Mål

Målet med detta delprojekt är att skapa en bättre och djupare förståelse hur en ökad mängd variabel produktion påverkar driften av det Nordiska elsystemet med avseende på reglerförmåga, spänningshållning samt topplasteffekt. Många av utmaningarna för elsystemet och dess potentiella lösningar är identifierade i tidigare arbeten i NEPP. I denna etapp är fokus på att öka förståelsen genom att kvantifiera både utmaningar och potentiella lösningar. Fokus kommer även att, i samverkan med EFORIS, läggas på marknadens och regelverkets möjlighet att leverera dessa lösningar på ett kostnadseffektivt sätt.

Genomförande

Delprojektet kommer att ta utgångspunkt i arbetet från NEPP samt resultat och frågeställningar från andra delprojekt av NEPP. Vidare kommer samarbete ske med ett av Nordisk Energiforsknings flaggskepps- projekt, Flex4RES.

Olika elmarknadsmodeller kommer att användas för att kvantifiera både utmaningar och potentiella lösningar. De olika forskargrupperna kommer att använda sig av sina egna modeller. Genom att jämföra resultat från olika modeller kan det leda till nya insikter och möjligheter att förbättra både modellverktyg, metoder och ansatser.

Förväntade resultat

Resultaten från detta delprojekt kommer att presenteras i ett antal delrapporter. Fokus kommer att vara på att kvantifiera de utmaningar och lösningar som identifierats i NEPP

Forskningfokus, forskningsfrågor

En ökad andel variabel produktion, främst vind- och solkraft, kommer att leda till nya utmaningar för kraftsystemet och i viss utsträckning även för fjärrvärmesystemen. I den första etappen av NEPP identifierades 8 utmaningar med stora mängder variabel produktion i det svenska kraftsystemet, se faktaruta på sidan 23. Till dessa utmaningar presenterades även ett antal möjliga lösningar. Däremot utreddes inte vilka lösningar som är mest kostnadseffektiva eller när i tiden de behövs. I nya etappen av NEPP kommer fokus att vara på att kvantifiera utmaningarna och dess lösningar.

Exempel på forskningsfrågor för delprojekt:

• Den samlade effekthållningen – en uppgift som berör alla delar av energisystemet. Hur kan effekthållningen säkras? Vilka lösningar är kostnadseffektiva och under vilka förutsättningar?

• Hur kan lösningarna anpassas för att även underlätta för interaktionen mellan el, värme, gas och transporter för att främja integration av förnybar elproduktion. (Samverkan med Flex4RES förutses)

• Utmaningar för reglerförmågan i elsystemet. Hur hantera stora mängder variabel kraft? Behov av ny termisk kraft (kärnkraft, kondens, gasturbiner)? Vattenkraftens roll?

• Elnätens roll, såväl stamnät som distributionsnät.

• Vilken roll kan efterfrågeflexibilitet spela, och vilka nya funktioner får den? Vilka affärsmodeller kan stödja en ökad användning av efterfrågeflexibilitet.

• ”Smarta elnät” och digitaliseringen av systemen. Hur påverkar den utvecklingen och hur kan den utnyttjas?

• Behov och lönsamhet av lagring sett i ett systemperspektiv. Samspel el och värme. Olika tidsperspektiv: timme, dygn, vecka, säsong.

Särskilt fokus skall även ägnas det centrala elsystemets framtida funktion, dess samverkan med decentraliserade elsystem samt med fjärrvärmesystemen: Hur skall det framtida elsystemet tekniskt styras? Idag styrs det centralt via frekvensen och starka elektromagnetiska synkroniserande krafter mellan synkronmaskiner i ett kraftsystem som i dimensionerande fall är statiskt och dynamiskt stabilt. Vad händer när produktionen blir mer lokal? Kommer systemet att kunna hänga ihop som ett gemensamt tekniskt system? Hur skall det i så fall hänga ihop? Behöver det hänga ihop? Detta är eltekniska frågor som Svenska kraftnät idag ansvarar (åtminstone kortsiktigt) för. De berör flera områden, bland annat:

1) Energifrågan

2) Effektfrågan inkl. reglering

3) Kraftsystemteknisk funktion för/vid vissa uttryckta i systemtjänster

Vi tar idag hand om energifrågan och effektfrågan (inklusive reglering) men hur hanterar vi de kraftsystemtekniska funktionerna? Både för funktion och möjlighet/nödvändighet att produktiseras och tas om hand på en marknad. Här ryms nya möjligheter och problem.

Dessutom krävs ytterligare forskning och studier om samordningen mellan styrning av det övergripande systemet och styrningen av distributionsnät med dess prosumers och ”demand respons-kunder”.