Första vindparken är godkänd för frekvensreglering

2022-04-19 06:00  

Vindkraften i Sverige har hittills inte varit med och reglerat frekvensen i elnätet. Men nu ska det ändras. En vindpark i Värmland är först ut att bli godkänd för att leverera tjänsten.

Frekvensen i elnätet måste hela tiden ligga på 50 Hz. Om frekvensen sjunker måste mer effekt tillföras elsystemet och om frekvensen stiger måste effekt tappas ur.

Detta görs med hjälp av olika stödtjänster som systemansvariga Svenska kraftnät handlar upp i förväg. Nu när andelen förnybara och variabla energikällor ökar i elsystemet krävs allt mer stödtjänster för att hålla frekvensen på rätt nivå.

År 2020 lade Svenska kraftnät 1,5 miljarder kronor på stödtjänster. 2021 växte summan till 3,5 miljarder och i år väntas den landa på 3,87 miljarder kronor.

Hittills är det främst vattenkraften som har levererat stödtjänster i Sverige. Vindkraften har endast varit med i mycket liten omfattning och då bara bidragit med långsam balansering (se faktaruta).

Mer vind släpps igenom

Men nu har en vindpark i Sunne kommun förkvalificerat sig för frekvensreglering och står redo för att börja leverera stödtjänsten FCR-D Ned. Det betyder att vindparken ska minska sin elproduktion vid tillfällen när frekvensen i elsystemet behöver sjunka.

Totalt handlar det om 13 vindkraftverk som står på två berg: Häjsberget och Södra länsmansberget. Vindparken har 53 MW installerad effekt, men kommer som mest att reglera frekvensen med 33 MW.

Vindkraftverk på Häjsberget i Sunne kommun. Foto: Jonathan Hjorth

När vindparken får en signal om att frekvensen i det omgivande elnätet är för hög kan rotorbladens vinkel mot navet justeras, så kallad pitchning, så att mer vind släpps igenom. På så sätt levererar vindparkerna mindre el för elsystemets skull.

– De här maskinerna har fulleffektsomvandlare också, så man kan också laborera med varvtalet, berättar Jonathan Hjorth, projektledare på Tekniska verken, som är delägare i vindparkerna.

Förenklad förkvalificering

Svenska kraftnät driver just nu ett pilotprojekt för att undersöka hur det fungerar för nya energislag att reglera frekvensen. Vindparken i Sunne kommun är den första vindkraften att förkvalificera sig.

Det gjordes genom att förse vindparken med en fingerad signal om störd frekvens i elnätet. Enligt Jonathan Hjorth har parken då kunnat minska effekten inom tre till fyra sekunder.

Men den förkvalificering som görs inom ramen för pilotprojektet är en förenklad variant.

– Vi är inte lika hårda i vår bedömning kring exakt vad vi behöver se. Det är en hel del frågor vi vill utreda tillsammans med aktörerna under pilotens gång, säger Jorunn Cardell, kraftsystemanalytiker på Svenska kraftnät.

I toppen på vindkraftverken sitter två anemometrar som mäter vindhastigheten. Foto: Jonathan Hjorth

Framför allt handlar det om frågan om hur vindparken ska visa att elproduktionen verkligen har dragits ner för elsystemets skull – även om vinden i samma stund varierar i styrka. Svenska kraftnät vill kunna lita på att myndigheten får vad den betalar för.

Gäller vid stört drifttillfälle

I pilotprojektet ingår cirka 30 aktörer, förutom vindparker även till exempel solparker och shoppingcenter som kan minska sin uppvärmning och ventilation vissa tider på dygnet.

– Vi ser ett ökat behov av stödtjänster och hoppas kunna få in nya teknikslag som kan bidra med stödtjänster. Det ger högre redundans och ger ett säkrare elnät, säger Jorunn Cardell.

Det kan låta bakvänt att vindkraften ska få betalt för att minska sin elproduktion i ett läge när prognoserna pekar på allt större elbehov i Sverige. Men Jonathan Hjorth påpekar att behovet av resurser till FCR-D Ned gäller vid ett stört drifttillfälle.

– Det här är en åtgärd för att stabilisera nätet vid ett tillfälle med överfrekvens, till exempel när någon stor industris elbehov försvinner eller en exportmöjlighet till utlandet får ett fel. Det är vid de tillfällena, i kombination med att det blåser, som vi kan hjälpa till att stabilisera nätet, säger han.

Vanligare med överfrekvens framöver

Rent ekonomiskt räknar Tekniska verken med att få mer betalt för stödtjänsten än för att leverera fullt med el vid sådana tillfällen.

Svenska kraftnät bedömer att det kommer att bli allt vanligare med störningar som ger överfrekvenser framöver.

– Det har mycket att göra med att vi får in väldigt stora förbrukningsanläggningar, till exempel Hybrit, och även de stora HVDC-kablarna till utlandet. Om de oväntat skulle koppla bort blir det överfrekvensstörningar, säger Jorunn Cardell.

För att få vindparken att kunna leverera stödtjänsten har Tekniska verken utvecklat ny programvara i samarbete med Siemens Gamesa och Bixia, som kommer att sköta budgivningen om FCR-D Ned gentemot Svenska kraftnät. Den gör det möjligt att kommunicera mellan Bixia och vindparkens styrutrustning.

I Kanada, Irland och Danmark har vindkraft redan använts för att reglera frekvensen i elnätet. Jonathan Hjorth räknar med att vindparken i Sunne börjar leverera i skarpt läge innan april månad är slut. Svenska kraftnäts pilotstudie ska pågå året ut.

Olika stödtjänster för balansering av elnätet

I varje sekund måste elproduktion och elkonsumtion gå jämnt upp. När så inte är fallet aktiveras olika stödtjänster.

De snabba stödtjänsterna aktiveras för att reglera frekvensen, som ska ligga på 50 Hz. FCR-D Ned är ett exempel på en ny sådan stödtjänst. Den ska aktiveras när frekvensen ligger mellan 50,1 och 50,5 Hz.

Det finns också en långsammare och manuell stödtjänst som kallas för mFRR, som innebär att resursen måste kunna aktiveras inom 15 minuter och vara uthållig i en timme. Den används för att återställa balansen mellan produktion och konsumtion efter en störning.

Enligt Svenska kraftnät är vindkraft med och levererar mFRR, men endast i liten omfattning.

Vindparken som ska frekvensreglera

Namn: Häjsberget och södra Länsmansberget.

Plats: Åtta km sydväst om Sunne.

Togs i drift: 2020.

Antal vindkraftverk: 13 stycken (nio på Häjsberget och fyra på södra Länsmansberget).

Effekt per vindkraftverk: 4,1 MW.

Modell: Siemens Gamesa DD-142.

Beräknad årsproduktion: 180 GWh (13,8 GWh/verk).

Totalhöjd: 200 meter.

Rotordiameter: 142 meter.

Ägare: Värmlandsvind (som i sin tur ägs av Tekniska verken och Växjö Energi).

Källa: Tekniska verken

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.

  Kommentarer

Debatt