Reima Päivinen Neuvottelukunta 8.6.2016 Katsaus käyttötoimintaan
Esityksen sisältö 1. Toimintaympäristö 2. Käyttötilanne ja häiriöt 3. Tehon riittävyys 4. Järjestelmäreservit 5. Voimajärjestelmän inertia 6. Kansainvälinen käyttöyhteistyö 7. Strategiset hankkeet
Esityksen sisältö 1. Toimintaympäristö
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
Pohjoismaisen sähköjärjestelmän haasteet Sähkötehon riittävyys Joustava kapasiteetti Järjestelmän liike-energia (inertia)
Uusiutuvan energian tuotantokapasiteetti kasvaa 2015 Tuulivoima MW Tuulivoima % huippukulutus Aurinkovoima MW Aurinkovoima % huippukulutus Suomi Saksa Espanja Italia Irlanti Tanska Ruotsi 1 050 8 % 10 0 % 43 400 54 % 38 400 48 % 23 000 57 % 7 000 17 % 8 800 15 % 19 100 32 % 2 400 51 % 0 0 % 5 100 87 % 800 14 % 5 420 23 % 80 0 % Lähde: ENTSO-E
Esityksen sisältö 2. Käyttötilanne ja häiriöt
Ylläpidämme hyvän käyttövarmuuden Häiriökeskeytykset liittymispisteissä 1,20 1,00 2011 Tapani- ja Hannumyrskyt 26-27.12, Kolsi- Forssa, Hikiä-Nikkilä, Hikiä Forssa E 2014 Hikiä-Forssa E kaadettu puu 24.3, ukkosen aiheuttamat katkaisijavauriot Kainuussa 28.7. 9 8 7 kpl 0,80 0,60 2010 Asta-myrsky 29.7, puita Imatra- Konkapelto johdolla 6 5 4 min 0,40 3 0,20 2 1 0,00 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 1-3 2016 0 kpl / piste ( 30s) min / piste
Ylläpidämme hyvän käyttövarmuuden Häiriöiden aiheuttama haitta asiakkaille KAH (M ) 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 1-3 2016
560 MW Suomi on rakenteellisesti tuonnin varassa haaste voimajärjestelmän käyttötoiminnalle Rajayhteyksien käytettävyys 2015 1209 MW suluissa 2014 1012 MW 642 MW Keskimääräinen kaupallinen siirtoteho (MW) 1.1. 31.5.2016
Case: Suomi Ruotsi yhteyden häiriö 26.1.2016 klo 06.08 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!
Esityksen sisältö 3. Tehon riittävyys
Talven 2015-2016 kulutushuipputilanne 7.1.2016 1185 7.1.2016 klo 17-18 Tuotanto 10 874 MW Kulutus 15 105 MW 1229 1468 Tuonti 4 231 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
Esityksen sisältö 4. Järjestelmäreservit
Sähkön tuotannon ja kulutuksen tasapainon ylläpitäminen https://www.youtube.com/user/fingridoyj
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 220-260 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. 1100 MW omat ja vuokralaitokset sekä irtikytkettävät teollisuuskuormat
Kulutuksen joustolle on markkinapaikkoja! Tukkumarkkinat Tehon riittävyys Tehotasapainon ylläpito (Fingrid ostaja) 200-600 MW Elspotmarkkinat, day-ahead 10 MW Tehoreservi 0,2 MW Automaattinen käyttöreservi 100-300 MW Säätösähkömarkkinat 0-200 MW Elbasmarkkinat, intra-day 100 MW Automaattinen häiriöreservi >100 MW Säätökapasiteettimarkkinat 0 MW Automaattinen taajuudenhallintareservi Kysyntäjouston määrä markkinoilla
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
Esityksen sisältö 5. Voimajärjestelmän inertia
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
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
Sähköjärjestelmän inertia vähenee tuotantorakenteen muuttuessa Tuulivoimaa ja aurinkovoimaa lisää yhteensä 2...5 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
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!
Esityksen sisältö 6. Kansainvälinen käyttöyhteistyö
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
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
Esityksen sisältö 7. Strategiset hankkeet
Näkökulmatason strategiset hankkeet Käyttövarmuuden hallinta 1 4 1 5 1 6 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 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
Kiitoksia! Fingrid Oyj Läkkisepäntie 21 00620 Helsinki PL 530, 00101 Helsinki Puh. 030 395 5000 Fax. 030 395 5196