Efter svenska avvecklingen – Oskarshamns kärnkraftverk tvingades sänka effekten

2018-11-13 06:00  

För första gången har Svenska kraftnät beordrat ett kärnkraftverk att minska sin effektleverans på grund av minskad tröghet i elsystemet. Ordern utfärdades tre gånger i somras.

På senare år har mängden tröghet, så kallad svängmassa, minskat i det nordiska elsystemet.

Svängmassa är tunga roterande delar, främst turbiner och generatorer, som snurrar i takt med frekvensen i elnätet. Om ett kraftverk faller ifrån fortsätter de roterande delarna att snurra ett tag, vilket dämpar frekvensfallet i elnätet. På så sätt hjälper svängmassan till att hålla frekvensen uppe i sådana situationer.

Det är framför allt kärnkraft och vattenkraft som bidrar med svängmassa. Vindkraftverk och solceller har ingen sådan naturlig tröghet eftersom de saknar generatorer som snurrar i takt med elnätets frekvens.

Även på förbrukningssidan kan svängmassa hjälpa till att dämpa frekvensfall genom till exempel synkrona motorer, som snurrar i takt med frekvensen i elnätet.

Sänkt uteffekt med 100 MW

Men svängmassan i elsystemet har minskat på senare år. Dels på grund av de stora industrierna med synkrona motorer har blivit färre, men dels också på grund av avvecklingen av flera kärnkraftsreaktorer. Under de senaste 20 åren har fyra kärnkraftsreaktorer stängts. Den senaste var Oskarshamn 1 som bommade igen sommaren 2017.

I somras understeg svängmassan sin kritiska gräns, enligt den systemansvariga myndigheten Svenska kraftnät, som därför beordrade Oskarshamn 3 att sänka uteffekten med 100 MW. Åtgärden vidtogs vid tre tillfällen och varade mellan tre och fem dagar.

Läs mer: Sekundkoll på vindkraft kan öka kapaciteten i det svenska elnätet

Enligt Niclas Damsgaard, marknadsstrateg på Svenska kraftnät, berodde inte situationen enbart på de stängda kärnkraftsreaktorerna. Sommartid är det också många vattenkraftverk och kraftvärmeverk som inte är i drift, vilket bidrar till minskad mängd tillgänglig svängmassa. Dessutom var inte alla reaktorer i gång i somras eftersom de genomgick underhållsarbeten i den årliga revisionen.

”För stort dimensionerande fel”

Nedregleringen av Oskarshamn 3 vidtogs för att ellagen ställer krav på att elsystemet ska klara att en produktionsanläggning, vilken som helst, faller ifrån. Inom 15 minuter ska växelströmmens frekvens återställas till 49,9-50,1 Hz.

Det kallas för ”dimensionerande fel” och innebär att beredskapen måste anpassas till att den största elproduktionsanläggningen, det vill säga Oskarshamn 3, lägger av. I ett sådant scenario måste andra elproduktionsanläggningar dras igång eller öka sin produktion för att inte frekvensen ska sjunka för mycket.

I somras uppstod alltså situationen att Oskarshamn var för dominerande i elsystemet. Ett bortfall av reaktorn hade då kunnat skapa ett snabbt frekvensfall.

– Vi hade för stort dimensionerande fel i förhållande till hur mycket svängmassa vi hade i systemet samt vilken typ av reserver vi hade tillgång till, säger Niclas Damsgaard.

Tre verktyg i lådan

Svenska kraftnät har tidigare inte följt i realtid hur stor svängmassa som finns i elsystemet, men har börjat kontrollera det sedan sommaren 2017. En vinterdag när alla elproduktionsanläggningar är i drift finns 300 gigawattsekunder svängmassa tillgänglig i det nordiska elsystemet. Den kritiska gränsen, för när åtgärder behöver vidtas, ligger enligt Svenska kraftnät på 120 gigawattsekunder.

Läs mer: När kärnkraftverk avvecklas: Hopp om tröghet från vindkraft

Det finns tre olika verktyg som Svenska kraftnät skulle kunna ta till för att tackla den minskade svängmassan i elsystemet: att köpa ökad svängmassa i form av roterande delar som snurrar i takt med frekvensen, att reglera ner de största elproduktionsanläggningarna för att minska det dimensionerande felet, samt att införa nya krav för frekvensreglering som innebär att en ny, snabbare tjänst införs.

Ny snabb frekvensreglering på gång

En sådan ny, snabbare tjänst skulle kunna handla om batterier. I dagsläget används inte batterier för frekvensreglering i stamnätet i kommersiell skala.

– Vi bedömer att en ny, snabbare tjänst är den mest effektiva åtgärden. Då kan det bland annat bli aktuellt med batterier och efterfrågeflexibilitet, säger Niclas Damsgaard.

Svenska kraftnät håller på att se över hur de framtida kraven kan se ut. Inom ett par år hoppas Niclas Damsgaard att de kan vara på plats.

Läs mer: Här övervakas Sveriges energisystem – varje sekund

Dagens krav för snabb frekvensreglering som ska sättas in vid en störning säger att resursen ska aktiveras till hälften inom fem sekunder och till 100 procent inom 30 sekunder.

De nya kraven, som kallas FFR efter fast frequency reserve, kommer troligen att innebära aktivering snabbare än fem sekunder.

– Sedan pågår diskussioner om vilken uthållighet tjänsten ska ha, säger Niclas Damsgaard.

Frekvensreglering

Frekvensen i det nordiska elsystemet ska hållas på 50 Hz. Aktörer som vill delta i frekvensregleringen lämnar bud till Svenska kraftnät om vilken effekt de kan bistå med en viss drifttimme. I Svenska kraftnäts kontrollrum avgörs sedan om buden behöver användas.

Frekvensreglering delas in i två typer av tjänster:

FCR-N: Normal reglering när frekvensen variera mellan 49,9 och 50,1 Hz. Kravet innebär att 63 procent av effektresursen ska aktiveras inom 60 sekunder och 100 procent av resursen inom tre minuter.

FCR-D: Reglering vid någon form av störning som innebär att frekvensen sjunker under 49,9 Hz. Kravet innebär att resursen ska aktiveras till 50 procent inom fem sekunder och till 100 procent inom 30 sekunder.

Avveckling av kärnkraftverk

Barsebäcks två block stängdes 1999 respektive 2005.

Oskarshamn 2 kom aldrig igång igen efter en modernisering 2013. Oskarshamn 1 stängdes sommaren 2017.

I dagsläget är åtta reaktorer i drift på tre kärnkraftverk: Forsmark 1-3, Ringhals 1-4 och Oskarshamn 3.

Linda Nohrstedt

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Debatt