Fremtiden er elektrisk
Takk for oppmerksomheten!
Fremtiden er elektrisk
Gjennomgangen av NC-HVDC
Statnetts anbefaling til NVE
Stian Boye Skaatan, Statnett
Hensikt og innhold i NC-HVDC
• Skal bidra til integrasjon av fornybar produksjon
• Skal sørge for håndtering av økende grensekryssende kraftflyt
• Krav til HVDC forbindelser
• Krav til DC-tilknyttede produksjonsparker (f.eks. vindparker)
• Skal ikke favorittseire en teknologi (LCC/VSC)
• Skal ikke være en begrensning for videre utvikling av multi-terminalt eller masket HVDC nett
Fremtiden er elektrisk
Virkeområde
• Omfattende dokument på 65 sider og 86 paragrafer
• Regulerer teknisk
funksjonalitet for HVDC- systemer og DC-tilknyttede kraftparkmoduler
• Skal i hovedsak gjelde for nye tilknytninger
Fremtiden er elektrisk
AC nett DC nett
HVDC omformer
Transmisjonsnettsentral Offshore DC-tilknyttet PPM
Fremtiden er elektrisk
HVDC grensesnitt
AC tilknytningspunkt
Fjern ende HVDC-omformer
HVDC-system
Oversikt over NC-HVDC
Tyngdepunkt på teknikk
• Frekvensområder og styring av aktiv effekt.
• Spenningsområder og evne til å levere reaktiv effekt.
• Fault ride through-egenskaper (FRT)
• Svartstartegenskaper.
• Vern, kontroll og informasjonsutveksling.
Tyngdepunkt på prosesser og juridiske spørsmål
General provisions
§§ 1-10
Subject matter
Definitions
Scope
Application to existing HVDC systems and DC-connected
power park modules
Regulatory aspects
Requirements for HVDC connections
§§ 11-37
Active power control and
frequency support
Reactive power control
and voltage support
Fault Ride Through capability
Control
Protection devices and
settings
Power system restoration
Requirements for DC- connected power park modules and
remote-end HVDC converter
stations
§§ 38-50
DC-connected power park
modules
Remote-end HVDC converter
stations
Information exchange and
coordination
§§ 51-54
Information exchange and
coordination
Operational notification procedure
§§ 55-66
Connection of new HVDC
systems
Connection of new DC- connected power park modules
Cost benefit analysis
Compliance
§§ 67-76
Compliance monitoring
Compliance testing
Compliance simulations
Non-binding guidance and monitoring of implementation
Derogations
§§ 77-83
Derogations
Final Provisions
§§ 84-85
Entry into force
Hva finnes av krav i dag?
• Er likestilt med produksjonsanlegg i FIKS
Fremtiden er elektrisk
Referansegruppens arbeid
• Avholdt 5 møter i gruppen i perioden 2015 – 2017
• Arbeidet har vært omfattende og tidkrevende
• Preget av en positiv dialog og konstruktive innspill
• Ikke enighet på alle punkter
Fremtiden er elektrisk
Referansegruppen for NC-HVDC
Fremtiden er elektrisk
Navn Selskap
Terje Sten Tveit Agder Energi/Energi Norge
Jan Brewitz Statkraft/Baltic cable
Elisabeth Nøkleby Abildgaard Statnett SF Kamran Sharifabadi Statoil ASA
Lars Ihler NEK
Astrid Ånestad NVE (observatør)
Eirik Eggum NVE (observatør)
Tekniske krav i NC-HVDC
Fremtiden er elektrisk
Prosjektspesifikke krav
• Statnett har definert 39 paragrafer og ledd til å være prosjektspesifikke. Og det vises til Statnetts anbefaling som ligger på våre hjemmesiderfor fullstendig oversikt over disse.
• De prosjektspesifikke kravene gjelder i hovedsak
• Frekvenskrav
• Spenningskrav
• FRT
• Krav til kontroll
• Svartstartegenskaper
• Det er en rekke paralleller til RfG i de prosjektspesifikke kravene.
Fremtiden er elektrisk
Frekvensområder og styring av aktiv effekt
Fremtiden er elektrisk
Frekvensområder – eneste som er anbefalt til NVE
Spenningsområder og evne til å levere reaktiv effekt
Fremtiden er elektrisk
Spenningsområder – HVDC-systemer
Annet ledd åpner for at det kan stilles utvidede krav til spenningsområde og tidsintervaller, dersom dette avtales mellom eier av HVDC-systemet og relevant systemoperatør. Statnett har ingen videre anbefaling til bestemmelsen, annet enn at dette kan være nødvendig i enkelttilfeller, og at dette i så måte vil være et prosjektspesifikt krav.
Synkronområde Driftsspenning Spenningsområde Tidsintervall for stabil drift
Norden
≥ 110 kV og < 300 kV
0,9 pu– 1,05 pu Ubegrenset 1,05 pu– 1,10 pu 60 minutter
≥ 300 kV og ≤ 420 kV
0,9 pu– 1,05 pu Ubegrenset 1,05 pu– 1,10 pu 60 minutter
Spenningsområder og evne til å levere reaktiv effekt
Fremtiden er elektrisk
Hurtig feilstrømsbidrag – symmetriske feil
• Like krav som i RfG og for kraftparkmoduler, og er gjennomgått tidligere
• Statnetts anbefaling i de gitte paragrafene er lik som for produksjonsanlegg (gjennom RfG), og er gjennomgått tidligere.
Evnen til å levere reaktiv effekt og modus for regulering av reaktiv effekt
Spenningsområder og evne til å levere reaktiv effekt
Fremtiden er elektrisk
Reaktiv effekt og spenningskrav gjeldende for DC-tilknyttede kraftparkmoduler
• DC-tilknyttede kraftparkmoduler skal følge kravene gitt av RfG til offshore kraftparkmoduler i paragrafene 13 til 22. Med unntak av spenningsområder, som er anbefalt til:
Synkronområde Driftsspenning Spenningsområde Tidsintervall for stabil drift
Norden
≥ 110 kV og < 300 kV
0,85 pu– 0,90 pu 60 minutter 0,90 pu– 1,10 pu Ubegrenset 1,10 pu– 1,15 pu 60 minutter
≥ 300 kV og ≤ 420 kV
0,85 pu– 0,90 pu 60 minutter 0,90 pu– 1,10 pu Ubegrenset 1,10 pu– 1,15 pu 60 minutter
Spenningsområder og evne til å levere reaktiv effekt
Fremtiden er elektrisk
Reaktiv effekt og spenningskrav gjeldende for fjern ende HVDC-omformerstasjon
• Fjern ende HVDC-omformerstasjoner skal følge kravene gitt av paragrafene 11 til 39 i NC-HVDC. Med unntak av spenningsområder, som er anbefalt til:
Synkronområde Driftsspenning Spenningsområde Tidsintervall for stabil drift
Norden
≥ 110 kV og < 300 kV
0,85 pu– 0,90 pu 60 minutter 0,90 pu– 1,10 pu Ubegrenset 1,10 pu– 1,15 pu 60 minutter
≥ 300 kV og ≤ 420 kV
0,85 pu– 0,90 pu 60 minutter 0,90 pu– 1,10 pu Ubegrenset 1,10 pu– 1,15 pu 60 minutter
Fault ride through-egenskaper (FRT)
• Statnett skal i forbindelse med krav til FRT definer FRT-kurven som skal være gjeldende for HVDC- systemer. Kravene skal ta hensyn til kravene gitt av paragraf 18, og det som defineres for
kraftparkmoduler iht. RfG.
• Kravene til FRT for kraftparkmoduler (type D – anlegg tilknyttet > 110 kV og større enn 30 MW) gitt av RfG, vil da være samme anbefaling til FRT-kurve for HVDC-systemer.
Fremtiden er elektrisk
Opp til 0,9 pu etter 10 s
Svartstartegenskaper
• For HVDC-systemer vil det være naturlig å følge den anbefalingen som er gitt i RfG arbeidet.
Fremtiden er elektrisk
Oppsummering av innspill fra bransjen
Generelle kommentarer til arbeidet
•
Være varsom med å foreslå "kjekt å ha krav"
•
Flere av kravene kan være diskriminerende mot LCC-teknologi, og det er stilt spørsmål hvorvidt det er ønskelig å favorisere VSC-teknologi
•
Påpekt viktigheten av at prosjektspesifikke krav avklares på et tidlig tidspunkt i prosjektene. Samt at det bør være krav om samfunnsøkonomisk lønnsomhet når det skal stilles prosjektspesifikke krav. Dette for å sikre likebehandling og at eksterne aktører ikke stilles strengere krav enn Statnetts egne anlegg
Fremtiden er elektrisk
Oppsummering av innspill fra bransjen
Generelle kommentarer til arbeidet
•
Gruppen har påpekt at mulige rollekonflikter i og med at Statnett som relevant TSO også er HVDC kabeleier. Rollene som benyttes i forordningen
eksempelvis; 'relevant systemoperator', 'relevant TSO', relevant DSO, gridowner etc. ikke er entydige i forhold til norske roller og
ansvarsfordeling/forhold slik det er i dag. Det norske begrepet systemansvarlig og bruken av dette passer ikke inn i en engelsk oversettelse
•
Referansegruppen har i flere sammenhenger påpekt behovet for at Norges unike potensial som systemleverandør av ballansetjenester muliggjøres
gjennom denne forordningen. Det må ikke settes restriksjoner med hensyn til effekt rampehastighet etc. som vanskeliggjør muligheten til å utnytte nasjonens unike posisjon pga. regulerbar vannkraft
Fremtiden er elektrisk
Oppsummering av innspill fra bransjen
Kommentarer til forskjellige deltema
•
Frekvensområde
• Etter gruppens syn er kravene til frekvensområde strengere enn dagens krav gitt av FIKS, uten at endringen virker å speile den faktiske endringen i kraftsystemet. Å øke intervallet for hva den kontinuerlig frekvensen kan være, er svært uheldig. Dette utelukker i praksis LCC-teknologi og vil være fordyrende for VSC. Gruppen har på bakgrunn av dette bedt Statnett gjøre en vurdering om det bør søkes tilpasning til forordningen. Dersom FIKS kravene er fornuftig, bør det kunne
argumenteres for å legge dette til grunn for NC-HVDC kravene, selv om dette innebærer en EØS tilpasning
•
Styring av aktiv effekt og rampehastighet
• Ramping kan være en løsning ikke bare et problem, slik Statnett beskriver dette. Omformere kan benyttes for å stabilisere/levere systemtjenester
• Det norske systemet har unike muligheter til å levere effektballanseprodukter og systemtjenester til andre land via HVDC-forbindelser. Det må ikke settes unødvendige begrensninger i forordningen som vanskeliggjør en slik leveranse som kan være av nasjonal interesse
Fremtiden er elektrisk
Oppsummering av innspill fra bransjen
Kommentarer til forskjellige deltema
•
Hurtig feilstrømsbidrag – symmetriske feil
• Etter gruppens oppfatning er kravene slik de er gitt i Statnetts anbefaling for rigide. Gruppen mener også at kravene er teknologiavhengig, og det er en utfordring at man må ha en fasekompensator eller STATCOM for å tilfredsstille kravene (gjelder i hovedsak for LCC)
• Etter gruppens vurdering bør egenskaper for hurtig feilstrømsbidrag vurderes i de ulike tilknyttede nettsystemene og de rådende forhold, det er ikke en "one-size fits all"
• Et forslag fra gruppen er at dette kan forespørres som en betalt tjeneste fra TSO (på samme måte som for svartstart), for så å avtale selve funksjonaliteten. Dette vil blant annet sikre at kravet er gjennomtenkt og at man ikke påfører systemet ytterligere problemer/skade
• Videre står det i Statnetts anbefaling at funksjonaliteten skal ha innstillbare parametere slik at man kan gjøre tilpasninger. Dette er ikke et heldig krav. Det å justere parametere for oppførselen i ett feilforløp vil påvirke oppførselen i andre feilforløp. Det vil si at en endring i parametere vil kreve komplett testing av ny oppførsel
• Gruppen er videre tydelig på at kravene med hensyn til innstillbare parametere i praksis kan medføre betydelig kostnader i prosjektgjennomføring (innstilling justering, usikkerhet, indirekte effekter etc.) og vanskelig kan gjennomføres i praksis slik Statnett har formulert dette og fraråder dette kravet slik det er formulert nå
Fremtiden er elektrisk
Oppsummering av innspill fra bransjen
Kommentarer til forskjellige deltema
•
Evnen til å levere reaktiv effekt
• Forordningen og kravene gitt av § 20 om utveksling av reaktiv effekt og U-P/Pmax profilen er vanskelig å forstå, og virker å være strengt
• Hjemmelen virker også å være for vid, og det kan være uheldig at det stilles for strenge krav
• Forslag fra gruppen om at det fastsettes et grunnkrav som det er mulig å forholde seg til. Og at dette settes til cos φ ≤ 0,95 kapasitivt og cos φ ≤ 0,95 induktivt målt i forhold til nominell ytelse (som dagens krav)
Fremtiden er elektrisk
Oppsummering av innspill fra bransjen
Kommentarer til forskjellige deltema
•
FRT
• Kravene er greie for VSC-teknologi, men diskriminerer LCC-teknologi
•
Svartstartegenskaper
• Det bør presiseres at svartstart ikke er et krav, men en tjeneste som kan tilbys og avtales mellom eier og aktuell systemoperatør
•
Simuleringsmodeller
• Gruppens deltakere meddeler at det er utfordringer med at leverandørene ikke vil at simuleringsmodellene videresendes til tredjepart
Fremtiden er elektrisk
Pause
Fremtiden er elektrisk
Gjennomgangen av NC-DCC
Statnetts anbefaling til NVE
Fremtiden er elektrisk
Stian Boye Skaatan, Statnett
Hensikt og innhold i NC-DCC
• Skal fremme smarte nettløsninger som bidrar til økt integrasjon av fornybar kraftproduksjon og forsyningssikkerhet
• Krav til nye forbrukere som skal tilknyttes nettet, med fokus på industrikunder og distribusjonssystemoperatører (DSO)
• Krav til leverandører av forbrukerfleksibilitet
Fremtiden er elektrisk
Virkeområde
• Omfattende dokument på 54 sider og 59 paragrafer
• Regulerer teknisk funksjonalitet i
tilknytningspunktet mot transmisjonsnettet, samt funksjonalitet i forbindelse med
forbrukerfleksibilitet
• Stiller ikke krav til forbruk tilknyttet regional- og distribusjonsnett
• Skal i hovedsak gjelde for nye tilknytninger
• NC-DCC regulerer ikke krav til nettanlegg
Fremtiden er elektrisk
Oversikt over Demand Connection Code (NC-DCC)
Tyngdepunkt på teknikk
• Frekvenskrav
• Spenningskrav
• Reaktiv effekt
• Vern, kontroll og informasjonsutveksling
• Forbruksfrakobling
• Forbrukerfleksibilitet
Tyngdepunkt på prosesser og juridiske spørsmål
General provisions
§§ 1-11
Subject matter
Definitions
Scope
Application to existing demand
and distribution
Regulatory aspects
Requirements
§§ 12-26
General frequency requirements
General voltage requirements
Short-circuit requirements
Reactive power requirements
Protection and control
Demand disconnection
Operational notification procedure for
connection
Demand side respons (DSR)
§§ 27-33
General requirements for
DSR
Operational notification procedure for
DSR
Compliance
§§ 34-47
Roles and responsibilities
Compliance testing
Compliance simulations
Compliance monitoring
Cost benefit analysis and derogations
§§ 48-55
Cost benefit analysis (CBA)
Derogations
Non-binding guidance and monitoring of implementation
§§ 56-57
Non-binding guidance on implementation
Monitoring
Final Provisions
§§ 58-59
Entry into force
Hva finnes av krav i dag?
• Ingen detaljerte krav fra Statnett
• NC-DCC innebærer et helt nytt regelverk
• Dagens FIKS har i liten grad krav til tilknytning av forbruk/industri
Fremtiden er elektrisk
Referansegruppens arbeid
• Avholdt 5 møter i gruppen i perioden 2015 – 2017
• Arbeidet har vært omfattende og tidkrevende
• Preget av en positiv dialog og konstruktive innspill
• I hovedsak ingen uenigheter mellom Statnett og referansegruppen
Fremtiden er elektrisk
Referansegruppen for NC-DCC
Fremtiden er elektrisk
Navn Selskap
Ellen Strøm Juliussen Skagerrak Nett
Sigurd Kvistad Hafslund Nett
Bjørn Aune Helgelandskraft Nett
Lars Ihler NEK
Arvid Bekjorden DistriktsEnergi
Morten B. Nielsen Norsk Hydro
Kjell Sand Smartgrid senteret
Eilert Bjerkan Enfo Consulting
Geir-Helge Hansen Total E&P Norge
Anders Sivertsgård Energi Norge
Astrid Ånestad NVE (observatør)
Håvard Hansen NVE (observatør)
Tekniske funksjonskrav
Fremtiden er elektrisk
Paragraf 12 -
Generelle frekvenskrav
Fremtiden er elektrisk
Statnetts anbefaling
Forskriften legger også opp til at det kan stilles krav utover de frekvensintervaller som er definert i tabell 1 (ref.
paragraf 12 annet ledd). Statnett ser ingen umiddelbare behov for å definere frekvensintervaller utover det som er gitt av tabell 1, og mener paragraf 12 annet ledd åpner for at TSO kan stille utvidet krav i hver enkelt tilknytning dersom det er ønskelig og teknisk mulig
Paragraf 12 -
Koordinering mot RfG
Statnetts anbefaling
• I arbeidet med RfG har Statnett fått gjennomført en analyse om krav til separatdriftsegenskaper, og da særlig hvilke krav til frekvenser som
produksjonsanlegg skal holde inne ved. Kort oppsummert vil disse kravene gå langt ut over de krav som stilles til frekvensområde i RfG ved separatdrift
• Etter diskusjoner med bransjen har Statnett konkludert med at det kan stilles forskjellige krav til frekvensområde for produksjon og forbruk
• I enkelttilfeller kan det være aktuelt å benytte seg av paragraf 12 annet ledd. Dette da det generelt er ønskelig at forbruk og distribusjonsnett holder inne så lenge det er teknisk mulig og utover de frekvensområder som er gitt av forordningen
• Statnett mener videre at dersom det installeres frekvensvern eller lignende utstyr som sørger for at anlegget tripper ved 51,5 Hz skal dette meldes fra om til Statnett (iht. paragraf 18 tredje ledd)
Fremtiden er elektrisk
Paragraf 13 -
Generelle spenningskrav
• Generelle spenningskrav for forbruksenheter, distribusjonsanlegg og distribusjonsnett (med utstyr) som er tilknyttet transmisjonsnettet
• Automatisk frakobling ved spesifiserte spenningsnivå
• Referanseverdi for spenning på hvert spenningsnivå
Fremtiden er elektrisk
Paragraf 13 -
Generelle spenningskrav
Fremtiden er elektrisk
Synkronområde Spenningsintervall Tidsintervall/varighet
Norden 0.90 pu– 1.05 pu Ubegrenset
1.05 pu– 1.10 pu 60 min
Tabell 2: Tabellen viser minimum tidsintervall som forbruk tilknyttet transmisjonsnettet, distribusjonsanlegg tilknyttet transmisjonsnettet og distribusjonsnett tilknyttet transmisjonsnettet skal kunne driftes og forbli tilkoblet til nettet ved spenninger som avviker fra referanseverdien 1 pu i tilknytningspunktet. Gjelder tilknytning til transmisjonsnett med referansespenning fra og med 110 kV til 300 kV.
Synkronområde Spenningsintervall Tidsintervall/varighet
Norden 0.90 pu – 1.05 pu Ubegrenset
1.05 pu– 1.10 pu 20 min
Tabell 3: Tabellen viser minimum tidsintervall som forbruk tilknyttet transmisjonsnettet, distribusjonsanlegg tilknyttet transmisjonsnettet og distribusjonsnett tilknyttet transmisjonsnettet skal kunne driftes og forbli tilkoblet til nettet ved spenninger som avviker fra referanseverdien 1 pu i tilknytningspunktet. Gjelder tilknytning til transmisjonsnett med referansespenning fra og med 300 kV til og med 420 kV.
Figuren under illustrerer hvordan definisjonene kan forstås:
Forståelsen kan påvirkes hvis energimyndighetene kommer med nye føringer for definisjon på tilknytningspunkt mellom distribusjons- og transmisjonsnett
Fremtiden er elektrisk
Paragraf 13 -
Generelle spenningskrav
‘connection point’ means the interface at which the power generating module, demand facility, distribution system or HVDC system is connected to a transmission system, offshore network, distribution system, including closed distribution systems, or HVDC system, as identified in the connection agreement;
Det står ikke beskrevet hvor tilknytningspunktet spesifikt er plassert i forhold til
transformator, brytere, etc. Plassering av tilknytningspunkt vil altså være avhengig av nasjonale beslutninger om definisjonen av transmisjonsnett og distribusjonsnett.
Transformatorer behandles i annet ledd i endring i energiloven, og viderefører i all hovedsak dagens ordning:
Transmisjonsnettet omfatter også anlegg for omforming av elektrisk energi, når omformeranlegget er direkte tilknyttet anlegg for overføring som nevnt i første ledd og transformerer til spenning på minst 33 kV.
Fremtiden er elektrisk