Katsaus käyttövarmuuden hallintaan Neuvottelukunta Reima Päivinen Fingrid Oyj
Esityksen sisältö 1. Siirtotilanne, häiriöt ja siirtokeskeytykset 2. Siirtokeskeytysprosessin kehittäminen 3. Järjestelmäreservit 4. Kokemukset kantaverkkokeskuksen toiminnasta 5. Eurooppalaiset käyttötoiminnan verkkosäännöt 6. Katsaus Fingridin käyttötoimikunnan toimintaan 7. Tuotantorakenteen muuttuminen
Esityksen sisältö 1. Siirtotilanne, häiriöt ja siirtokeskeytykset
Sähköä on tuotu Pohjois-Ruotsista 2013 1500 1000 500 0-500 -1000-1500 -2000 1.1. 8.1. 15.1. 22.1. 29.1. 5.2. 12.2. 19.2. 26.2. 5.3. 12.3. 19.3. 26.3. 2.4. 9.4. 16.4. 23.4. 30.4. AC kaup siirto (MWh/h) AC Elspot kap (vienti) (MW) AC Elspot kap (tuonti) (MW)
1500 Siirto Keski-Ruotsiin vaihtelee 2013 Fenno-Skan 1 kapasiteetin rajoitus kaapelivian tutkimustulosten vuoksi 1000 500 0-500 -1000 Fenno-Skan 1 aseman palo ja testit Fenno-Skan 1 kaapelivika -1500 1.1. 8.1. 15.1. 22.1. 29.1. 5.2. 12.2. 19.2. 26.2. 5.3. 12.3. 19.3. 26.3. 2.4. 9.4. 16.4. 23.4. 30.4. FS kaup siirto (MWh/h) FS Elspot kap (vienti) (MW) FS Elspot kap (tuonti) (MW)
Venäjän tuonti on vähentynyt 2013 0-200 -400-600 -800-1000 -1200-1400 -1600 1.1. 8.1. 15.1. 22.1. 29.1. 5.2. 12.2. 19.2. 26.2. 5.3. 12.3. 19.3. 26.3. 2.4. 9.4. 16.4. 23.4. 30.4. Kaupallinen siirto (MWh/h) Siirtokapasiteetti (MW) Elspot kapasiteetti (MW)
Viron siirto vaihtelee tuonnin ja viennin välillä 2013 500 400 300 200 100 0-100 -200-300 -400-500 1.1. 8.1. 15.1. 22.1. 29.1. 5.2. 12.2. 19.2. 26.2. 5.3. 12.3. 19.3. 26.3. 2.4. 9.4. 16.4. 23.4. 30.4. Kaup siirto (MWh/h) Elspot kap (vienti) (MW) Elspot kap (tuonti) (MW)
1,20 Häiriökeskeytykset liittymispisteissä 7 1,00 0,80 6 5 kpl 0,60 0,40 0,20 4 3 2 1 min 0,00 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 1-4/2013 2002 Taivalkosken muuntajaviat 2010 Asta myrsky 29.7, puita Imatra-Konkapelto johdolla 2011 Tapani- ja Hannumyrskyt 26.-27.12, Kolsi Forssa, Hikiä-Nikkilä, Hikiä-Forssa E kpl / piste ( 30s) min / piste 0
Toimittamatta jäänyt energia (MWh) ja KAH (M ) MWh 400 M 7,0 350 6,0 300 5,0 250 200 150 4,0 3,0 TJSE MWh KAH M 100 2,0 50 1,0 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 1-4 2013 0,0 toimittamatta jäänyt = siirtämättä jäänyt, KAH = keskeytysten aiheuttama kansantaloudellinen haitta
Fenno-Skan 1 kaapelivaurio 12.2.2013 Korjaus valmistui 12.4.2013 Syy kaapelin sisäinen vika, vikapaikka 1,7 km Suomen rannikosta Tutkimukset vian syystä kesken, varotoimenpiteenä Fenno-Skan 1 siirtokapasiteettia rajoitettu 550 MW tasosta 450 MW tasoon
Oulun seudun 110 kv verkon huurrekuormista aiheutuneet häiriöt 27.1.2013 ja 29.1.2013 Oulun pohjoispuolen 110 kv voimajohdoissa tapahtui 27.1 ja 29.1.2013 yhteensä 24 kpl häiriöitä 11 kpl Isohaara-Raasakka 110 kv 5 kpl Leväsuo-Raasakka 110 kv 1 kpl Raasakka-Maalismaa 110 kv 7 kpl Leväsuo-Maalismaa 110 kv
Esityksen sisältö 2. Siirtokeskeytysprosessin kehittäminen
13 Kantaverkon siirtokeskeytysten toteutus Laitteiden ja voimajohtojen huolto sekä investoinnit edellyttävät siirtokeskeytyksiä Kantaverkossa tehdään vuosittain noin 1100 siirtokeskeytystä Asiakkaille ei aiheudu sähköntoimituksen keskeytymistä (varayhteydet käytössä) Siirtokapasiteetteihin vaikuttavat siirtokeskeytykset ajoitetaan siten, että ne eivät haittaa tukkusähkömarkkinoita
Siirtokeskeytykset 2013 Siirtokapasiteettiin vaikutusta: 1. Uusnivala Vuolijoki 400 kv 13.- 24.5, huoltotyöt 2. Stackbo-Finnböle-Hamra, SvK, rajoittaa Fennoskan siirtoa - 6/13, johtojen vahvistus 3. Pyhäselkä-Vuolijoki 400 kv 17.- 18.6, johtotyöt 4. Alajärven 400 kv 25.- 28.6, kiskokeskeytys Kytkentöjen lukumäärä vuonna 2013 verrattuna vuosien 2008-2012 keskiarvoon sekä minimi ja maksimi arvoihin Siirtokeskeytystarpeet saatiin hyvin kerättyä asiakkailta maaliskuun loppuun mennessä. Alueellisesti merkittäviä: 1. Anttilaan liittyvät työt 3/13-7/13, EstLink2-projekti 2. Kristinestad ja Ulvila 11/12-4/14, johtotyöt 3. Tihisenniemi-Katerma 5/13-7/14, johtotyö 4. Kalajoki-Pikkarala-Leväsuo - 8/13, johtotyö (220 kv poistuu) 5. Imatran 5/13, kiskokeskeytys Asiakkaille on toimitettu huhtikuun aikana heitä koskevat siirtokeskeytystarpeet vuoden 2013 osalta.
Siirtokeskeytysten kehittäminen 2013 - Suunnitellaan yhdessä asiakkaiden kanssa Optimoidaan teknisesti ja taloudellisesti Minimoidaan haitat sähkömarkkinoille Toteutetaan käyttövarmuutta vaarantamatta Toteutetaan turvallisesti
Siirtokeskeytysten pitkäjänteinen suunnittelu -10 a -8 a -6 a -4 a - 2a 0 a Pitkän tähtäimen verkkosuunnittelu 7-20 a Verkon kehittämissuunnitelma 10 a Alueellinen verkkosuunnittelu 3-6 a Voimalaitokset 31.3- Jakeluverkot 31.3- Rajayhteydet Fingridin varavoima Fingridin kunnossapitohankkeet Fingridin kunnossapitotyöt 0-18 a Voimajohtojen esisuunnittelu Voimajohtojen yleissuunnittelu Investointiesitys Tarjouskysely Rakentaminen Asemien esisuunnittelu Asemien suunnittelu
Esityksen sisältö 3. Järjestelmäreservit
Reservejä tarvitaan monenlaisia 1. Taajuusohjattu käyttöreservi pitää taajuuden automaattisesti normaalirajoissa pohjoismainen velvoite Suomelle noin 140 MW voimalaitokset, Venäjän yhteys ja Estlink 2. Taajuusohjattu häiriöreservi korjaa taajuutta automaattisesti häiriötilanteessa pohjoismainen velvoite Suomelle 220-240 MW voimalaitokset ja irtikytkettävät teollisuuskuormat 3. Taajuuden palautusreservi (FRR-A) uusi! testijakso alkanut, Suomen osuus 23 MW automaattisesti, keskitetysti taajuudesta aktivoituva voimalaitokset 4. Säätösähkö pohjoismaiset markkinat tuotanto ja kulutus, vähintään 10 MW ja 15 minuutin aktivointiaika 5. Nopea häiriöreservi aktivoidaan manuaalisesti häiriötilanteessa 15 minuutissa pohjoismainen velvoite Suomelle mitoitusvikaa vastaava noin 900 MW omat ja vuokrakaasuturbiinit sekä irtikytkettävät teollisuuskuormat
Nopean häiriöreservin varavoimalaitokset 400 kv kantaverkko Suunnitteilla oleva 400 kv kantaverkko Sähköasema Fingridin oma varavoimalaitos Yhteensä 935 MW Varavoimalaitos, käyttöoikeussopimus Yhteensä 295 MW Vaskiluoto 1x26 MW varavoimalaitoksia ei käytetä kaupalliseen sähköntuotantoon Kristiina 2x30 MW Tahkoluoto 2x26 MW Olkiluoto 2x50 MW Naantali 2x20 MW Forssa 2x160 MW Elenia dieselit 13 x 1 MW Vanaja 1x50 MW Kellosaari 2x59 MW Sopenkorpi 1x11 MW Huutokoski 6x30 MW Mertaniemi 1x33 MW 2x35 MW Hinkismäki 1x40 MW Loviisa 1x10 MW Tolkkinen 4x20 MW Kilpilahti 1x27 MW
Taajuuden normaalit vaihtelut ovat kasvaneet Frequency Outside quality development operational band over years % of time outside 49.9 to 50.1 Hz band 3.5% 3.0% 2.5% 2.0% 1.5% 1.0% 0.5% 3σ 0.0% 1996 2000 2005 2010 2011 The Nordic Grid Code specifies that the frequency will typically remain within the range of 49.9 Hz to 50.1 Hz
M 40 Reservimarkkinoille tarvitaan lisää tarjontaa 30 Olkiluoto 3 verkkoon nopean häiriöreservin velvoite kasvaa 20 Uusi pohjoismainen taajuudenhallintareservi käyttöön 2013 10 0 2009 2010 2011 2012 Taajuusohjattujen reservien hankinta markkinahinnat nousseet tarjontaa niukasti Kantaverkkotariffi Tasepalvelutariffi
Esityksen sisältö 4. Kokemukset kantaverkkokeskuksen toiminnasta
Kantaverkkokeskus Arkadian voimajärjestelmäkeskus muutti onnistuneesti 3.12.2012 Hämeenlinnan verkkokeskus muutti 14.1.2013 Toiminta lähti hyvin käyntiin Toimintamallia kehitetään kokemusten perusteella
Esityksen sisältö 5. Eurooppalaiset käyttötoiminnan verkkosäännöt
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
Eurooppalaiset verkkosäännöt - käyttötoiminta verkkosäännöt määrittelevät käyttövarmuustasoa ja muuttavat sekä yhdenmukaistavat käyttötoimintaa hyvin yksityiskohtaisia vaatimuksia toimintaa yhdenmukaistetaan Keski-Euroopan yhteiskäyttöverkon ehdoilla kansallisen regulaattorin rooli vahvistuu Suomen erityiskysymys: suuret ydinvoimalaitokset osa asioista jää pohjoismaisesti sovittaviksi käyttösopimuksessa myös hyvää: harmonisointia, järjestelmällisyyttä, muilta oppimista
Käyttötoiminnan verkkosääntöjen aikataulu 2012 2013 2014 Framework Guideline on System Operation Valmis Network Code on Operational Security Valmistelu ACER:ille Komitologia Käyttöönotto Network Code on Operational Planning & Scheduling Valmistelu ACER:ille Komitologia Käyttöönotto Network Code on Load-Frequency Control & Reserves Valmistelu ACER:ille Komitologia Käyttöönotto Network Code on Emergency and Restoration Valmistelu Network Code on Staff Training and Certification Valmistelu?
Esityksen sisältö 6. Katsaus Fingridin käyttötoimikunnan toimintaan
Käyttötoimikunta Käyttötoimikunnan työn tavoitteena on ottaa paremmin huomioon erilaisten asiakasryhmien tarpeet sähköjärjestelmän käyttöön ja käyttövarmuuden hallintaan liittyvissä asioissa ja niiden kehityksessä. Käyttötoimikunta koostuu tuottajien, sähkön suurkuluttajien ja alue- ja jakeluverkkoyhtiöiden edustajista Käyttötoimikunnan jäsenet vuonna 2012/13 Ilona Erhiö Hannu Halminen Erkki Nuortio Raimo Peltola Jaakko Puotinen Jukka Rajala Ismo Reinikka Erkki Tiippana Vantaan Energia Sähköverkot Oy (2013 Teppo Härkönen Helen Sähköverkko Oy) Boliden Harjavalta Oy Kemijoki Oy (2013 Teuvo Jouhten PVO-Vesivoima Oy) Fortum Power and Heat Oy Stora Enso Oyj EPV Alueverkko Oy E.ON Kainuun Sähköverkko Oy VR-Rata Oy Toimikunta kokoontuu neljä kertaa vuodessa
Käyttötoimikunnan toiminta v. 2012 / 13 sekä toimikunnan palaute yhteistyöstä Käyttötoimikunnan työn painopistealueita 2012/13 häiriöt ja niiden vaikutukset, erityisesti tasavirtayhteyksissä naapurimaihin on häiriöitä esiintynyt normaalia enemmän uusi verkkotietojärjestelmä Elvis yleisten liittymisehtojen ja voimalaitosten järjestelmäteknisten vaatimusten uudistus Entso-E:n valmistelemien verkkosääntöjen sisältö ja vaikutukset uuden Kantaverkkokeskuksen toiminnan aloitus reservien ylläpito ja uusi pohjoismainen taajuudenhallintareservi FRR-A Käyttötoimikunnan palautekyselyn satoa Fingridin on arvioitu onnistuneen hyvin käyttövarmuuden ylläpitämisessä sekä käyttötoimikuntatyössä toivottiin jatkossakin erilaisten verkon käyttö- ja häiriötilanteiden läpikäyntiä sekä niiden perusteella tehtyjä johtopäätöksiä vuorovaikutteisuuden lisäämiseksi ehdotettiin mm. ideointiriihiä ja käyttötoimikunnan jäsenten alustuksia
Esityksen sisältö 7. Tuotantorakenteen muuttuminen
Uusiutuva energia Euroopan Unionissa 2011 Tuulivoima 90 000 MW (106 000 MW) Saksa 28 000 MW (31 000 MW) Espanja 21 000 MW (23 000 MW) Tanska 4 000 MW ( 4 100 MW) Suomi 200 MW ( 300 MW) Osuus Euroopan tuotantokapasiteetista 10% (11%) Euroopassa tuotetusta sähköstä 5% ( 7%) Aurinkovoima (PV) 51 000 MW Saksa 24 900 MW (32 400 MW) Espanja 4 200 MW ( 4 400 MW) Italia 12 800 MW (17 000 MW) Suomi 0 MW Osuus: Euroopan tuotantokapasiteetista 5 % Euroopassa tuotetusta sähköstä 1 % (2,6%) Vuoden 2012 alustavia tietoja suluissa
Voimalaitoksen yksikkökoolle on rajansa suuren laitosyksikön äkillinen vikaantuminen tulee kestää ilman laajaa sähkökatkosta rajoittavana tekijänä on sähköjärjestelmän tahtikäytössä toimivien voimalaitosten pyörivä massa pohjoismaiseen järjestelmään voidaan liittää enintään 1650 MW voimalaitos Taajuus / Hz 50 49,9 49,8 49,7 49,6 49,5 49,4 49,3 49,2 49,1 1650 MW äkillinen tehonmuutos kesäkauden tuotantotilanteessa 49 Aika/s 48,9 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0