The need for forecasting and flexibility: grid perspectives Workshop MeteoRES 7 oktober 2013
Agenda Introduction Case Waaslandhaven R3 dynamic profile Conclusions 2 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
Energy market CREG / VREG Producers of Electricity Importers of natural gas Elia Distribution network operators Fluxys Suppliers Customers 07/10/2013 3 MeteoRes - Eandis
Tasks Eandis: Distribution grid operator Manage, build and maintain the distribution grids for electricity and natural gas Distribute, on the request of the suppliers, energy towards connected consumers Act as social supplier for domestic dropped customers Promote rational use of energy Manage the access register Facts and figures 4 340 employees Active in 234 towns and municipalities ± 42 000 km of natural gas network ( once around the world ) ± 94 000 km of electricity network ( twice around the world ) 820 000 street lights 1.6 million connections for natural gas 2.5 million connections for electricity 62 900 customers of social supplier electricity 47 900 customers of social supplier natural gas 4 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
Grote uitdaging voor de elektriciteitssector Hernieuwbare energie Besparing primaire energie Meer lokale productie Lokale injectie zorgt voor opwaartse stroom Fluctuerend en weinig controleerbaar Het netwerk wordt bidirectioneel Injectie tot terug in het transportnet Shift van fossiele brandstoffen naar elektriciteit : Relatief groter aandeel elektrisch verbruik opkomst elektrische wagens Warmtepompen Probleem van gelijktijdigheid en benutting + Impact op processen Specifieke economische modellen Tarieven, contracten 07/10/2013 5 MeteoRes - Eandis
Evolutie en prognose DP Eandis - distributienet Groei van 84% tegen 2020 6 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
Windenergie versus belasting Lastprofiel Wind Lastprofiel Wind Windenergie vs belasting 7 Decentrale productie dekt het afnameprofiel niet. GEEN GARANTIE OP GELIJKTIJDIGHEID tussen productie en afname. 07/10/2013 Sterk afhankelijk van weersomstandigheden Productie niet op plaats van gemiddeld verbruik Meer dan 50% piekvermogen slechts gedurende 10% van het jaar Geen productie gedurende 10 tot 30% van het jaar MeteoRes - Eandis
Grote uitdaging voor de elektriciteitssector Hernieuwbare energie Besparing primaire energie Meer lokale productie Lokale injectie zorgt voor opwaartse stroom Fluctuerend en weinig controleerbaar Het netwerk wordt bidirectioneel Injectie tot terug in het transportnet Shift van fossiele brandstoffen naar elektriciteit : Relatief groter aandeel elektrisch verbruik Opkomst elektrische wagens Warmtepompen Probleem van gelijktijdigheid en benutting + Impact op processen Specifieke economische modellen Tarieven, contracten 07/10/2013 8 MeteoRes - Eandis
Grote uitdaging voor de elektriciteitssector Hernieuwbare energie Besparing primaire energie Meer lokale productie Lokale injectie zorgt voor opwaartse stroom Fluctuerend en weinig controleerbaar Het netwerk wordt bidirectioneel Injectie tot terug in het transportnet Shift van fossiele brandstoffen naar elektriciteit : Relatief groter aandeel elektrisch verbruik opkomst elektrische wagens Warmtepompen Probleem van gelijktijdigheid en benutting + Impact op processen Specifieke economische modellen Tarieven, contracten 07/10/2013 9 MeteoRes - Eandis
Energy market Aangezien hernieuwbare energie voorrang krijgt moet CREG / VREG ik mijn productieeenheid flexibel inzetten De Producenten aanwezigheid van wind elektriciteit maakt het voor mij moeilijker om het evenwicht te bewaren Invoerders aardgas Elia Kan ik mijn voordeel doen met decentrale productie en door actief deel te nemen in de markt? Distributienetbeheerders Aangezien ik in mijn portefeuille klanten heb met weersafhankelijke productie wordt het voor mij moeilijker om mijn nominaties correct in te Klanten schatten Het aansluiten van decentrale productie vergt grote Fluxys investeringen in het net dat voor afname ontworpen was Leveranciers 07/10/2013 10 MeteoRes - Eandis
11 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
Agenda Introduction Case Waaslandhaven R3 dynamic profile Conclusions 12 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
Globale situering Kostenefficiënte integratie van decentrale productie In kader van missie, visie, waarden van Eandis: duurzame technologische innovatie brengen om de bedrijfszekerheid van de netten te garanderen en de realisatie van de Vlaamse klimaatdoelstellingen te bevorderen Groei van 84% tegen 2020 13 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
Windmolencurve Windmeting + productiecurve AMR-meting 14 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
Welke uitdagingen? Spanningskwaliteit Verplichting van Eandis om aan het technisch reglement te beantwoorden (o.a. norm EN-50160) Doel: Spanningskwaliteit dient te worden verzekerd Stroomgrenzen Onze assets (bvb. kabels) hebben fysieke grenzen Doel: Vermijden negatieve impact op levensduur Kortsluitvastheid Vermijden dat bij foutsituaties assets beschadigd raken. 15 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
Haalbaarheidsstudie Waaslandhaven rekenregels 4000 0 3000 2000 1000 OK -1000-2000 -3000 NOK 0-4000 4000 3000 2000 1000 Capaciteitsgrenzen 0 Min afname + max injectie NOK -1000-2000 tijdsprofiel OK -3000-4000 16 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
Haalbaarheidsstudie Waaslandhaven congestie 0-500 -1000-1500 -2000-2500 -3000-3500 -4000-4500 Geen aansturing NOK Aansturing OK Investeren Aansturing: -Verminderen lokale productie -Vermeerderen (verschuiven) belastingen 17 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
Studie van verschillende aansluitscenario s Vijf verschillende aansluitwijzen: Bestaand 36kV-net Investering in 15.6kV-net Nieuw 36kV-net Smart aansluiting op 15.6kV-net Smart aansluiting op nieuw 36kV-net Onderzocht in deze studie Per aansluitwijze verschillende windturbines in scope Kostenanalyse voor het volledig scenario Doel: identificeren van aansluitwijze met grootste maatschappelijke baat 18 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
19 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
Rekenregels Klassiek vs. Slim aansluiten Klassiek aansluiten Klassieke studieregels worden toegepast Elke WT kan op elk moment alle energie injecteren* Netinvesteringen worden uitgevoerd waar nodig Slim aansluiten onder klassieke netgrenzen Meer WT worden toegelaten dan klassiek Bij overschrijding (klassieke) grenzen net: aansturen Netinvesteringen kunnen vermeden worden Slim aansluiten met dynamische netgrenzen Klassieke netgrenzen kunnen tijdelijk worden overschreden Alternatieve technieken worden gebruikt om verloren groene energie te verminderen (bvb. DSM) * In normale netuitbatingstoestand 20 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
Forecasting (1) Realtime Line Rating 0-500 -1000-1500 -2000-2500 -3000-3500 -4000-4500 Geen aansturing NOK Aansturing OK Investeren Aansturing: -Verminderen lokale productie -Vermeerderen (verschuiven) belastingen -Dynamisch (tijdelijk) verleggen grenzen (Realtime Line Rating) 21 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
Forecasting (2) Realtime Line Rating 22 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
Forecasting (3) Demand Side Management Reconfiguration of the network Storage (?) 23 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
Conclusie (1) Technische flexibiliteit Noodzaak: Bereiken globaal technisch economisch optimum Meerwaarde: Maatschappij en aanvrager Beperkt gebruik: Indien markt en andere optimalisaties niet voldoende zijn Laatste woord bij DNB (intelligente beveiliging) 24 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
Conclusie (2) WAT: Actief netwerk management Realtime controle van productie en consumptie Maximaal gebruik van bestaande netcapaciteit via realtime line rating Geavanceerde voorspellingen van decentrale productie Optimalisatie algoritmes in het DMS HOGE INVESTERINGEN LAGE INVESTERINGEN, SMART ICT, MEER GROENE ENERGIE ICT ICT ICT ICT ICT ICT ICT ICT OBJECTIEF: Snellere aansluiting van decentrale productie Beperkt verlies aan groene energie maximaal groene energie beschikbaar en positieve case voor de klant Kostenefficiënte integratie van decentrale productie 25 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
Conclusie (3) 2012 2013 2014 2015 2016 Netkoppeling WTs Niet fase afhankelijke taken 26 Stroomcongestie Spanningscongestie End-to-end architectuur 07/10/2013 Optimalisatie architectuur Tooling Fase 1 - Congestiemanagement Fase 2 ANM & Ancillary Services Eandis/Elia Realtime Line Rating DSM Forecasting Reactief Fase 3 Integratie in marktwerking Markt flexibiliteit MeteoRes - Eandis
Agenda Introduction Case Waaslandhaven R3 dynamic profile Conclusions 27 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
R3 dynamic profile (2014) Scope R1-reserve Automatisch reageren op f Reactie binnen 0-30 Max gedurende 15 R2-reserve Automatisch op- en afregelen Reactie tussen 30 en 15 Zo lang als nodig R3-reserve Manueel op vraag van Elia Reactie tussen 30 en 15 Zo lang als nodig Injectiereserve Afnamereserve R3-dynamic profile Voor Proef: Max 50 MW (per BSP min 5MW) Maximaal 2h Steeds beschikbaar 28 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
R3-2014 as first Flex product of Elia What: Control of loads (or generation) on MV network through aggregators Risks for DSO: Activation can cause congestions Solution: E.g. take away the load in areas with too much local generation Prequalification of the EAN s offered by aggregators Yes (green zone) or No (red zone) answer 29 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
R3 2014 Elia Auction contract Technische as Actions DSO Prequal. Settlement 30 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
31 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
R3 2014 and further Elia DSO Auction contract Prequal. Condit. Predict. Incidents + Exceptional events Incidents + Exceptional events Technische as Actions Active Net Mgt Settlement pre-check 32 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
Agenda Introduction Case Waaslandhaven R3 dynamic profile Conclusions 33 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
General objectives of the DSO Execute global economical optimum with in mind: Maximal support of the policy objectives optimal integration of the decentralized generation Maximal operational safety of the distribution Grids Guaranteed reliability & availability Guaranteed Power quality Maximal facilitation of the free market processes Maximal services by DSO Maximal engagement of customers towards the free market processes 34 07/10/2013 MeteoRes - Eandis
35