Kan man ansluta 90 MW vindkraft till ett lokalnät med 50 MW lastuttag?

eller egentligen

Kan befintliga elnät utnyttjas mer?

Svensk Vindkraftsförenings Energidag

Norrköping 7 maj 2010

Johan Lundqvist, VD

Götene Elförening

Svar Ja,

ett konkret exempel:

Götene

Holmestad

Lundsbrunn

Hällekis

Källby

Yta: ca 3 x 3 mil

Svart = 10 kV-nät

Fakta:• Medlemsägt av ca 3200 st.• 7300 kunder• 50 MW, 270 GWh• mycket industrilast• ca 450 st. nätstationer• 6 st. mottagningsstationer• 40 mil LL och 90 mil kabel

Götene Elförening – en lokal nätägare

• Verken byggs inte i parker och de kommer utspridda över tid.• Befintligt elnät klarar inte all nyansluten produktionseffekt.• En hel del nytt elnät behövs, enbart avsett för vindkraften, men mycket befintligt nät kan nyttjas !

Anslutning av Vindkraft

20 kV40 kV130 kV

Utnyttja befintliga nät och komplettera vid behov !Nytt 20 kV-nät, ny mottagningsstation, ny 40 kV-linje och delvis förstärkning i övrigt regionnät krävs. I övrigt utnyttjas befintliga nät (10 kV och 40 kV).

CB 1

Normally open40 kV

20 kV 10 kV

45/23 kV20/26 MVA

40/10 kV10/13 MVA

…...

40 MW Wind Farm

CB 2 Cab

le 1

Cab

le 2

Load Area

6 MW Wind Farm

40/10 kV10/13 MVA

45/23 kV20/26 MVA

Källby Götene

Viktig princip – blanda last och produktion !

Som nätägare kan man inte neka anslutning (undantag finns dock) Gäller koncessionspliktiga nät och vissa IKN (t.ex. för

produktion)

Man kan inte heller neka en kund att höja sin abonnerade effekt eller säkring Inte heller att efter en lång tid av tillfällig sänkning åter

höja till sin tidigare nivå eller högre

Man är också skyldig att återansluta en kund Inflyttning på en befintlig anslutning är att likställa med

återanslutning

Tillträde till elnät – en inte helt enkel fråga

Regionnät

Lokalnät

LokalKonsumtion

LokalProduktion

ja, men det är betydligt mer komplicerat än så !

En förenklad bild av anslutning till elsystemet

Stamnät

Den krassa tekniska verkligheten

- några exempel på begrepp att beakta som nätägare:

Aktiv Effekt

Energi

Ride TroughÖ-drift

Elkvalitet Reaktiv Effekt

Spänning

Ström

Termisk belastning

Kortslutning

FrekvensderivataFlicker

Ledningsskydd

Jordfel

Redundans

Driftläggning

Omsättning

Impedans

HF-brus

ÖvertonsdistorsionNätförluster

Den krassa ekonomiska verkligheten

- dessa aspekter (och många fler) skall också vägas in …

Investeringskostnad

Uttagstariff

Likviditet

Amortering

Ränta

Nätnyttoersättning

Avskrivningstid

Anslutningsavgift

Abonnemangsavgift

Finansiell risk

Finansiering

Inmatningstariff

Budget

Balansräkning

Resultaträkning

Den krassa juridiska verkligheten

- som också skall uppfyllas, ovanpå allt annat

Koncession

Mätföreskrifter

Allmänna avtalsvillkor

Nättjänstavtal

Ellagen

Installationsbestämmelser

OffertEMC

Tekniska anslutningsvillkor

Avtal om anslutning

Tillämpningsbestämmelser

Elsäkerhet

Utbyggnad av station M3 med 40/20 kV för ny vindkraft, totalt 40 MW kapacitet,inkl. 40 km 20 kV-nät och 12 km 40 kV-linje

500

1 000

1 500

2 000

2 500

3 000

3 500

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Antal anslutna verk, a 2 MW

kkr/

kW

Anslutningsgraden är en viktig faktor !

Anslutningsavgiften – elnät byggs ut trappstegsvis

0

1

2

3

4

5

6

7

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

MVA

pu

Uttagsförluster, vid prod.=0 Inmatningsförluster, vid last=0

summa förluster, vid last=4 MW

Principiell förlustkurva i en nätdel,vid ett lastuttag om 4 MW ochökande inmatning från vindkraft.

Förlusterna kan lokalt öka dramatiskt,men minska totalt !

Nätförluster och Nätnytta

Så här blir det i Götene, sammanfattning

Anslutning av 90 MW ny vindkraft i lokal/regionnätet:

Kräver nytt uppsamlingsnät (50 km), ny mottagningsstation (2x20 MVA) och delvis nytt regionnät (12 km)

Anslutningskostnaden för ett 2 MW-verk är ca 1400 kr/kW

Den årliga tariffen blir ca 140 kkr för ett 2 MW-verk, där nätnytta utgör ca 30 kkr (ca 18 %) av totalkostnaden 170 kkr.

Med viss ytterligare utbyggnad kan i det lokala/regionala nätet anslutas totalt ca 120 MW vindkraft, dvs mer än dubbelt så mycket som toppeffekten av konsumtionen är

Några aspekter för nätägaren att beakta

Möjligheter:

• Chans till samtidig modernisering av elnät för konsumtionssidan

• Minska nätförlusterna genom att blanda lokal produktion och konsumtion (vilket också producenten har nytta av, i form av nätnytta)

• Bättre spänningsprofil i lokal- och regionnät

• Förhindra eller minska risken för störningar i eget nät vid spänningsdippar i överliggande nät (genom s.k. Ride Trough)

• Bättre utnyttjande av befintliga nät och därmed möjlighet till bättre ekonomi i nätägandet (kommer alla tillgodo)

• Att få arbeta med och lära ny teknik

Risker och potentiella problem:

• Ofinansierad investering (t.ex. trappstegseffekter i inv./för få anslutningar)

• Ålagda av myndigheter att inte få ta ut full tariff (drabbar övriga kunder)

• Osäkerhet om framtida nätreglering, krav om avbrottsersättning, mm

• Ökade krav på tillgänglighet i näten i kombination med avsaknad av redundans

• Stora spänningssprång vid bortkoppling av stora effekter

• Ökat flimmer (flicker) och högfrekvent brus i lokal/regionnätet

• Vad händer efter verkets/parkens livslängd på 20-25 år?

fler aspekter för nätägaren att beakta…

Lokala/Regionala nätfrågor

• Vilka elektriska skydd behövs och i vilka kombinationer ? (Frekvensderivata, Osymmetri, mm)

• När skall en grupp av verk ses som en park (>25 MW) ?

• Kan vi tillåta vidare gränser för spänningsvariationer ? (Lasterna går mer åt hållet ”constant power”-typ)

• Funktionen ”Ride Trough”

• Funktionen ”Flickerkompensering”

• Funktionen ”Reaktiv kompensering”

• Begränsning av högfrekventa störningar (HF-brus)

Systemfrågor

• Behov av ökad reglerkraft, avsaknad av effekttillgänglighet på vintern

• Energiöverskott i Sverige

Andra viktiga tekniska frågor att utredaför att undvika framtida bekymmer

Regionnät

Lokalnät

LokalKonsumtion

LokalProduktion

Anslut i första hand till lokalnät, se till helheten och beakta komplexiteten i elsystemen !

Slutsats: Befintliga elnät klarar mycket produktion !- men kompletteringar behövs på alla spänningsnivåer.

Stamnät

LokalProduktion

LokalProduktion

1

3

2

Tack !