Professor og centerleder Jacob Østergaard Center for Elteknologi (CET) Naturgas en nødvendig del af løsningen... Hotel Nyborg Strand 26. november 2010
? Bred politisk enighed om reduktion af CO2-udledning gennem øget anvendelse af VE Det er regeringens mål, at Danmark i 2050 er uafhængig af olie, gas og kul, Statsministerens åbningstale 2010 2 DTU Electrical Engineering, Technical University of Denmark
Energi- og effektbalance - en hovedudfordring i fremtidens VE-baserede elsystem frekvens Elsystemet er designet til 47-53 Hz. H = ~5 sek. 3 DTU Electrical Engineering, Technical University of Denmark
Hvordan balanceres elsystemet? Frequency 4 DTU Electrical Engineering, Technical University of Denmark
Den danske vindkraft-case 2008 2025 4500 4000 20% wind power 20% wind power 4500 4000 50% wind power 3500 3500 3000 3000 2500 2500 2000 2000 1500 1500 1000 1000 500 500 0 0 Wind power Demand Wind power Demand Wind power covers the entire demand for electricity In the future wind power will exceed demand in 200 hours (West DK) in more than 1,000 hours 5 DTU Electrical Engineering, Technical University of Denmark
Systemsikkerhed i elsystemet - en anden hovedudfordring i fremtidens VE-baserede elsystem Blackouts skal undgås Kraftværkerne leverer i dag de systembærende egenskaber Spændingsregulering Kortslutningseffekt (~stivhed) Stabilitet (spænding, transient,...) Black-start... 6 DTU Electrical Engineering, Technical University of Denmark
Udviklingstendens for elsystemet Flere markedsbaserede løsninger Mere interaktivt system Mere automation, IT og kommunikation Smart Grids Elsystemer der ved brug af ved brug af informations- og kommunikationsteknologi intelligent kan integrere adfærd og handlinger af alle brugere forbundet til systemet producenter, forbrugere og dem som er begge dele for effektivt at kunne levere en bæredygtig, økonomisk og sikker elforsyning. SmartGrids er en kritisk teknologi for effektiv transformering af energisystemet og løsning af klimaproblemerne 7 DTU Electrical Engineering, Technical University of Denmark
Eksempel 1 Fleksibilitet fra termostatstyret forbrug En stor del af elforbruget kan kortvarigt afbrydes uden påvirkning af forbrugeren, f.eks. opvarmning, køling, pumpning 8 DTU Electrical Engineering, Technical University of Denmark
Forbrug som frekvensstyret reserve Felt-test med 200 smarte elforbrug udstyret med vindkraftvenlig teknologi Simpel lokal kontrol Leverer ydelse til elsystemet Analyseret og verificeret eksperimentelt i laboratoriet Frekvensreserver (2008-tal) 22.000 /MW/år (i DK2) 8.000 /MW/år (i DK1) Tilbagebetalingstid: 1-3 år 9 DTU Electrical Engineering, Technical University of Denmark Ref: IEEE Transaction on Power Systems, 2010 The project is supported by the EUDP-program.
10 DTU Electrical Engineering, Technical University of Denmark
Eksempel 2 Øget fleksibilitet fra gas-baserede mikrokraftvarmeenheder Setup i laboratoriet: Electric gen. 5 kw Heat gen. 10.5 kw Heat demand (const.) 5.25 kw Heat storage 750 liter Min. av. temp. 50 C Max. av. temp. 80 C 11 DTU Electrical Engineering, Technical University of Denmark
Styring-med-priser 5-min. prissignaler - resultet af et laboratorieforsøg Målinger: 8 Price (EUR/MWh) 160 140 120 100 80 60 40 Markedspris 25. september 2009 Day-ahead Real-time 20 0 5 10 15 20 Time (h) Price (EUR/MWh) Electric power (kw) Temperature ( C) 6 4 2 0 150 100 50 0 90 80 70 60 50 5 10 15 20 Time (h) 5 10 15 20 Time (h) 5 10 15 20 Time (h) Øget indtægt = 7.3% med meget simpel prisstyring. 12 Ref: IEEE DTU Electrical Transaction Engineering, on SmartGrids, Technical University 2010 (submitted). of Denmark This work has been submitted Gas og el to det the perfekte IEEE mix for publication. Copyright may be transferred without notice, after which this version may no longer be accessible.
Eksempel 3 Virtuelle kraftværker Aggregering af decentrale energiressourcer i elmarked og net VPP operatør VPP server Bruger 13 DTU Electrical Engineering, Technical University of Denmark
Eksempel 4 Udvikling af fremtidens standardiserede kommunikationssystem til KVV (IEC61850) Levering af reaktiv eff. IEC 61850 14 DTU Electrical Engineering, Technical University of Denmark
Fleksibilitet i elsystemet 15 DTU Electrical Engineering, Technical University of Denmark
Fleksibilitet i elsystemet 16 DTU Electrical Engineering, Technical University of Denmark
Fleksibilitet i elsystemet 17 DTU Electrical Engineering, Technical University of Denmark
Eksempel på en fleksibel løsninger 18 DTU Electrical Engineering, Technical University of Denmark
Fleksibilitet i elsystemet 19 DTU Electrical Engineering, Technical University of Denmark
(!) Danmark er langt fremme med udvikling af fremtidens intelligente elnet En kritisk element for løsning af klimaudfordringerne Global hub / grøn vækst Forbrug og produktion udnyttes til balancering På sekundskala På timeskal På døgn(-døgn) Balancering over længere tidshorisont er en udfordring! Naturgassen kan understøtte VE-udbygningen i elnettet Balancering af VE især over længere tidskalaer Systembærende egenskaber Naturgas: Energileverandør -> fleksibilitet-leverandør VE-gas og lagring af VE 20 DTU Electrical Engineering, Technical University of Denmark
Tak for opmærksomheden! Kontaktinformation: Prof. Jacob Østergaard Center for Elteknologi Danmarks Tekniske Universitet e-mail: joe@elektro.dtu.dk web: www.dtu.dk/cet 21 DTU Electrical Engineering, Technical University of Denmark