Tuulivoiman vaikutukset voimajärjestelmään

Transkriptio

1 1 Tuulivoiman vaikutukset voimajärjestelmään case 2000 MW Jussi Matilainen Verkkopäivä

2 2 Esityksen sisältö Tuulivoima maailmalla ja Suomessa Käsitteitä Tuulivoima ja voimajärjestelmän käyttövarmuus Tuulivoima ja siirtokapasiteetin varmistaminen Tuulivoima ja toimivat sähkömarkkinat Yhteenveto tuulivoimaselvityksen kolme näkökulmaa

3 3 Tuulivoima maailmalla ja Suomessa ~ MW MW / 10 TWh 128 MW / 0,2 TWh esiselvityksiä Suomessa: yli 4000 MW potentiaali MW (tekninen, maankäyttö huomioiden) arvio toteumasta: 2000 MW vuonna 2020 (n. 6% kulutusenergiasta)

4 4 Käsitteitä frequency response, säätövoima Hz 50,1 50,0 taajuusohjattu käyttöreservi (automaattinen) nopea häiriöreservi (manuaalinen) reserve power, reserviteho nopea häiriöreservi (manuaalinen) 49,9 balancing / regulating power, säätösähkö capacity credit: a) tuulivoimatuotannon saatavuus b) tuulivoimakapasiteetin arvo järjestelmän käyttövarmuuden kannalta Käsitteistö ei ole vielä vakiintunut

5 5 Tuulivoima ja voimajärjestelmän käyttövarmuus ylläpidetään nykyinen käyttövarmuustaso

6 6 Tehotasapainon ylläpito ja säätösähkön saatavuus 1. day-ahead ja intra-day -tuotannot (ennusteet) 2. säätösähkö ja taajuusohjattu reservi (ennustevirhe ja tunnin sisäiset vaihtelut) 3. häiriöreservi (säätösähkön täydennys, harvinaiset tehonmuutokset) säätösähköllä rajallinen lisäpotentiaali -> taloudellinen kannustin (vesivoima, lämpövoima, kulutus, tuulivoima) Ruotsin ja Norjan säätösähkön riittävyys? hyödyntäminen edellyttää vahvoja rajasiirtoyhteyksiä

7 7 Tehotasapainon ylläpito - case 2000 MW tuulivoimaa vuorokausivaihtelut max 1800 MW (sähkömarkkinatuotteet) tunnista toiseen tapahtuva vaihtelu max 300 MW (säätösähkö) tunnin sisäiset nopeat vaihtelut (taajuusohjattu reservi) tunnin sisäiset tehomuutokset max 500 MW (säätösähkö, häiriöreservi) voimaloiden pysähtyminen (10-20 min) myrskyn seurauksena (häiriöreservi tai ennakoiva tehorajoitus) generaattoreiden pyörimisenergia pienenee -> taajuusvaihtelut kasvavat

8 8 Tuulivoimatuotannon saatavuus huippukulutuksen aikana tuulivoimaa käytettävissä Suomessa 6% asennetusta tehosta 90% todennäköisyydellä huippukulutuksen aikana kapasiteetin riittävyyttä arvioitaessa otetaan huomioon 6% tuulivoiman nimellistehosta

9 9 Nordelin liittymissäännöt osana käyttövarmuuden ylläpitoa pohjoismaiset tekniset vähimmäisvaatimukset tuulivoimalaitoksille Suomessa osana voimalaitosten järjestelmäteknisiä vaatimuksia mahdollisuus kansallisille lisävaatimuksille Liittymissääntöjen soveltaminen vaatimukset voimassa siirtoverkon liittymispisteessä > 10 MVA tuulipuistot jakelu- tai alueverkkoon liitetyt laitokset, kun teho siirtoverkon liittymispisteessä > 10 MVA

10 10 Tuulivoima ja siirtokapasiteetin varmistaminen riittävä siirtokapasiteetti käyttövarmuuden hallitsemiseksi ja markkinoiden toiminnalle

11 11 Sähkönsiirtoa lisääviä tekijöitä tehonsiirto tuulivoimalasta tai -puistosta kantaverkkoon tuulivoiman ja muun tuotannon välisen vaihtelun hallinta tuulivoimalaitosten välisten tehovaihteluiden tasaantumisen mahdollistaminen tuulivoiman ja kulutuksen välisen tehovaihtelun tasaantumisen mahdollistaminen

12 12 Siirtokapasiteetin varmistaminen - toimenpiteitä Uusi 400 kv yhteys Pohjois-Suomen ja Ruotsin välillä tarpeen tasaa tuulivoiman vaihteluita paremmin -> säätösähkön ja reservien kokonaistarve pienenee parantaa säätösähkön ja reservien hyödyntämistä Pohjoismaisella tasolla -> säätösähkön ja reservien hankinta tehostuu pienentää siirtorajoituksen esiintymisriskiä -> parantaa käyttövarmuutta ja markkinoiden toimivuutta Länsirannikon 220 kv kantaverkon vahvistus 400 kv jännitteelle pienentää sisäisten siirtorajoitusten esiintymisriskiä mahdollistaa laajamittaisen tuulivoiman liitynnät verkkoon Vahvistuksia tarvitaan 2000 MW tuulivoimalle, huomioitava myös muiden maiden tuulivoima ja muut hankkeet Suomessa

13 13 Tuulivoima ja toimivat sähkömarkkinat tasapuolinen kohtelu ja markkinaehtoiset ratkaisut

14 14 Toimivien sähkömarkkinoiden edellytykset Markkinatoimijoiden tasapuolinen kohtelu on toimivien markkinoiden perusedellytys tärkeää kustannusten läpinäkyvyys ja niiden kohdistaminen - ei piilotukea liittyjä vastaa itse liityntäkustannuksista - voi muuten johtaa kokonaisuuden kannalta erittäin kalliisiin tuotannon sijoittamisiin tuulituottaja vastaa itse sähkönsä myynnistä tuulituottaja vastaa oman tuotantotaseensa tasapainottamisesta muiden tuottajien tavoin markkinaehtoisesti Järjestelmävastaavan tehtävänä huolehtia riittävästä siirto- ja reservikapasiteetista

15 15 Yhteenveto sähkön kulutus ja tuulituotanto vaihtelevat - jostain pitää löytyä säätävää tuotantoa, esim. lauhdetuotanto pidettävä riittävänä intra-day- (elbas) ja säätösähkömarkkinoiden riittävästä volyymista huolehdittava, jotta myös tuulituotannon vaihtelun hallinta helpottuu reservien hankintamahdollisuuksia tulisi lisätä kulutuksen joustomahdollisuuksia unohtamatta kantaverkolle aiheutuvat verkon rakentamis- ja reservikustannukset nostavat sähkönsiirron kustannuksia ja ne tulee ottaa huomioon kokonaisvaikutuksia arvioitaessa 2000 MW maantieteellisesti hajautettua tuulivoimaa on mahdollista liittää Suomen voimajärjestelmään, kunhan liitynnän edellytyksiin varaudutaan ajoissa; tähän Fingrid on varautunut strategiassaan

16 16 Valot päällä valtakunnassa