Sol- og vindenergi gir nettproblemer: Statnett ser etter løsninger

[Adrian Jensen]

Sol- og vindenergi gir nettproblemer: Statnett ser etter løsninger

[Espen Hugaas Andersen]

Det nordiske nettet kunne nok også være tjent ved å ha batterilagring i tillegg til de mer tradisjonelle løsningene. Det er ikke store summer det koster for batterier som kan respondere med f.eks 100-500 MW innenfor 150 ms, og opprettholde effekten i 15-60 minutter.

 

Erfaringene fra Hornsdale er svært gode. https://www.esdnews.com.au/hornsdale-battery-saves-40m/

Endret 17. april 2019 av Espen Hugaas Andersen

[dguzs]

Her må man fortsatt skille mellom reserver og tilgjengelig inertia, det er ikke helt det ene og det samme. Selv om FRR kan levere innen 2 sekunder, så kan den ikke kompensere fullstendig for manglende inertia, altså den tilgjengelige mekansike svingmassen. Vi må huske på at i tilfelle frekvensendring slår svingmassen inn allerede på tidels av sekunder, altså mye raskere enn FRR.

Da vi i dag opererer i et fritt marked, der også aFRR og FRR er produkter stamnettsoperatører kjøper inn, en mulig løsning er rett og slett å innføre en produkt på inertia. Altså å kjøpe inn nok roterende masse på samme måte som man gjør med primære, sekundære og tertiære frekvensreserver. I praksis vil det føre at nok produksjon med mekanisk svingmasse holdes inne selv om energimarkedet ikke tilsier det (f.eks. noen vannkraftverk holdes roterende selv om det er mye vind i systemet). Slikt vil det unngås slike tilfeller som med Oskarshamn ifjor.

[Stefse]

Hvilken moderne forskning finnes på hvor mye frekvensvariasjoner som egentlig tåles? Hvor kritisk er det at frekvensen varierer litt? Jeg snakker da ikke om 40-60 Hz, men er 48-52Hz er en hverdag vi egentlig fint kan tåle, og dermed ikke bruke så mye tid og resurser på å gjøre noe med?

Mer og mer utstyr er frekvensmatet lokalt, eller DC matet...

[Trestein]

Hvilken moderne forskning finnes på hvor mye frekvensvariasjoner som egentlig tåles? Hvor kritisk er det at frekvensen varierer litt? Jeg snakker da ikke om 40-60 Hz, men er 48-52Hz er en hverdag vi egentlig fint kan tåle, og dermed ikke bruke så mye tid og resurser på å gjøre noe med?

Mer og mer utstyr er frekvensmatet lokalt, eller DC matet...

På båter med generatorer og rimelig bra med elektronikk er 10% frekvensvariasjon lov. Det betyr at brukere ikke går ut før 45hz eller 55hz. 48 til 52 Hz burde det meste tåle. Mange nett i utviklingsland kjører med rimelig store frekvensvariasjoner.

Har sett opptil 5% variasjon i land i Asia.

[dguzs]

48-52 er da så ingenlunde hverdag. Hverdag er deviasjoner på 0.05 Hz. Større frekvensendringer vil først og fremst provosere frekvensregulerende tiltak og evt. automatisk utkobling av last (også et frekvensregulerende tiltak).

Her noen eksempler på hva som skjer om frekvensen ikke rettes tilbake til normalen:

"Now with a change in system frequency will cause change in speed of motors, change in magnetizing current will be there for transformers and induction motors will be affected with change in inductances. A huge increase will cause increase in harmonic currents and will cause heating of the system with insulation failure."

[dguzs]

 

Hvilken moderne forskning finnes på hvor mye frekvensvariasjoner som egentlig tåles? Hvor kritisk er det at frekvensen varierer litt? Jeg snakker da ikke om 40-60 Hz, men er 48-52Hz er en hverdag vi egentlig fint kan tåle, og dermed ikke bruke så mye tid og resurser på å gjøre noe med?

Mer og mer utstyr er frekvensmatet lokalt, eller DC matet...

På båter med generatorer og rimelig bra med elektronikk er 10% frekvensvariasjon lov. Det betyr at brukere ikke går ut før 45hz eller 55hz. 48 til 52 Hz burde det meste tåle. Mange nett i utviklingsland kjører med rimelig store frekvensvariasjoner.

Har sett opptil 5% variasjon i land i Asia.

Du kan absolutt ikke dra inn båter her og sammenligne det med et AC kraftsystem. I kraftsystemet kan variasjon på 0.05 Hz allerede være utløsende for primær frekvensregulering.

[Trestein]

Du kan absolutt ikke dra inn båter her og sammenligne det med et AC kraftsystem. I kraftsystemet kan variasjon på 0.05 Hz allerede være utløsende for primær frekvensregulering.

Trodde alle båter hadde AC kraftsystem? Det er i alle fall lenge siden de hadde DC.

 

Jeg har sett 5% frekvens variasjon i strømnett rundtomkring i verden. Det er mye mere enn 0,05HZ.

 

Spenningen har variert mye også.

[dguzs]

 

Du kan absolutt ikke dra inn båter her og sammenligne det med et AC kraftsystem. I kraftsystemet kan variasjon på 0.05 Hz allerede være utløsende for primær frekvensregulering.

Trodde alle båter hadde AC kraftsystem? Det er i alle fall lenge siden de hadde DC.

 

Jeg har sett 5% frekvens variasjon i strømnett rundtomkring i verden. Det er mye mere enn 0,05HZ.

 

Spenningen har variert mye også.

AC-nettet på en båt og et AC-kraftnett kan rett og slett ikke sammenlignes. System Operation Agreement mellom de nordiske stamnettoperatører sier at frekvensregulering slår inn ved avvik på 0.1 Hz.

5% (altså 2,5 Hz) avvik i nordisk eller kontinentalt system betyr at mye av utstyret hos forbrukere og produsenter kobler seg ut. Dette tillates aldri.

[Stefse]

Man må skille på å "utløse tiltak" og det at "tiltak er nødvendig". Noe dårligere effektfaktor og mer varme i trafoer og motorer her og der må sikkert påregnes, men er det EGENTLIG kritisk?

Frekvensavvik er uønskelig, ja, men hvor mye resurser skal man bruke på å gjøre noe med et problem som kanskje er relativt lite, og forbigående?

[Twinflower]

Det nordiske nettet kunne nok også være tjent ved å ha batterilagring i tillegg til de mer tradisjonelle løsningene. Det er ikke store summer det koster for batterier som kan respondere med f.eks 100-500 MW innenfor 150 ms, og opprettholde effekten i 15-60 minutter.

 

Erfaringene fra Hornsdale er svært gode. https://www.esdnews.com.au/hornsdale-battery-saves-40m/

Problemet med batteri er at de benytter invertere for å sette opp AC-nettet og invertere har null svingmasse.

 

For å holde nettet stabilt må man ha noe tungt som snurrer og er direkte tilkoblet nettet, slik som vann- og dampturbiner er.

 

Vindkraftturbiner benytter seg også ofte av invertere og de uten er uansett for små til å by på svingmasse av betydning.

[dguzs]

 

Det nordiske nettet kunne nok også være tjent ved å ha batterilagring i tillegg til de mer tradisjonelle løsningene. Det er ikke store summer det koster for batterier som kan respondere med f.eks 100-500 MW innenfor 150 ms, og opprettholde effekten i 15-60 minutter.

 

Erfaringene fra Hornsdale er svært gode. https://www.esdnews.com.au/hornsdale-battery-saves-40m/

Problemet med batteri er at de benytter invertere for å sette opp AC-nettet og invertere har null svingmasse.

 

For å holde nettet stabilt må man ha noe tungt som snurrer og er direkte tilkoblet nettet, slik som vann- og dampturbiner er.

 

Vindkraftturbiner benytter seg også ofte av invertere og de uten er uansett for små til å by på svingmasse av betydning.

I dag kan invertere levere noe som heter synthetic inertia, de har ikke den fysiske massen men leverer frekvensen slik at den oppfattes som om svingmassen fantes. De nyeste HVDC forbindelsene har slik funksjonalitet. Estlink og Nordbalt anleggene er eksempler på sånne HVDC-anlegg. Jeg antar at invertere til batteribanker kan bestilles med synthetic inertia funksjonen.

[Twinflower]

I dag kan invertere levere noe som heter synthetic inertia, de har ikke den fysiske massen men leverer frekvensen slik at den oppfattes som om svingmassen fantes. De nyeste HVDC forbindelsene har slik funksjonalitet. Estlink og Nordbalt anleggene er eksempler på sånne HVDC-anlegg. Jeg antar at invertere til batteribanker kan bestilles med synthetic inertia funksjonen.

Hvordan fungerer dette?

[EHDisen]

"It was 3 a.m. on a Wednesday when the machines suddenly ground to a halt at Hydro Aluminium in Hamburg. The rolling mill's highly sensitive monitor stopped production so abruptly that the aluminum belts snagged. They hit the machines and destroyed a piece of the mill. The reason: The voltage off the electricity grid weakened for just a millisecond."

https://www.spiegel.de/international/germany/instability-in-power-grid-comes-at-high-cost-for-german-industry-a-850419.html 

[YGOI36G6]

Er vel berre å ansette et par ekstra mann i Norsk Sluttstrøm?

[EHDisen]

"There is a widespread belief that Germany has demonstrated that large amounts of intermittent renewables can be easily integrated without adversely impacting the reliability of the bulk power grid. This article has noted that such a conclusion is not supportable"

https://www.tdworld.com/generation-and-renewables/myth-german-renewable-energy-miracle

[dguzs]

 

I dag kan invertere levere noe som heter synthetic inertia, de har ikke den fysiske massen men leverer frekvensen slik at den oppfattes som om svingmassen fantes. De nyeste HVDC forbindelsene har slik funksjonalitet. Estlink og Nordbalt anleggene er eksempler på sånne HVDC-anlegg. Jeg antar at invertere til batteribanker kan bestilles med synthetic inertia funksjonen.

Hvordan fungerer dette?

https://brage.bibsys.no/xmlui/bitstream/handle/11250/2561840/18798_FULLTEXT.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Kapittel 2.4.5

[Stefse]

"It was 3 a.m. on a Wednesday when the machines suddenly ground to a halt at Hydro Aluminium in Hamburg. The rolling mill's highly sensitive monitor stopped production so abruptly that the aluminum belts snagged. They hit the machines and destroyed a piece of the mill. The reason: The voltage off the electricity grid weakened for just a millisecond."

https://www.spiegel.de/international/germany/instability-in-power-grid-comes-at-high-cost-for-german-industry-a-850419.html 

 

Dette er spenningsfall og ikke frekvensavvik. Årsakssammenhengene er forskjellige, selv om det i akkurat den sammenhengen muligens kan være sammenheng med bortfall av produksjonskapasitet lokalt i et område.

Slike motorer er forresten gjerne drevet av frekvensomformere. Tviler på at de resistive elementene til smelteovnen bryr seg om den får 45 eller 55Hz.

[Twinflower]

https://brage.bibsys.no/xmlui/bitstream/handle/11250/2561840/18798_FULLTEXT.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Kapittel 2.4.5

Besvarer ikke spørsmålet mitt.

[EHDisen]

Ang Hornsdale : "To cover the shortfall over those five days we would need 1550 such batteries for a volume of 1.9 million cubic metres, or an area of nearly 1 km by 1 km and 2 m high. The price would be £77 billion, far more than the cost of the wind farms themselves." http://greenbarrel.com/2019/02/06/january-wind-power-output-shows-why-batteries-are-insufficient-for-storage/

Endret 17. april 2019 av EHDisen