilstandsmodul. I fase 2, der gennemføres i ugerne 43 og 44, testes celleregulatorens primære funktionaliteter i normal markedsdrift (paralleldrift): - Automatisk spændingsregulering på 10kV niveau - Automatisk spændingsregulering på 60kV niveau - Automatisk import/eksport kontrol (virtuel generator drift) - Automatisk VAr regulering på 150/60kV forbindelsen - Automatisk frekvensregulering ved underfrekvens - Automatisk frekvensregulering ved overfrekvens Driftsforstyrrelser i testområdet Testfase 1 forventes ikke at give anledning til forstyrrelser af vindmøllernes og kraftvarmeværkernes almindelige drift. Testfase 2 forsøges gennemført under størst mulig hensyntagen til den almindelige drift, men der må dog forventes visse driftsforstyrrelser i form af start og stop af vindmøller og start og stop, samt op- og nedregulering, af kraftvarmeværker. De omkostninger som disse driftsforstyrrelser måtte påføre anlægsejerne, kompenseres af Energinet.dk jf. aftale med den enkelte anlægsejer. Den detaljerede testplan fremgår af skemaet på næste side. Det kan dog blive nødvendigt med enkelte sidste øjebliksændringer af planen, så det håber vi, at der er forståelse for.

8 Week Week 38 Week 39 Week 40 Week 43 Week 44 Week 45 Date 20-Sep 21-Sep 22-Sep 23-Sep 24-Sep 27-Sep 28-Sep 29-Sep 30-Sep 1-Oct 4-Oct 5-Oct 6-Oct 7-Oct 8-Oct 25-Oct 26-Oct 27-Oct 28-Oct 29-Oct 1-Nov 2-Nov 3-Nov 4-Nov 5-Nov 8-Nov 9-Nov 10-Nov 11-Nov 12-Nov Day Mon Tue Wed Thu Fri Mon Tue Wed Thu Fri Mon Tue Wed Thu Fri Mon Tue Wed Thu Fri Mon Tue Wed Thu Fri Mon Tue Wed Thu Fri Phase 1 Phase 1 Phase 1 - Finish Phase 2 CTCase1-5 - Communication L1Case1 : Substation L1Case2 :CHP L1Case3: WT SECase1 SECase2 SECase3 NTCase1 NTCase2 SCCase1: SLCCase1: SLC SC?? TITCase1, THD Case1 TIT THD Phase 2 AMCase1 - PBA AMCase2 - PBA AMCase3- PBA VCCase1 - DNO Volt Ctrl VCCase2 - DNO Volt Ctrl RMCase1 - DNO/TSO IECase1 - P Imp/Exp MTCase1 - Max Trigger MTCase2 -Min Trigger Cell Controller - Phase B3C2C3 CC 2010 Field Test Schedule Teams Oliver Pacific x xx x xx Bill Becker x xx x xx Don Wright x xx x xx Mahesh Kumar (Strands) x xx x xx Arun Kumar (Kalki) x xx x xx Sudarshanan (Kalki) x xx x xx Chris Jennings x xx x xx Scott Oliver x xx x xx Rod Holland x xx x xx Holger Kley x xx x xx Spirae Team Head Count TJI (John Dam) - As needed SE (Niels + Technician ) Rolls Royce (only if needed) Pon Power (only if needed) CHP Site involved in tests Bramming Unit#1 Bramming Unit#2 Bramming Unit#3 Bramming Unit#4 Brørup CHP Brørup Holsted CHP Holsted Hejnsvig 1&2 Hejnsvig 1&2 Billund Unit#1 Billund 1 Billund Unit#2 Billund 2 Billund Unit#3 Billund 3 WT Operations WT's Substation Operation Tests Area 3 -ARR Area 3 -GLE Area 3 -GOR Area 3 -BMO Area 3 -AGB Area 2-FOV+BRO Area 2-HOS+HOD Area 2-LIK+VOB Area2 HOD MS Area 1 - Hej-BID Legend Test set up/preparation Buffer day Phase 1 Test remote testing of WTs Phase 2 test Demonstration x = travel to DK xx = return travel

9 Smart Grid visioner Efter fuldskalatesten i 2010 evalueres testresultaterne og celleregulatoren raffineres i det omfang, det er nødvendigt. I forsommeren 2011 gennemføres en ny fuldskalatest af celleregulatoren i Holstedområdet. Ved denne test bliver celleregulatorens funktionaliteter testet både i normal paralleldrift og i kontrolleret område-ø-drift. Fra 2012 og fremefter forventes det, at celleregulatoren sættes i permanent prøvedrift i Holstedområdet ligesom det planlægges at installere en kopi af celleregulatoren i det Bornholmske elsystem ifm. med det nye demonstrationsprojekt, det hedder EcoGrid EU, hvor det fremtidige danske elsystem udvikles og testes i løbet af de næste fire år. Herefter forventes den nye styringsteknologi at blive implementeret i hele landet, som en del af det fremtidige Smart Grid initiativ.

10 Installation på Billund og Hejnsvig Kraftvarmeværker samt Trøllund vindmøllerne

11 Idriftsættelse af CMS-udstyr og fuldskalatest i 2008 og 2009

12 Samarbejdspartnere Celleprojektet gennemføres i et tæt samarbejde med Syd Energi Net og ejerne af kraftvarmeværkerne og vindmøllerne i testområdet samt med udvalgte ingeniør- og servicefirmaer. Energinet.dk Stig Holm Sørensen Tlf Per Lund Tlf Syd Energi Niels G. Christensen Tlf Billund Fjernvarme Kim Selch Tlf Bramming Fjernvarme Steen Thøgersen Tlf Brørup Fjernvarme Arne Schmidt Tlf Hejnsvig Fjernvarme Ole Bolding Tlf Holsted Fjernvarme Per Bølund Tlf Spirae Inc. (USA) Oliver Pacific Tlf Energynautics (Tyskland) Thomas Ackermann Tlf Pon Power Svend Jørgensen Tlf Tjæreborg Industri John Dam Tlf Rolls-Royce Marine Erling O. Kaasen Tlf