Alueellinen verkkosuunnittelu ja Varsinais-Suomen aluesuunnitelma Antero Reilander

Transkriptio

1 Turku Alueellinen verkkosuunnittelu ja Varsinais-Suomen aluesuunnitelma Antero Reilander

2 Sisällys Verkkosuunnittelun periaatteet Varsinais-Suomen aluesuunnitelma: Kantaverkon nykytila Aiemmin tehdyt suunnitelmat Suunnittelun eteneminen 2

3 3 Verkkosuunnittelun periaatteet

4 Kantaverkon kehittämisen ja kunnonhallinnan keskeiset tavoitteet Turvallisuus Käyttövarmuus Riittävä siirtokapasiteetti Ympäristö ja maankäyttö Kustannustehokkuus Osaaminen Vuorovaikutus 4

5 Kantaverkkoa kehitetään eurooppalaisessa yhteistyössä ENTSO-E ENTSO = European Network of Transmission System Operators Tutkimus, tuotekehitys ja innovaatiot Markkina Markkina Pohjois-Eurooppa Käyttö Käyttö Pohjoismaat Järjestelmän kehittäminen Järjestelmän kehittäminen Pohjoismaat + Eurooppalainen taso "komiteat" Alueellinen yhteistyö pohjoismaisesta näkökulmasta Eri toiminnoilla erilaiset alueet Alueet muuttuvat kehityksen mukana 5

6 Verkkosuunnittelu on kansainvälistä yhteistyötä Fingrid tekee kansainvälistä yhteistyötä verkon kehittämisessä muiden kantaverkkoyhtiöiden kanssa ENTSO-Ejärjestössä ENTSO-E:ssa verkkosuunnittelua tehdään sekä yleiseurooppalaisella, että alueellisella tasolla Lähde: ENTSO-E. major-projects/ten-yearnetwork-development-plan/ Pages/default.aspx Isolated systems Additional Contributing Control Areas Suomi kuuluu Itämeren alueen suunnitteluryhmään, jossa mukana ovat Viro, Latvia, Liettua, Ruotsi, Norja, Tanska, Saksa ja Puola 6

7 Rajasiirtoyhteyksien siirtokapasiteetit (megawattia) Käytössä Rakenteilla SE1 SE2 SE3 SE (550) SE 1 SE 2 SE 3 SE

8 Alueellisen voimansiirtoverkon suunnittelu 1. Lappi 2. Meri-Lappi 3. Oulu 4. Kainuu 5. Pohjanmaa 6. Keski-Suomi 7. Savo-Karjala 8. Porin ja Rauman seutu 9. Häme 10. Kaakkois-Suomi 11. Varsinais-Suomi 12. Uusimaa Suomi on jaettu 12 suunnittelualueeseen, jotka on muodostettu maantieteellisin ja sähköteknisin perustein Jokaisen alueen siirtokyvyn riittävyys varmistetaan aluesuunnitelmalla 3 5 vuoden välein Suunnittelussa huomioidaan kantaverkon lisäksi Fingridin ja muiden yhtiöiden omistamat suurjännitteiset jakeluverkot sekä niiden kehityssuunnitelmat ja -tarpeet. 8

9 Naantalin Energia Oy Caruna Oy Turku Energia Sähköverkot Oy Vakka-Suomen Voima Oy Sallila Sähkönsiirto Oy Forssan Verkkopalvelut Oy Elenia Oy Caruna Oy Caruna Oy Ålands Elandelslag Caruna Oy Varsinais-Suomen suunnittelualue ja jakeluverkkoyhtiöiden vastuualueet (c) MML

10 Suunnittelun eteneminen Ennusteiden kerääminen Verkon kuntotietojen kerääminen Käytön kipukohtien kartoittaminen Verkkomallin rakentaminen Verkkoratkaisujen IDEOINTI Kehittämistarpeiden tunnistaminen Vikatilanteiden simulointi 10 Ratkaisujen tarkistaminen laskelmin Ratkaisujen toteutettavuuden tarkistaminen Johtojen ja asemien esisuunnittelu

11 Ennusteiden kerääminen Tammikuussa kerättiin kulutus- ja tuotantoennusteet Varsinais-Suomen alueen verkkoyhtiöiltä ja suurimmilta teollisuusasiakkailta. Yleisesti ennusteiden mukaan kulutus kasvaa alle prosentin vuodessa. Turussa nopeampaa kasvua. Caruna Oy Turku Energia Sähköverkot Oy Naantalin Energia Oy Forssan Verkkopalvelut Oy Raisio Oyj Neste Oyj Naantali Finnsementti Oy 11

12 Verkon kuntotietojen kerääminen ja käytön kipukohtien kartoittaminen Listattiin ikääntyneet sähköasemat ja voimajohdot kantaverkon kuntotietojen perusteella. Käytiin Fingridin käyttötoiminnan, kunnonhallinnan ja aluetoimipaikkojen kanssa läpi mahdolliset verkon ongelmakohdat ja tehtiin tilannekatsaus nykyverkosta. 12

13 Verkkomallin rakentaminen Verkkomallin rakenne Sisältää 400, 220 ja 110 kv verkot sekä keskijänniteverkon voimalaitosten osalta. Verkkomallissa kuormat, yli 1-5 MW generaattorit ja naapurivaltiot ekvivalentteina. Dynamiikkalaskennassa kuvattuna koko synkronialue: Suomi, Ruotsi, Norja, Itä-Tanska. Tehonjakolaskennassa vakiotehokuormia. Kun 110 kv verkon jännite laskee, keskijännitemuuntajien käämikytkimet askeltava, jolloin kuluttajien jännitteet nousevat normaalille tasolle ja kuormat pysyvät näin ollen vakioina. Kuormien loisteho-otto on 16% ja anto 4 % pätötehosta. Varsinais-Suomen alueen verkkomallin rakentaminen Tulevat verkkohankkeet lisättiin verkkomalliin. Ennusteet koottiin yhteen ja siirrettiin verkkomalliin kuormaennusteet vuosien 2020, 2025, 2030 ja 2035 tilanteille. 13

14 Vikatilanteiden simulointi Mitoittavia siirtotilanteita voi olla useita, tyypillisesti: talviyöt, tulva-ajat tai kesäpäivät kun voimalaitokset ovat revisiossa tai seisokissa. Varsinais-Suomessa mitoittavana tilanteena on talven huippukuorma ja Naantalin suuren ylijäämän tilanteet. Tarkastellaan Varsinais-Suomen alueen tehonsiirtoja ja etsitään mahdollisia pullonkauloja eri vuosien kuormaennusteilla. Tarkastellaan tehonsiirtoja ja selvitetään riittääkö kapasiteetti erilaisissa N-1 tilanteissa. 14

15 Kehittämistarpeiden tunnistaminen Verkkomalliin tehdään yksittäisiä vikoja ja katsotaan miten tehonjako muuttuu. 110 kv verkossa siirtoa rajoittaa useimmiten terminen siirtokapasiteetti sekä jännitteiden lasku sallitun rajan alapuolelle ( kv). Määrätyillä alueilla asemien oikosulkuvirtakestoisuus jää riittämättömäksi, jolloin verkkoa on jaettava osiin. Pitkillä etäisyyksillä (etenkin Lapissa) on tarkasteltava myös kulmastabiiliutta. Tehonjakolaskennalla voidaan arvioida myös verkkoratkaisujen häviövaikutuksia, jotka ovat usein merkittäviä, mutta harvemmin kattavat investointikustannuksia kokonaan. 15

16 Verkkoratkaisujen ideointi Yleisesti ottaen: Eri skenaarioiden pohdinta Perusparannustarpeiden sovittaminen verkon siirtokapasiteetin kehittämistarpeisiin Verkkotopologian kyseenalaistaminen Mitä puretaan jos siirtotarpeet vähenevät? Mitä tehdään jos tuotantorakenteet muuttuvat? Teollisuuden porrasmaisiin tehomuutoksiin varautuminen Uusien sähköasemien kiskoratkaisut Olemassa olevan verkon tehokas hyödyntäminen Kompensointiratkaisut Uudet asiakasliitynnät Sääntöjen vastaisten liityntöjen kehittäminen Projektien ajoitus muut hankkeet huomioiden 16

17 Ratkaisujen tarkistaminen laskelmin Mallinnetaan eri verkkoratkaisut PSS/E:llä ja vertaillaan vaihtoehtojen toimivuutta. 17

18 Ratkaisujen toteutettavuuden tarkistaminen sekä esisuunnittelu Sähköasemien laajennettavuus Voimajohtoreittien toteutettavuus Erikoisselvitykset, kuten oikosulkuvirtalaskelmat ja stabiiliustarkastelut Investointien kannattavuus kansantaloudellisesti ja yritystaloudellisesti Päätetyt hankkeet esisuunnitellaan tarjouskilpailua varten. 18

19 19

20 20 Kantaverkon nykytila Varsinais-Suomessa

21 Naantalinsalmen 110 kv sähköasema 2015 Liedon 400 kv kytkinlaitoksen uusiminen 2010 Liedon 110 kv kytkinlaitoksen perusparannus 2018 Lieto Koroinen Kuninkoja 2011 Forssan varavoimalaitos 2012 Forssa Lieto kv 2018 Salon 400/110 kv muunto 2005 Hikiä Forssa kv 2016 Forssan 400 kv kytkinlaitos 2015 Kopulan muuntoasema 2009 Salo Kemiö 110 kv johdon uusiminen 2009 Kantaverkon investoinnit Lounais-Suomessa Kemiön perusparannus 2013 Inkoo Karjaa B 110 kv johto 2010 Inkoon perusparannus 2018 Espoon toinen 400/110 kv muunto 2017

22 Kalanti 1976 Naantalinsalmi 2014 Lieto 1976/2010 Päätetyt hankkeet: Lieto 2017 Espoo 2017 Inkoo 2018 Rautarouvan uusiminen Lieto Forssa - Hikiä Salo 1986/2005 Kopula 2009 Suunnitteilla olevat hankkeet: Kalannin perusparannus 2019 Salon perusparannus 2025 Kemiö 2012 Virkkala 1996 Espoo 1985 Lounais-Suomen voimajohtojen ja sähköasemien käyttöönottovuodet sekä hankkeet Karjaa 2010 Inkoo 1974

23 23 Aiemmin tehdyt suunnitelmat Varsinais-Suomessa

24 MYLLYMAA ITÄ JYRÄ MELO SOTKA KANGASALA VATIALA SAHALAHTI OLKILUOTO VAMMALA VARILA VASTAMÄKI LEMPÄÄLÄ HERTTUALA PÄLKÄNE LAVIANVUORI LUOPIOINEN Olkiluodon 400 kv kytkinlaitoksen uusiminen (2018) Fenno-Skan 1 kaapelin uusiminen ( ) Kalannin 110 kv kytkinlaitoksen perusparannus (2019) RIHTNIEMI LAUTAKARI HANKOSAARI VL KUSTAVI RAUMA KALANTI Lieto Naantalinsalmi uusi 400 kv johto (varautuminen) VINKKILÄ IHODE LAITILA PYHE TAIVASSALO NAANTALI RYMÄTTYLÄ VIKOM LAPPI TL Naantalinsalmen 400/110 kv muunto (varautuminen) NOUSIAINEN EURAKOSKI VL YLÄNE Lieto 400 kv kytkinlaitoksen laajennus ja 110 kv kytkinlaitoksen perusparannus (2018) TAALINTEHDAS HUITTINEN NORRBY SÄKYLÄ KEMIÖ AURA LIETO HALSLAHTI LAUTTAKYLÄ JOKISIVU NIINIJOENSUU HIRVIKOSKI ORIPÄÄ KYRÖ SUURILA JUNTOLA PITKÄPORRAS HALIKKO SALO MUTAINEN KAUKOSALO Salon 110 kv kytkinlaitoksen perusparannus (2025) SEIKUNMAA LOIMAA SELKÄ PERNIÖ TENHOLA PUNKALAIDUN METSÄMAA VILLILÄ YPÄJÄ SOMERO PERTTELI HUMPPILA HUHTIA PALTTA KISKO PALMA Lieto - Forssa johdon uusiminen kv rakenteella (2018) SÄRKIJÄRVI KARJAA KITULA KÄRKELÄ HORSBÄCK SNAPPERTUNA URJALA TIKINMAA HANHISUO FORSSA TAMMELA LIESJÄRVI Nurmijärven 400 ja 110 kv kytkinlaitosten perusparannus PUSULA (2018) SAMMATTI VIRKKALA TARTTILA KARKKILA HATTULA VIHTI PAHASSUO INKOO KANTVIK RETULA KIHTERSUO RENGON VL JANAKKALA ESPOO MATINSUO LOPPI HAUHO VANAJA NURMIJÄRVI RUOTSINKYLÄ HIKIÄ TAMMISTO KOPULA LEPPÄVAARA Inkoon 400 kv kytkinlaitoksen laitevaihdot ja 110 kv kytkinlaitoksen uusiminen (2018) HANKO KOVERHAR Espoon 400 ja 110 kv kytkinlaitosten perusparannus (2022) Espoon toinen 400/110 kv muunto (2017) Tammiston 110 kv kytkinlaitoksen uusiminen (2021)

25 Lieto Forssa kv voimajohtoyhteys Investointipäätös tehty Laajuus Lieto Forssa kv voimajohto (3-Finch + 2-Duck) 68 km Liedon 400 kv kytkinlaitoksen laajennus sekä 110 kv kytkinlaitoksen perusparannus Investointiperuste: Kunto, ikääntyminen ja käyttövarmuus Rauma Forssa Hanke on osa kantaverkon kehittämisen perusratkaisuja. Hanke parantaa Varsinais-Suomen ja Länsi-Uudenmaan käyttövarmuutta luvulta peräisin oleva huonokuntoinen 110 kv voimajohto uusitaan siirtokyvyltään tehokkaammaksi. Lieto Salo Espoo Hanke valmistuu vuoden 2017 aikana. Inkoo Lieto Forssa on osa 1920-luvulla rakennettua "Rautarouvajohtoa". 25

26 Inkoon sähköaseman perusparannus Investointipäätös tehty Laajuus Uusitaan 400 kv kytkinlaitoksen kaikki laitteet neljän kentän osalta. Rakennetaan uusi 7 kentän laajuinen 110 kv kytkinlaitos ja puretaan vanha. Rakennetaan uusi 20 kv kytkinlaitos ja puretaan vanha sisäkytkinlaitos. Rakennetaan uusi asemarakennus ja uusitaan toisiojärjestelmät kokonaan. Parannetaan asema-aluetta ja kytkinlaitosrakenteita. Rakennetaan sammutusvesiallas ja öljynerotusjärjestelmä. uusi 110 kv kytkinlaitos 400 kv kytkinlaitos Investointiperuste: Kunto, ikääntyminen ja käyttövarmuus purettava 110 kv kytkinlaitos Hanke valmistuu vuoden 2018 aikana. 26

27 Kalannin 110 kv sähköaseman perusparannus Suunnitteilla Laajuus Asemalla tehdään perusparannus, jonka laajuus selviää yleissuunnittelussa. Investointiperuste: Ikääntyminen ja kunto Aseman vanhimmat laitteet ovat vuodelta Hanke valmistuu vuoden 2019 aikana. 27

28 Salon 110 kv perusparannus Suunnitteilla Laajuus Asemalla tehdään perusparannus, jonka laajuus selviää yleissuunnittelussa. Investointiperuste: Ikääntyminen ja kunto Pääosa aseman laitteista on vuodelta Hanke valmistuu noin erotin katkaisija mittamuuntaja

29 kv/dc verkko 400 kv/dc rakenteilla 400 kv suunnitelma

30 30 Varsinais-Suomen alueen suunnittelun eteneminen

31 Aluesuunnitelman aikataulu Alueellisen verkkosuunnittelun aikataulu 2016 tammi helmi maalis huhti touko kesä heinä elo syys loka marras joulu Ennustekyselyjen lähetys Ennustekyselyjen palautus Perusparannustarpeiden kartoitus Tulevaisuuden verkon simulointimallin rakentaminen Verkon kehittämistarpeiden kartoitus Verkon kehittämisratkaisujen ideointi ja verkkosimuloinnit Verkon kehittämisratkaisujen kelpoisuuden tarkistaminen Asiakaskeskustelut Lopullinen raportointi palautekysely 31

32 Kysymyksiä 400 kv verkon riittävyys Lounais-Suomessa? Naantalinsalmi Lieto siirtokapasiteetin riittävyys ja vahvistusvaihtoehdot? ÄL-link (100 MW) ja Naantalin uusi voimalaitos 150 MW (korvaa G1 ~100 MW) Tilanne "päällä" kunnes vanhaa voimantuotantoa poistuu käytöstä. Kantaverkon rajauksen täsmennykset? Tuulivoima? 32

33 1 Naantalin siirtokapasiteetin kasvattamisen vaihtoehdot: 1. Kalanti Naantalinsalmi 110 kv johto 2. Naantalinsalmi Lieto 400 kv rakenteinen johto 110 kv käytössä 3. Turun läpi menevä Naantalinsalmi Korkoinen johto 3 2

34 MASKU KARHUNORKO 1 2 MAARIA JÄKÄRLÄ LIETO SARAMÄKI KERTTULA MOISIO KARVETIN VL ARMONLAAKSONTIE NAANTALINSALMI KARVETTI TIKANMAA VANTONTIE RAISION TEHTAAT RISTIMÄKI TAHVIO NESTEENTIE KUNINKOJA MUNTTISMÄKI TOPINOJA BIOKAASU VL NAANTALIN KT-YKSIKKÖ NAANTALI NAANTALI 2 NAANTALI 1 NAANTALI 3 NESTE-NAANTALI KROOKILA WÄRTSILÄ UPALINKO KEMPPILÄ 3 ARTUKAINEN RUOHONPÄÄ KOROINEN RÄNTÄMÄKI TIIRANTIE RAUNISTULA ITÄHARJU TUULISSUO KAKONPELTO Naantalin siirtokapasiteetin kasvattamisen vaihtoehdot: 1. Kalanti Naantalinsalmi 110 kv johto 2. Naantalinsalmi Lieto 400 kv rakenteinen johto 110 kv käytössä 3. Turun läpi menevä Naantalinsalmi Korkoinen johto RYMÄTTYLÄ PANSIO MYLLYAHDE PAKKARI HONKAISTENRANTA HIRVENSALO ILPOINEN HARITTU PÄÄSKYVUORI HUHKOLA HOVIRINTA PIISPANRISTI RUNKO

35 Koroinen ei ole sähkömarkkinalain mukainen 35

36 Koroinen? 36

37 Kiitos mielenkiinnosta! Fingrid Oyj Läkkisepäntie Helsinki PL 530, Helsinki Puh Fax