Horns Rev Offshore vindmøllepark - Et vindkraftværk med avanceret parkregulator og SCADA system Jesper R. Kristoffersen Civilingeniør EE A/S Vindkraft Automation & Overvågningssystemer Offshore Seminar på Musikhuset i Esbjerg Tirsdag d. 2. juni 2005
Indhold Introduktion Horns Rev Vindmølleparken SCADA og det overordnede reguleringssystem i mølleparken Side 2
Introduktion Elsam, der ejer de centrale kraftværker i Vestdanmark, er Danmarks største producent af el og varme. Elsams forretningsområder er produktion og salg af el og fjernvarme samt udvikling af projekter inden for miljø og energi - både nationalt og internationalt. Side 3
Introduktion Elsam A/S - en international aktør på vindenergiområdet Elsam ser vindkraften som et attraktivt forretningsområde - også internationalt. Elsam har derfor som målsætning at etablere, eje og drive vindmølleparker både til lands og til vands. Foruden Horns Rev-projektet er Elsam engageret i en række danske og udenlandske vindenergiprojekter. Projekterne er baseret på den viden og erfaring, Elsam har opnået ved gennemførelse af vindmølleprojekter i ind- og udland. I alt ejer og driver Elsam omkring 500 vindmøller alene i Danmark. Side 4
Introduktion Salg af teknisk rådgivning og projektering på kommercielle vilkår tilbydes af Elsams datterselskab A/S Rådgivende ingeniørfirma med ca. 300 ansatte Specialer: Energianlæg baseret på fossile og vedvarende brændsler Kraftvarmeværker Land- og havbaserede vindmølleparker Drift og vedligeholdelse samt ledelsesrådgivning Vurdering af virkning på miljøet Teknisk due diligence F&U, herunder EU-rammeprogrammer Automation, instrumentering og kontrolanlæg Teknisk it Side 5
Indhold Introduktion Horns Rev Vindmølleparken SCADA og det overordnede reguleringssystem i mølleparken Side 6
Horns Rev Vindmøllepark Elsam opførte i sommerhalvåret 2002 verdens hidtil største havvindmøllepark, vest for Blåvandshuk på den jyske vestkyst. Havmølleparken er placeret 14-20 kilometer ude i Nordsøen Elsam er ejer og operatør af vindmølleparken, og Eltra er ansvarlig for etablering og drift af forbindelsen til det overordnede elnet. Side 7
Horns Rev Vindmøllepark Denmark Horns Rev Rødsand Facts: - Ejet af Elsam - Første rigtige offshore møllepark i verden - 80 møller (Vestas V80 2MW) - I alt er der installeret 160MW - Årlig produktion: 600.000 MWh svarende til 2% af det danske energibehov - Placeret 15-20km fra kysten Side 8
Horns Rev Vindmøllepark Fundamenter Montering af overgangsstykke Komplet fundament Side 9
Horns Rev Vindmøllepark Tårnet sættes på overgangsstykket Nacellen monteres på tårnet Side 10
Horns Rev Vindmøllepark Transformerplatform - 33/150kV Parktransformator - Kommunikationssystemer - Helikopterlandingsplads - Personalefaciliteter - Backup dieselgenerator - Reaktor - Koblingsudstyr Ejet af Eltra Side 11
Horns Rev Vindmøllepark > 20 km 2 560m Side 12
Horns Rev Vindmøllepark Adgang til møllerne er besværlig! Afhængig af vejrforholdene kan servicefolkene transporteres til møllerne enten med helikopter eller båd Side 13
Indhold Introduktion Horns Rev Vindmølleparken SCADA og det overordnede reguleringssystem i mølleparken Side 14
SCADA I princippet kan alle parametre i hele mølleparken observeres fra SCADA systemet Elsam Vind Service tager sig af service og vedligehold Side 15
SCADA 10 rings with ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 8 turbines Main Switch A Main Switch B HMI/Engineering 34kV Switch Gear Low voltage supply Diesel Gen. Set B A Measuring Front end for WFMC (Redundant PLC's) Staff quarters Transformer substation 34MBit/s 1GBit SM fiber optic Offshore Onshore Switch A Switch B Router HMI Router HMI HMI HMI/OPC Server Database server HMI/Engineering Elsam Eltra WFMC Side 16
Parkregulator Nye specifikationer og krav der ikke er set før! Kravene er fastlagt i Tilslutningsbetingelser for vindmølleparker tilsluttet transmissionsnettet skrevet af Eltra (Se www.eltra.dk). Krav til: - Effektregulering - Frekvensregulering - Spændings- og reaktiv effektregulering - Dynamisk stabilitet ved fejlhændelser - Beskyttelse - Kommunikation Side 17
Parkregulator Effektregulering Mølleparken skal fungere som en selvstændig producerende enhed i stedet for 80 enkeltstående generatorer. kunne deltage i områderegulering på samme vis som de konventionelle kraftværker. tilbyde en række reguleringsfunktioner til opretholdelse af Elsams balanceansvar Side 18
Parkregulator Til opfyldelse af de nye krav og til forbedring af Elsams balancereguleringsmuligheder har udviklet en Parkregulator (Wind Farm Main Controller) Regulatoren tilbyder bl.a følgende funktioner: - Absolut produktionsbegrænser - Balanceregulering - Gradientbegrænser - Deltaregulering - Reaktiv effektregulering / Spændingsregulering Effekt Mulig produktion Effekt Effekt Effekt Produktion Absolut produktionsbegrænser Balanceregulering Gradientbegrænser Tid Tid Tid Deltaregulering Tid Side 19
SCADA/Parkregulator OPC OPC SCADA Parkregulator Møller Terminal Park målesystem Horns Rev Ethernet Netværk Parkreg Server Side 20
Parkregulator Side 21
Driftserfaringer 160 140 18/1-2005 - 5 min mean Horns Rev Onshore 120 100 Power [MW] 80 60 40 20 0 Time [HH:MM] 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 Side 22
Driftserfaringer 20/1-2005 - Stop because of high wind 2000 200 1500 Block Controller power reservation for frequency control 150 Turbine Power [kw] 1000 500 100 50 Total Power [MW] 0 0 Time [HH:MM] -500-50 02:30 02:35 02:40 02:45 02:50 02:55 03:00 Side 23
Driftserfaringer 180 160 140 120 Power [MW] 100 80 60 40 Abs limiter 20 Freq Production 0 Possible prod 2005-05-24 00:00 2005-05-24 01:00 2005-05-24 02:00 2005-05-24 03:00 2005-05-24 04:00 2005-05-24 05:00 2005-05-24 06:00 2005-05-24 07:00 2005-05-24 08:00 Time Side 24
Spørgsmål? Kontakt: Jesper R. Kristoffersen A/S jrk@elsam-eng.com Side 25