Käyttötoiminnan kehitysnäkymät

Transkriptio

1 1 Käyttötoiminnan kehitysnäkymät Neuvottelukunta, Käyttötoimikunta Reima Päivinen Fingrid Oyj

2 2 Esityksen sisältö 1. Kansainvälinen toimintaympäristö 2. Lähialueen käyttöhaasteet 3. Taajuuden laatu ja reservit 4. Tehon riittävyys 5. Tuotantorakenteen muutos 6. Varautuminen häiriöihin 7. Valvomotoimintojen yhdistäminen

3 3 1. Kansainvälinen toimintaympäristö

4 4 Pohjoismainen sähköjärjestelmä muodostaa käyttötoiminnan perustan Verkkoa käytetään yhtenä kokonaisuutena Yhteiset mitoitussäännöt Yhteinen tehotasapainon ylläpito Yhteistyö muiden synkronialueiden välillä lisääntyy Siirtokapasiteetit (MW)

5 5 Eurooppalainen sähköjärjestelmä Eurooppalainen sähköverkko koostuu useista synkronialueista, joiden käyttötoiminnan periaatteet poikkeavat toisistaan jonkin verran Entson verkkosäännöt tulevat harmonisoimaan käyttötoimintaa - ottaen huomioon synkronialueiden eroavaisuudet I S I E N I G B F R N B L E L U C H N O DK D E IT S E C Z A U S I H R P L S K H U B A M E F I E E LV LT R S MK R O B G P T E S A L G R C Y

6 6 Käyttötoiminnan verkkosääntöjen aikataulu Q4/2011 Q1/2012 Q2/2012 Q3/2012 Q4/2012 Q1/2013 Q2/2013 Q3/2013 Framework Guideline on System Operation Accomplished Network Code on Operational Security Formal drafting Consultation Network Code on Operational Planning & Scheduling Formal drafting Consultation Network Code on Load-Frequency Control & Reserves Formal drafting Network Code on Staff Training and Certification Network Code on Emergency and Restoration ACER on julkaissut käyttötoiminnan puiteohjeen (framework guideline), jonka pohjalta Entso valmistelee verkkosäännöt (network code)

7 7 2. Lähialueen käyttöhaasteet

8 8 Venäjän tuonti vaihtelee markkinatilanteen mukaan sininen siirtokapasiteetti MW punainen kaupallinen siirto MWh/h

9 9 Viron yhteyden siirto vaihtelee markkinatilanteen mukaan sininen siirtokapasiteetti MW punainen kaupallinen siirto MWh/h

10 10 Ruotsin hinta-alueiden käyttöönoton jälkeen Suomi on ajoittain läpisiirtomaa 1000 MW 800 MW 700 MW 500 MW Pörssikauppa määrittää siirron hinta-alueiden välillä sekä pohjoisessa että etelässä Fyysinen siirto määräytyy yhteisten häviöiden minimikohtaan

11 11 Lähialueyhteistyö käyttötoiminnassa Ruotsi yhteisten verkkohäviöiden minimointi siirtokeskeytysten ajoittaminen markkinoiden kannalta Norja Suomi-Norja yhteys turvaa pohjois-norjan käyttövarmuutta Venäjä taajuusohjatun käyttöreservin hankinta tuki Suomen suurhäiriön selvityksessä nopean häiriöreservin tai säätösähkön hankinta Viro taajuusohjatun käyttöreservin hankinta säätösähkökauppa nopean häiriöreservin kauppa

12 12 3. Taajuuden laatu ja reservit

13 95-elo 96-heinä 97-kesä 98-touko 99-huhti 00-maalis 01.helmi 02.tammi 02.joulu 03.marras 04.loka 05.syys 06.elo 07.heinä 08.kesä 09.touko 10.huhti 11.maalis 13 Pohjoismainen taajuuden laatu heikkenee Käyrä esittää kuukausittain yhteenlaskettuja minuutteja, kun pohjoismaisen järjestelmän taajuus on normaalin taajuusalueen 49,9 Hz - 50,1 Hz ulkopuolella >50,10 <49, Lähde: Svenska Kraftnät

14 14 Taajuuden vaihtelun seuraukset riski laajaan häiriöön kasvaa taajuus [Hz] voimalaitosten irtikytkeytyminen hätätehonsäätömodulien aktivoitumisia HVDC-linkeillä taajuuden alassäätö käsin taajuusohjattu häiriöreservi taajuusohjattu käyttöreservi hätätehonsäätömodulien aktivoitumisia HVDC-linkeillä kuorman irtikytkentä siirtoverkon jakautuminen voimalaitosten irtikytkeytyminen

15 15 Toimenpiteitä taajuuden laadun parantamiseksi pörssikaupan ramping-rajoitukset siirtoyhteyksille Keski-Eurooppaan yhteinen 45 minuutin gate closure tuotantosuunnitelmille yhteinen pohjoismaisten TSOiden käytön NOIS-tietojärjestelmä 15 minuutin tuotantosuunnitelmat ja suurten tuotannonmuutosten porrastus tunninvaihteissa taajuusohjattujen reservien kehittäminen uusi reservilaji LFC käyttöön (koejakso )

16 16 Sähkökauppaa käydään tuntitasolla, mutta tehotasapaino on ylläpidettävä sekuntitasolla MW TUONTI Arvioitu tuntitason kulutus Kulutus (toteutunut) Tuotanto (suunnitelma) Tuotanto (toteutunut) :00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00

17 17 1. Taajuusohjatut reservit Taajuusohjattu käyttöreservi Pitää taajuutta automaattisesti normaalirajoissa (3 minuutissa) Pohjoismainen velvoite Suomelle noin 140 MW Resurssit: voimalaitokset, Venäjän yhteys ja Estlink Taajuusohjattu häiriöreservi Korjaa taajuutta automaattisesti häiriötilanteessa (30 sekunnissa) Pohjoismainen velvoite Suomelle MW Resurssit: voimalaitokset ja irtikytkettävät teollisuuskuormat 50,1 f [Hz] 50 49,9 49,8 49,7 49,6 49,5 49,4 49,3 Suome n taajuu s 49,2 17:50:00 17:51:00 17:52:00 17:53:00 17:54:00 17:55:00 17:56:00 17:57:00

18 18 2. Pohjoismaiset säätösähkömarkkinat Säätötarjousten määrä Suomessa 2011 Tuotanto ja kulutus voivat osallistua Minimikoko 10 MW Aktivointiaika 15 minuuttia Aktivointi pohjoismaisessa yhteisessä hintajärjestyksessä ellei ole rajoittavia pullonkauloja Valtaosa säädöistä tehdään Norjan ja Ruotsin vesivoimalla

19 19 3. Nopea häiriöreservi Aktivoidaan manuaalisesti häiriötilanteessa (15 minuutissa) Pohjoismainen velvoite Suomelle mitoitusvikaa vastaava määrä, noin 900 MW Resurssit: Fingridin omistamat ja vuokraamat kaasuturbiinit sekä irtikytkettävät teollisuuskuormat

20 20 Varavoimalaitokset Fingridin oma varavoimalaitos Yhteensä 615 MW Varavoimalaitos, käyttöoikeussopimus Yhteensä 204 MW Rakenteilla oleva Forssan varavoimalaitos 300 MW varavoimalaitoksia ei käytetä kaupalliseen sähköntuotantoon Kristiina 2x30 MW Tahkoluoto 2x26 MW Olkiluoto 2x50 MW Vaskiluoto 1x26 MW Naantali 2x20 MW Forssa 2x150 MW (v. 2012) Vanaja 1x50 MW Kellosaari 2x59 MW Sopenkorpi 1x13 MW Hinkismäki 1x40 MW Huutokoski 6x30 MW Tolkkinen 4x20 MW Kilpilahti 1x27 MW Mertaniemi 1x33 MW 2x35 MW (v. 2013)

21 21 4. Tehon riittävyys

22 22 Tehotase 2011/2012 Kylmä talvipäivä kerran kymmenessä vuodessa 1500 SUOMI Tuotantokyky Kulutus Netto MW MW MW Kuluvan talven tehohuippu yhteensä MWh/h 1400 Nuolet kuvaavat tuontimahdollisuutta naapurimaista (MW)

23 23 5. Tuotantorakenteen muutos

24 24 Ydinvoima lisää nopean häiriöreservien tarvetta Olkiluoto 3 (1600 MW) lisää nopean häiriöreservin tarvetta järjestelmäsuoja kytkee häiriötilanteessa 300 MW teollisuuskuormaa irti, joten verkkovaikutus eli mitoittava vika on 1300 MW nopean häiriöreservin tarve Suomessa kasvaa siten 1300 MW tasolle Suurin ydinvoimayksikkö on haaste voimajärjestelmälle: 1600 MW tehoa voi irrota yllättäen hetkessä verkosta

25 25 Tuulivoima lisää säätösähkön tarvetta Laajamittainen tuulivoima lisää säätösähkön tarvetta 2500 MW tuulivoima ei muodosta mitoittavaa vikaa eikä lisää nopean häiriöreservin tarvetta Myrskyssä tuulivoimalaitosten tuotanto pysähtyy, nämä tilanteet on kuitenkin ennakoitavissa ja niihin voidaan voimajärjestelmän käytössä varautua Toimivat Elbas- ja säätösähkömarkkinat edesauttavat tuulivoiman integrointia Tuulivoiman vaikutuksia voimajärjestelmään on tarkasteltava pohjoismaisella tasolla

26 26 Kotimainen vesivoima, tuonti ja lauhde säätävät tuotannon vastaamaan Suomen kulutusta vuorokausitasolla MWh/h Vuorokausisäädön toteutus: - vesivoima 40 % - tuonti Pohjoismaista 30 % - lauhde 15 % - muut 15 % keskimääräinen viikkokulutus ja tuotanto

27 27 6. Varautuminen häiriöihin

28 28 Talvimyrskyn vaikutukset Fingridin kantaverkossa kv Kolsi Forssa kaksi peräkkäistä häiriötä haarajohdoille kaatuneista puista. Toimituskeskeytykset pisimmillään 8 tuntia 400 kv Olkiluoto Huittinen neljä ohimenevää vikaa kv Hikiä Forssa johdolla Lopen haaralle kaatuneita puita. Toimituskeskeytykset 1,5 tuntia 110 kv Hikiä Nikkilä johdolla Järvelän/Tennilän haaralle kaatuneita puita. Toimituskeskytykset 3 tuntia 110 kv johdolla Anttila Vaarala pylväsvaurio. Johto otettiin jännitteettömäksi ja syötöt varayhteyksien perään Fenno-Skan tasasähköyhteydellä puita elektrodiosuudella Torna Lautakari. Ei vaikutusta siirtoon. Suunniteltu keskeytys puiden poistamiseksi >> Häiriöt johtuivat lähinnä alueverkon johdoille kaatuneista puista

29 kpl min 29 1,20 HÄIRIÖKESKEYTYKSET LIITTYMISPISTEISSÄ Ilman joulumyrskyjä ,8 min/piste 7 1,00 0, ,60 0,40 0, , Vöyrin häiriö (Vaasan lähellä) 2010 Asta myrsky 29.7, puita Imatra-Konkapelto johdolla 2011 Joulumyrskyt , Kolsi Forssa, Hikiä-Nikkilä, Hikiä-Forssa E kpl / piste ( 30s) min / piste

30 30 Kehitystoimenpiteitä häiriöihin varautumiseksi 1. Häiriöiden määrän vähentäminen 110 kv runkojohtoihin liittyneiden haarajohtojen puuvarmuuden varmistaminen verkkoonliittymisehtojen noudattamisen valvonnan kehittäminen 2. Häiriönselvitysajan nopeuttaminen 110 kv johtoerottimien/katkaisijoiden ja niiden kauko-ohjausten sijoitusperiaatteiden läpikäynti käytönvalvontajärjestelmän viestiyhteyksien varakäynnin nostaminen 12 tuntiin ja yhteyksien kahdentaminen 3. Kriisiviestintä Fingridin kotisivujen toimivuuden varmistaminen kriisitilanteissa kriisiviestinnän toimivuuden varmistaminen ja kehittäminen viranomaisyhteydenpidon toimivuuden varmistaminen häiriötilanteissa 4. Varautumisen kehittäminen Touko-harjoituksen kehityskohteiden toteuttaminen (53 kpl) määrittely vioista, joihin voimajärjestelmässä varaudutaan tutkimus kantaverkon kyvystä kestää säiden ääri-ilmiöitä

31 31 Kantaverkon uhkakuvat Poikkeukselliset sääilmiöt Tekniset viat Ilkivalta ja sabotaasi Terrori ja ilkivalta Tietojärjestelmäuhat Ilkivalta

32 32 7. Valvomotoimintojen yhdistäminen

33 33 Fingridin uusi toimitila Muutto loppuvuonna 2012 Arkadian voimajärjestelmäkeskus ja Hämeenlinnan verkkokeskus yhdistetään Käpylään Uuden valvomon nimi on Kantaverkkokeskus Testitalo Testikatu, Testikaupunki

34