Det danske behov for systemydelser Jens Møller Birkebæk Chef for Systemdrift Energinet.dk
Danmark et ben i hver elektrisk lejr Energinet.dk er ansvarlig for forsyningssikkerheden i hele Danmark Kendetegn for det danske elsystem: - To meget små balanceområder i to forskellige synkronområder - Transitland mellem to store elsystemer med forskellige markedspladser - Højeste andel af kraftvarme og vindkraft i verden; vi får ca. 1000 MW indenfor de næste 2-3 år! Behov for overblik og fleksibilitet vokser Systemydelserne er ét essentielt værktøj, driftsplanlægning og netsikkerhedsberegninger er andre.
Agenda Energinet.dk s behov og udfordringer Værktøjer - Driftsplanlægning: Centralt koncept for balancering af elsystemet med store fluktuationer i produktion og udveksling - Netsikkerhedsberegninger: Sikrer at el-nettet ikke overbelastes ved fejl, og at der samtidig stilles maksimal kapacitet til rådighed for markedet - Systemydelser: Sikrer forsyningssikkerheden og den nødvendige fleksibilitet til balancering Set fra Energinet.dk: Gennemgang af de enkelte systemydelser - Status (pt. behov og indkøb) - Trends (Energinet.dks forventninger til fremtiden) - Udfordringer (set fra Energinet.dks stol)
Essensen af driftsplanlægning 2000 1800 1600 1400 Wind production forecast, DK1 Forecast D-1 Forecast D morning Forecast D afternoon 400 4000 300 3000 200 2000 Activation New balance of manual schedule reserve 400 300 200 Consumption Wind power Power plants Exchange Balance 1200 1000 800 600 400 200 Measurement Nye vind prognoser 0 00:00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 00:00 MW 100 1000 0 0-1000 00:00 00:00 03:00 03:00 06:00 06:00 09:00 09:00 12:00 15:00 12:00 18:00 15:00 21:00 18:00 00:00 100 0-100 MW balance 21:00 00:00 Energinet.dk beregning af ny balance Nye forbrugsprognoser Nye produktionsplaner -2000-300 -3000-4000 -400 Nye balance planer Udvekslingsplaner Originally estimated balance Activation, manual reserve -200-300 -400 Muliggør proaktiv håndtering af eventuelle ubalancer; og dermed udnyttelse af manuelle reserver i stedet for hurtige (automatiske) Muliggør bedre udnyttelse af alle reguleringsmuligheder i systemet Detaljeret kendskab til produktion, forbrug og udveksling giver den nødvendige basis for gode netsikkerhedsberegninger New balance as effect of activation of manual reserve LFC limit up LFC limit down
Systemydelser: Vestdanmark Primær reserve Sekundær reserve, LFC (Load Frequency Control) Manuelle reserver Nødstartsanlæg Systembærende egenskaber i form af tvangskørsel Østdanmark Frekvensstyret driftsforstyrrelsesreserve, FDR Frekvensstyret normaldriftsreserve, FNR Manuelle reserver Nødstartsanlæg Systembærende egenskaber i form af tvangskørsel Behovet for systemydelser varierer. Derfor varierer efterspørgslen
Sammenligning af omkostninger til systemydelser Gennemsnit for 2006-2008 [Mio. EUR pr. år pr. TWh] 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Amprion (GE) Elia (BE) Ngrid (UK) Tennet (NL) DK1 DK2
Agenda Energinet.dk s behov og udfordringer Værktøjer - Driftsplanlægning: Centralt koncept for balancering af elsystemet med store fluktuationer i produktion og udveksling - Netsikkerhedsberegninger: Sikrer at el-nettet ikke overbelastes ved fejl, og at der samtidig stilles maksimal kapacitet til rådighed for markedet - Systemydelser: Sikrer forsyningssikkerheden og den nødvendige fleksibilitet til balancering Set fra Energinet.dk: Gennemgang af de enkelte systemydelser - Status (pt. behov og indkøb) - Trends (Energinet.dks forventninger til fremtiden) - Udfordringer (set fra Energinet.dk)
Tema 1: Automatiske hurtige reserver DK1: Primærreserver Primæreffekt skal dække største enkeltfejl i Kontinental-Europa; (3000 MW) fordeles ml. medlemslandene ift. produktionen året før Status: +/- 25 MW - Timemarked efter spot Trends: - 10 MW leveres via HVDC fra 2015 - Bibeholdelse af timemarkedet - Fra få til mange leverandører Udfordringer: - Begrænset markedsstørrelse - Forskellige krav i Kontinental-Europa og Norden
Tema 1: Automatiske hurtige reserver DK2: FDR og FNR FDR skal dække udfald af største enhed i Norden; fordeles ift. største enhed i drift Status: 153 MW (op) varierer ugevis - HVDC: 125 MW - Indkøb i Sverige: 24 MW - Indkøb i DK2: 4 MW FNR er en frekvensstabiliserende reserve; fordeles ift. forbrug Status: 23 MW (op/ned) - Indkøb i Sverige: 17 MW (Regulerstyrke) - Indkøb i DK2: 16 MW Trends - Fælles nordisk frekvensanalyse (medio 2011) - Fra få til mange leverandører Udfordringer - Begrænset markedsstørrelse - Forskellige krav i Kontinental Europa og Norden
Tema 2: Automatisk 15 minutters reserve DK1: LFC LFC dækker den uforudsete ubalance i DK1 og frigør primærreserven Status: 90 MW (op/ned) - Månedskontrakter - Automatisk aktivering kun fra de reserverede anlæg Trends - Levering af reserven via HVDC - Nordisk LFC - Fra få til mange leverandører - Indenlandsk aktivering til levering over landegrænser Overvejelser - Konkurrence på aktiveringspris og tilladelse af frivillige bud til aktivering i og uden for DK1 området. Udfordringer - International harmonisering
Tema 3: Manuelle reserver i DK Manuelle reserver benyttes til at håndtere prognosticerede ubalancer samt frigøre de automatiske reserver ved udfald Status: ca. 900 MW (op) - DK2: Kyndby 600 MW (300 MW hurtige, 375 MW langsomme) - Timeauktion i DK1: indkøb af op til 300 MW Trends: - Dynamisk bestemmelse af reserver - Internationale samarbejde og markeder - Deling af reserver ift. flaskehalse og ikke nationale grænser Udfordringer: - International harmonisering - Reserver for transit - Alternative leverandører såsom vindmøller og forbrug
Tema 3: Aktivering af regulerkraft Den primære balancering foretages med manuel regulerkraft (80%) Status: - Harmonisering af driftsplanlægning og planaktivering ml. DK1 og DK2 - Fælles nordisk regulerkraftmarked - NOIS sikrer adgang til større markedsområder Trends: - Vind medfører øget behov for at regulere - Øget adgang til internationale markeder - Nødvendigt at få alle reguleringsmuligheder i spil - Flere ydersituationer, specielt ift. nedregulering Overvejelser: - Bud med længere aktiveringstid - Udvidelse af samarbejde med Tyskland/Polen/Holland - Kvartersmæssig ubalanceafregning (som Tyskland) Udfordringer - Internationalt samarbejde - Sammenhængende fleksibilitet i alle markedsled - Synliggørelse af alle ressourcer
Tema 4: Brug af transmissionsforbindelser til systemydelser Udenlandsforbindelser benyttes pt. i begrænset omfang til levering af systemydelser Status for de danske udenlandsforbindelser - Udligning af ubalancer, ingen reservation af transmissionskapacitet - Levering af FDR/nødeffekt, ingen reservation af transmissionskapacitet - Deling af reserver, reservation af ELBAS transmissionskapacitet Trends: - Maksimering af den samfundsøkonomiske udnyttelse af eksisterende såvel som nye udlandsforbindelser Udfordringer - Reservation på udenlandsforbindelser til systemydelser fortrænger spotkapacitet - Overgangen fra teori til praksis kan være vanskelig
Tak for opmærksomheden Jens Møller Birkebæk Chef for Systemdrift Energinet.dk