Study on the effect of frequent start‐stop sequences in Norwegian hydropower plants

Abstract

Several Norwegian hydropower tunnels have experienced block falls and tunnel collapses due to operational changes for last 30 years. A PhD project was developed under HydroCen to study the Long‐term impacts on unlined pressure tunnels of hydropower plants due to frequent start‐stop sequences. PhD fellow Bibek Neupane carried out PhD research with the focus on challenges associated to frequent start‐stop sequences in the pressure tunnels of hydropower projects in Norway where a real‐time monitoring of pore‐water changes at Roskrep hydropower project was carried out. The PhD candidate has completed his PhD degree in December 2021. This report is the extension and continuation of the work that was carried out by Dr. Bibek Neupane. The report summarizes the work done by Dr. Neupane and further elaborates on the impacts of frequent start‐stop sequences that was caused due to de‐regulation of the Norwegian energy market, availability of intermittent renewable energy sources such as solar and wind energies due to the connection of the Norwegian national transmission grid with northern Europe and the Unite Kingdom. The term hydraulic impacts in the rock joints due to pore‐pressure changes, long‐term fatigue and block falls caused by pressure transients is discussed.

Flere norske vannkrafttunneler har opplevd blokkfall og tunnelkollaps på grunn av driftsendringer de siste 30 årene. Et ph.d. prosjekt ble utviklet under HydroCen for å studere den langsiktige innvirkningen på uforede trykktunneler til vannkraftverk på grunn av hyppige start‐stopp. Ph.d. stipendiat Bibek Neupane gjennomførte sin forskning med fokus på utfordringer knyttet til hyppige startstopp‐sekvenser i trykktunneler til vannkraftprosjekter i Norge hvor det ble gjennomført en sanntidsovervåking av poretrykk endringer ved Roskrep vannkraftprosjekt. Ph.d.‐kandidaten har fullført sin doktorgrad i desember 2021. Denne rapporten er forlengelsen og fortsettelsen av arbeidet som ble utført av Dr. Bibek Neupane. Rapporten oppsummerer og utdyper ytterligere virkningene av hyppige start‐stopp‐sekvenser som er forårsaket av deregulering av det norske energimarkedet, tilgjengelighet av intermitterende fornybare energikilder som sol og vind energi grunnet tilkobling av norske energi overføringsnettet med Nord‐Europa og Storbritannia. Begrepet hydrauliske påvirkninger i sprekkene grunnet poretrykksendringer og langvarig utmatting og blokkfall hendelser er diskutert.