Reima Päivinen Neuvottelukunta Katsaus käyttötoimintaan

Transkriptio

1 Reima Päivinen Neuvottelukunta Katsaus käyttötoimintaan

2 Esityksen sisältö 1. Toimintaympäristö 2. Käyttötilanne ja häiriöt 3. Tehon riittävyys 4. Järjestelmäreservit 5. Voimajärjestelmän inertia 6. Kansainvälinen käyttöyhteistyö 7. Strategiset hankkeet

3 Esityksen sisältö 1. Toimintaympäristö

4 Toimintaympäristö käyttötoiminnassa Sähköntoimituskeskeyksiä vähän Sähköä riittänyt toistaiseksi aina kaikille Asiakkaat tyytyväisiä laatuun Toimivat sähkömarkkinat ja tiivistyvä kansainvälinen yhteistyö (RSC) Digitalisaatio ja teknologian kehitys luo mahdollisuuksia Sääntely lisääntyy Inertian määrä vähenee Reservien hankinta monimutkastuu Jakeluverkon kaapelointi asettaa haasteita jännitteensäätöön Taajuuden laatu heikkenee Kyberuhat arkipäivää Sähkö loppuu pakkasilla Valtakunnallinen suurhäiriö mahdollinen Uusiutuvan energian lisääntyminen haastaa voimajärjestelmän joustavuuden Mahdollisuudet Aktiivinen kuluttaja Sähkön halpa hinta ei kannusta tuotantoinvestointeihin Rajut myrskyt lisääntyvät Uhat

5 Pohjoismaisen sähköjärjestelmän haasteet Sähkötehon riittävyys Joustava kapasiteetti Järjestelmän liike-energia (inertia)

6 Uusiutuvan energian tuotantokapasiteetti kasvaa 2015 Tuulivoima MW Tuulivoima % huippukulutus Aurinkovoima MW Aurinkovoima % huippukulutus Suomi Saksa Espanja Italia Irlanti Tanska Ruotsi % 10 0 % % % % % % % % 0 0 % % % % 80 0 % Lähde: ENTSO-E

7 Esityksen sisältö 2. Käyttötilanne ja häiriöt

8 Ylläpidämme hyvän käyttövarmuuden Häiriökeskeytykset liittymispisteissä 1,20 1, Tapani- ja Hannumyrskyt , Kolsi- Forssa, Hikiä-Nikkilä, Hikiä Forssa E 2014 Hikiä-Forssa E kaadettu puu 24.3, ukkosen aiheuttamat katkaisijavauriot Kainuussa kpl 0,80 0, Asta-myrsky 29.7, puita Imatra- Konkapelto johdolla min 0,40 3 0, , kpl / piste ( 30s) min / piste

9 Ylläpidämme hyvän käyttövarmuuden Häiriöiden aiheuttama haitta asiakkaille KAH (M ) 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,

10 560 MW Suomi on rakenteellisesti tuonnin varassa haaste voimajärjestelmän käyttötoiminnalle Rajayhteyksien käytettävyys MW suluissa MW 642 MW Keskimääräinen kaupallinen siirtoteho (MW)

11 Case: Suomi Ruotsi yhteyden häiriö klo Ennen häiriötä 25 MW Häiriön jälkeen 25 MW 1535 MW 2312 MW 68 MW 68 MW 1200 MW 400 MW 602 MW 602 MW Ennen häiriöitä tiukka käyttötilanne, markkinoilta ostettu Suomessa 572 MW säätösähköä Käynnistyskäsky annettiin varavoimalaitoksille, noin 900 MW Kaikki Suomessa saatavilla ollut säätösähkö ostettiin Fenno-Skan 2 otettiin käyttöön ja täyteen tehoon klo 8.30 mennessä Sähköpula voi syntyä haastavissa käyttötilanteissa!

12 Esityksen sisältö 3. Tehon riittävyys

13 Talven kulutushuipputilanne klo Tuotanto MW Kulutus MW Tuonti MW Kulutuksella painotettu lämpötila -25 c 435 Suomen aluehinta 99,94 /MWh Rajasiirtokapasiteetti olisi mahdollistanut noin 800 MW lisätuontia Säätösähköä tarjouslistalla noin 460 MW Tehoreserviä (300 MW) ei käynnistetty

14 Esityksen sisältö 4. Järjestelmäreservit

15 Sähkön tuotannon ja kulutuksen tasapainon ylläpitäminen

16 Reservejä tarvitaan monenlaisia 1. Taajuusohjattu käyttöreservi (FCR-N) pitää taajuuden automaattisesti normaalirajoissa pohjoismainen velvoite Suomelle noin 140 MW voimalaitokset, teollisuuskuorma, Venäjä, Viro 2. Taajuusohjattu häiriöreservi (FCR-D) korjaa taajuutta automaattisesti häiriötilanteessa pohjoismainen velvoite Suomelle MW voimalaitokset ja irtikytkettävät teollisuuskuormat 3. Automaattinen taajuudenhallintareservi (FRR-A) keskitetysti aktivoituva, korjaa taajuutta kohti nimellistaajuutta vuonna 2016 hankintaa ei ole ollut, jatketaan syksyllä voimalaitokset, Venäjä 4. Säätösähkö (FRR-M) manuaalinen aktivointi, tasapainottaa tuotantoa ja kulutusta pohjoismaiset markkinat tuotanto ja kulutus, vähintään 10 MW ja 15 minuutin aktivointiaika 5. Nopea häiriöreservi (FRR-M) Varmistetaan 15 minuutissa aktivoitava säätökapasiteetti häiriötilanteisiin pohjoismainen velvoite Suomelle mitoitusvikaa vastaava max MW omat ja vuokralaitokset sekä irtikytkettävät teollisuuskuormat

17 Kulutuksen joustolle on markkinapaikkoja! Tukkumarkkinat Tehon riittävyys Tehotasapainon ylläpito (Fingrid ostaja) MW Elspotmarkkinat, day-ahead 10 MW Tehoreservi 0,2 MW Automaattinen käyttöreservi MW Säätösähkömarkkinat MW Elbasmarkkinat, intra-day 100 MW Automaattinen häiriöreservi >100 MW Säätökapasiteettimarkkinat 0 MW Automaattinen taajuudenhallintareservi Kysyntäjouston määrä markkinoilla

18 Pilottihankkeissa on kehitetty kulutuksen ja pientuotannon osallistumista markkinoille Tukkupakastamon muutos osallistumaan taajuusohjattuun käyttöreserviin Kotitalouksien sähkönkulutuksen (lämmitys) älykäs ohjaus Varavoimakoneiden ja UPSjärjestelmien automaattinen ohjaus taajuuden perusteella tai kaukoohjauksella Hypermarkettien erilaiset sähkönkulutuskohteet aggregoituna markkinoille

19 Esityksen sisältö 5. Voimajärjestelmän inertia

20 Voimajärjestelmän liike-energia eli inertia vähenee tuotantorakenteen muuttuessa Inertia kuvaa voimajärjestelmän kykyä vastustaa taajuusmuutoksia Inertia määräytyy järjestelmän pyöriviin massoihin varastoituneen liike-energian perusteella Käytännössä muodostuu generaattoreiden ja turbiinien liike-energioista Järjestelmän liike-energiakapasiteetti

21 Miksi voimajärjestelmän inertialla on merkitystä? taajuus häiriö, esim. tuotantolaitoksen irtoaminen sähköverkosta taajuuden normaali vaihtelualue tavanomainen inertia pieni inertia häiriöreservi aktivoituu massiivinen kulutuksen irtikytkentä aika Sähköverkon taajuus kuvaa kulutuksen ja tuotannon tasapainoa, tavoitteena 50 Hz Jos sähköverkosto irtoaa esim. tuotantolaitos, verkon taajuus laskee normaalin vaihtelualueen alapuolelle Taajuuden laskiessa häiriöreservi aktivoituu, eli voimajärjestelmään tuotetaan lisää korvaavaa tehoa Jos sähköjärjestelmän inertia on pieni, taajuuden muutokset tapahtuvat nopeammin ja ovat suurempia Jos taajuus laskee hyvin paljon, saatetaan joutua tilanteeseen, jossa sähköjärjestelmän toiminnan pelastamiseksi joudutaan kytkemään irti merkittävä määrä kulutusta

22 Sähköjärjestelmän inertia vähenee tuotantorakenteen muuttuessa Tuulivoimaa ja aurinkovoimaa lisää yhteensä TWh vuosittain Ruotsi sulkee ydinvoimaloitaan Suomessa suljetaan lauhdevoimalaitoksia, mutta kasvatetaan ydinvoimaa Uusia isotehoisia HVDC-yhteyksiä pohjoismaista muihin synkronialueisiin -> tuontikapasiteetti kasvaa Teollisuuskuorman siirtyminen taajuusmuuttajien taakse jatkuu -> kuormituksen taajuusriippuvuus pienenee 2010 ennuste 2025 keskimääräinen trendi riskialue matala

23 Taajuuden käyttäytyminen häiriön aikana Pohjoismaiset TSO:t ovat arvioineet inertian kehittymistä Vuoden 2025 tilanteessa inertian määrä laskee ajoittain niin alas, että tarvitaan toimenpiteitä Miten inertiaan suhtaudutaan? toimijat sopeutuvat järjestelmässä olevaan inertian määrään? TSO turvaa tietyn perustason inertiaa? Mikä on kansantaloudellisesti järkevää? Inertia on pohjoismainen kysymys!

24 Esityksen sisältö 6. Kansainvälinen käyttöyhteistyö

25 Pohjoismainen käytönsuunnitteluyksikkö (RSCI) perustetaan Kööpenhaminaan (Regional Security Coordination Initiative) TSO:iden alueellinen käytönsuunnittelu sitovaksi verkkosäännöissä ja Entso-E:n päätöksillä Syventää entisestään Pohjoismaista käyttöyhteistyötä RSCI on palveluntuottaja TSO vastaa ja päättää RSCI ei ole alueellinen valvomo RSCI:n viisi tehtävää: alueellinen siirtokapasiteettien laskenta käyttövarmuuden laskenta siirtokeskeytysten koordinointi alueellinen lyhyen ajan sähkön riittävyys yhteisen verkkomallin ylläpito Pohjoismainen RSCI aloittaa 2017 lopulla

26 Verkkosäännöt käyttötoiminnan kannalta System Operation Guideline (SO GL) hyväksytty komission käsittelyssä toukokuussa Emergency & Restoration Guideline (ER GL) hyväksyttäneen komissiossa 2016 aikana Electricity Balancing Guideline (EB GL) komission kommentoitavana, hyväksyttäneen 2016 Merkittäviä muutoksia määritetään käyttövarmuuden taso lainsäädännössä säännellään käyttötoimintaa yksityiskohtaisesti velvoitetaan TSO:t alueelliseen yhteistyöhön hyväksytettävä Energiavirastolla periaatteita määritellään taseselvitysjakson pituutta TSO:n omien resurssien käyttö ja standardituotteet tehotasapainon ylläpidossa TSO:n ja merkittävien toimijoiden kyettävä toimimaan 24 tuntia sähkökatkossa

27 Esityksen sisältö 7. Strategiset hankkeet

28 Näkökulmatason strategiset hankkeet Käyttövarmuuden hallinta Visio Pohjoismaisen sähköjärjestelmän rakennemuutokseen vastaaminen Häiriönselvitysvalmiuden kohottaminen Pohjoismainen käyttösopimus ja verkkosäännöt Automaattisten reservit (FCR) RSCI OL 3 käyttöön Inertian väheneminen Kyky toimia suurhäiriössä 24 h Suurhäiriön palautuksen toimintamallit Pohjoismaista sähköjärjestelmää käytetään luotettavasti ja kustannustehokkaasti Sähköt palautetaan luotettavasti ja nopeasti häiriöiden jälkeen 28

29 Kiitoksia! Fingrid Oyj Läkkisepäntie Helsinki PL 530, Helsinki Puh Fax