Flaskehalshåndtering i kraftsystemet med fleksibilitet som virkemiddel
Bachelor thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3003671Utgivelsesdato
2022Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Det grønne skiftet fører til en økende elektrifisering av samfunnet. Et større forbruk avelektrisitet fører til en økt belastning på nettet. Denne raske utviklingen kombinert medet aldrende nett, som har en for lav dimensjonert kapasitet, skaper flaskehalser og andreutfordrende driftssituasjoner. Dermed kan det være nødvendig med nye virkemidler for åhåndtere kraftbehovet i fremtidens strømnett. I bacheloroppgaven utforskes det om utnyttelse av tilgjengelig kapasitet i nettet, i form av fleksibilitet, kan være et av de nyevirkemidlene.
Hensikten med rapporten er å diskutere de ulike virkemidlene, før de rangeres basert påen flaskehalssituasjon. Først blir det diskutert hvorvidt det nye virkemiddelet, fleksibilitet, kan bidra i drift av et flaskehalsområdet. Deretter blir fleksibilitet satt opp motutkoblbare kunder og omkoblinger, som er virkemidlene et nettselskap har for tilsvarendesituasjoner. Resultatene i rapporten blir presentert i form av en handlingsplan, hvor deulike virkemidlene rangeres basert på en flaskehalssituasjon i Kristiansand.
Handlingsplanen er basert på pilotprosjektet NorFlex Demo Agder, hvor Agder EnergiNett testet ut fleksibilitet i sin operative drift. I prosjektet ble handel av fleksibilitet påen markedsplass benyttet som et virkemiddel på lik linje med de allerede eksisterendevirkemidlene. Hensikten med Demo Agder var å bruke fleksibilitet i et scenario hvor detvar behov for ekstra virkemidler for å opprettholde driften. Underveis i prosjektet oppstoddet et havari på en transformator som skapte en flaskehals inn mot Kristiansand, hvornettselskapet kunne teste fleksibilitet i sin faktiske operative drift.
For å undersøke om fleksibilitet kunne benyttes under operativ drift, måtte markedet iDemo Agder stimuleres for å oppnå et betydelig volum. Det gjør at prosjektet til en vissgrad er preget av at det er en demonstrasjon, hvor kunstige markedskrefter har påvirketdeler av handelen. Dermed må ikke resultatene fra Demo Agder benyttet som en nøyaktiggjenspeiling, men som en god antydning til hvordan handel av fleksibilitet ville sett ut.Prosjektet er testet ut så nært realiteten som AEN mener er mulig.
Resultatene fra Demo Agder skal vise i hvilken grad fleksibilitet kan benyttes under driftav utfordrende situasjoner på strømnettet. I tillegg til nytten av de resterende virkemidlenebenyttet av AEN.
Resultatet viser at omkoblinger av forsyningsveien til Elkem og, produksjonen i Steinsfoss,er de mest effektive virkemidlene for å håndtere flaskehalser. Det er fordi omkoblingeneflytter mest last av alle virkemidlene, i tillegg til at det er billig og tilgjengelig.
Utkoblbare kunder har muligheten til å tilby en betydelig mengde kapasitet, men usikkerheten rundt tilgjengeligheten av de fleksible kildene gjør virkemiddelet mindre nyttig ennomkoblinger. Handel av fleksibilitet på en markedsplass kan ikke utkonkurrere de andrevirkemidlene nettselskapet har for flaskehalshåndtering per dags dato. Det er i hovedsakgrunnet mangel av volum, utfordringer med leveringssikkerhet, og ulike krav om hviletidfor fleksbilitetskildene. Det kan likevel fungere som et av flere virkemidler under operativdrift, og kan bidra til å redusere behovet for investeringer i kraftnettet. Omkoblinger ilavspentnettet er det siste anbefalte virkemiddelet å bruke, ettersom det innebærer en høyrisiko for feilkoblinger, sett opp mot den potensielle gevinsten. The green transition leads to an increase in the electrification of the society. The increasein consumption of electricity, leads to an increase in the grid load. This rapid developmentcombined with an aging grid, which has a too low capacity, creates bottlenecks and otherchallenging situations. This makes it likely to be necessary with new tools to deal withthe power demand in near future. The bachelor thesis explores whether the utilisation ofavailable capacity in the network, in the form of flexibility, can be one of the new tools.
The purpose of the report is to discuss the various instruments, before they are rankedbased on a bottleneck situation. First it is discussed whether the new tool, flexibility,can contribute to the handling of a bottleneck area. Flexibility is then compared to interruptible customers, and change of the operating power systems, which are the tools anetwork company already has available for similar situations. The results in the report arepresented in the form of a ranked recommended list, where the various tools are rankedbased on a bottleneck situation in Kristiansand.
The ranked list is based on the pilot project NorFlex Demo Agder, where Agder EnergiNett tested flexibility in their daily operations. In the project, trading of flexibility ina marketplace was used as a tool on the same level as the already existing tools. Thepurpose of Demo Agder was to use flexibility in a scenario where extra tools were neededto maintain daily operations. During the project, a breakdown occurred on a transformerthat created a bottleneck in towards Kristiansand. This situation made it possible for thegrid company to test flexibility in their actual operations.
To investigate whether flexibility could be used during daily operations, the market inDemo Agder had to be stimulated to achieve a significant volume. The project is to acertain extent characterised by the fact that it is a demonstration, where artificial marketforces have affected parts of the trade. Therefore the results from Demo Agder must notbe used as an accurate reflection, but as a good indication of what trading of flexibilitywould look like. The project has been tested as close to reality as AEN believes is possible.
The results from Demo Agder will show the extent to which flexibility can be used duringthe handling of challenging situations in the power grid. This is in addition to the usefulnessof the remaining tools used by AEN.
The results show that change of the operating power systems in the supply route to Elkemand, production in Steinsfoss, are the most effective tools for dealing with bottlenecks.This is because they move the most load of all the tools, in addition to being cheap andaccessible.
Interruptible customers have the opportunity to offer a significant amount of capacity,but the uncertainties surrounding the availability of the flexible sources, makes the toolless useful than changing the operating power systems. As of today trading of flexibilityon a marketplace cannot outperform the other instruments the network company has forbottleneck management. This is mainly due to a lack of volume, challenges with securityof delivery, and various requirements for resting time required by the various flexibilitysources. However it can function as one of several tools during daily operations, and canhelp reduce the necessity of investments in the power grid. Change of operating powersystems in the low-voltage grid is the last recommended tool to use, because it involves ahigh risk of disconnection, compared to the potential gain.