Fråga:

Elbehovet varierar jukraftigt under ett dygn. Hur kan man se till att summan av den genererade effekten från alla kraftverk hela tiden motsvarar efterfrågan? Om man har stor andel vattenkraft kan man ju reglera dessa ganska bra, men hur går det till i områden som inte har vattenkraft, och som inte har grannländer som kan sälja överskottsenergi med kort varsel? Och hur beslutas det vilka kraftverk som skall producera mer/mindre för att möta behovet?

Johan Torsner

Svar:

Vid obalans mellan producerad och konsumerad effekt avviker nätfrekvensen från sitt nominella värde, och en kontinuerligt inkopplad frekvensreglering strävar efter att återställa balansen genom att öka eller minska den genererade effekten. Justering av effekten sker vid varje kraftstation som deltar i frekvensregleringen, och fördelningen av ”regleringsinsatsen” bestäms av varje enhets inställda värde på den så kallade statiken (på engelska droop). Statikvärdet kan variera mellan 0 och 100 procent, där 0 innebär att generatorn strävar efter att på egen hand hålla frekvensen (gäller för en ensam generator på ett isolerat nät). 100 procent innebär å andra sidan att anläggningen inte alls deltar, utan körs på ett konstant effektvärde.

I ett stort nät kan ett inställt statikvärde exempelvis vara 4 procent, vilket innebär att 4 procent frekvensavvikelse medför 100 procent förändring av effektpådraget. Statikinställningen kan variera mellan olika typer av anläggningar, beroende på dess möjlighet att delta. En vattenturbin kan ­relativt snabbt regleras inom stora områden, medan ett kärnkraftverk inte hänger med i stora och snabba förändringar. Man kan ana att en alltför stor andel vindkraft i ett nät kan orsaka problem med frekvensregleringen.

Lars Ljung

Svar:

Elnätet i Sverige (och i andra länder) är ihoplåst frekvensmässigt. Man kan betrakta elnätet som en axel med en motor i ena änden och förbrukare i andra änden. Det gäller för motorn att se till att axeln går med samma fart hela tiden, nämligen med 50 varv i sekunden, 50 Hz. Går farten ner mot 49,9 Hz får man elda på lite. När farten kommit upp till 50,1 Hz så kan man sakta av lite. Så sker faktiskt. Tittar man på hur frekvensen varierar över ett dygn så ser man 5 till 10 stycken triangelliknande kurvor, lite slumpmässigt och olika från dygn till dygn. Det är alltså inte toppspänningen som regleras, utan frekvensen.

Under lång tid försöker man också se till att antalet 50 Hz-cykler blir exakt det nominella antalet, detta eftersom en hel del apparater, exempelvis klockor, använder nätfrekvensen som referens. Dessa kan gå kanska mycket fel under några timmar, men felet rättas till över dygnet.

Peter Lundh, Stockholm

Svar:

I länder med utvecklade elmarknader handlas el över många tidshorisonter. Denna handel gör att endast en mindre mängd effekt behöver justeras nära inpå leveranstimmen.

Nära leveransögonblicket köper och säljer en system­operatör (Svenska Kraftnät i Sverige) kontinuerligt el på en eller flera marknader. Denna handel är idag någorlunda optimerad, så att det billigaste budet avropas först. Motpart till systemoperatören är elproducenterna, eller aktörer som bedriver handel för producenternas räkning. I Norden sker handeln över en gemensam reglerkraftmarknad som de nordiska systemoperatörerna driver tillsammans, samt genom ­automatisk frekvensreglering, vilken primärt levereras av vattenkraft.

I områden utan tillräcklig andel vattenkraft körs vissa termiska kraftverk alltid under maximal effekt som frekvensstyrda reserver samt som ”Automatic Generation Control”-reserver. En signal, baserad på kontrollområdets inställningsfel, skickas från system­operatören till de anläggningar som ska öka eller minska produktionen.

Marcus Melkersson, Stockholm

Veckans nya fråga handlar om det kontroversiella fenomenet reklam-tv:

Varför ska man betala för att se reklam-tv? Leverantörer som vidarebefordrar reklam-tv-kanaler borde väl fått betalt för att sända ut kanalerna i sina nät?

Lars Waller

Det är ni läsaresom både frågar och svarar i Teknikfrågans spalter. Skicka svar och nya intrikata frågor tillteknikfragan@nyteknik.se