Reservipäivät 17.5.2017, Fingrid Oyj

1. Uusi
taajuusohjattujen
reservien
todentamisprosessi
Reservipäivät 17-18.5.2017
Minna Laasonen

2. 1. Taajuudensäätö ja taajuusohjatut reservit
2. FCP-projektin historia
3. Uuden todentamisprosessin esittely
4. Mitä uutta suomalaisille?

3. Taajuudensäätö ja taajuusohjatut reservit

4. Taajuuden säätö on pohjoismaista yhteistyötä
Reservipäivät 17-18.5.20174
• Suomi, Ruotsi, Norja ja Itä-Tanska muodostavat
yhteisen pohjoismaisen sähköjärjestelmän, jossa
on sama taajuus.
• Yhteiset säännöt, Nordic Grid Code, sisältää mm.
• taajuudensäädön periaatteet
• tekniset vaatimukset reserveille
• vaatimukset reservien määrälle sekä
jakoperusteet kullekin alueelle
• Kukin kantaverkkoyhtiö vastaa, että alueella on
oman velvoitteen mukainen määrä reservejä

5. Pohjoismainen taajuus pe 12.5.2017 klo 07-08
Reservipäivät 17-18.5.20175
49.9
50
50.1
50.2

6. Toimenpiteet, joilla pohjoismaissa hallitaan taajuutta
Reservipäivät 17-18.5.2017
50
49
48
47
51
52
53
hätätehonsäätömodulien aktivoi-
tumisia HVDC-linkeillä
hätätehonsäätömodulien aktivoitumisia
HVDC-linkeillä
voimalaitosten irtikytkeytyminen
voimalaitosten irtikytkeytyminen
kuorman irtikytkentä
siirtoverkon jakautuminen
taajuuden alassäätö käsin
taajuusohjattu häiriöreservi
taajuusohjattu käyttöreservi & automaattinen taajuudenhallinta reservi
taajuusalue, jossa pysyttävä
yksittäisen vian seurauksena
6

7. Pohjoismaissa käytössä olevat reservit
FCR
Frequency Containment
Reserve
Taajuuden vakautusreservi
FRR
Frequency Restoration
Reserve
Taajuuden palautusreservi
RR
Replacement
Reserve
Korvaava reservi
FCR-D
Taajuusohjattu
häiriöreservi
aFRR
Automaattinen
taajuudenhallintareservi
mFRR
Säätösähkömarkkinat
Säätökapasiteetti-
markkinat
Varavoimalaitokset
FCR-N
Taajuusohjattu
käyttöreservi
NA
NA
sekunteja tuntejaminuutteja
Toimintotaso
Tuotteet
Automaattinen
Tuotteet
Manuaalinen
15 min
Reservipäivät 17-18.5.20177

8. • Taajuusohjatut reservit ovat tärkeä osa
pohjoismaisen sähköjärjestelmän
taajuudensäätöön tarvittavaa kapasiteettia.
• Taajuuden vakautusreservi FCR
• Toimivat ensimmäisenä, kun taajuus
poikkeaa 50 Hz:stä.
• Aktivoituvat paikallisen taajuuden perusteella.
• Jako toiminta-alueen ja aktivointinopeuden
mukaan
• käyttöreserviin FCR-N, 49,9 ... 50,1 Hz
• häiriöreserviin FCR-D, 49,5 ... 49,9 Hz
Reservipäivät 17-18.5.20178
Taajuusohjatut reservit
49,9
50,1
taajuus [Hz]
Taajuusohjattu
käyttöreservi
49,5
Taajuusohjattu
häiriöreservi
50,0
30 1805
20%
40%
60%
80%
100%
aika [s]

9. Miksi tarvitaan uudet vaatimukset
taajuusohjatuille reserveille?

10. Historiaa...
Reservipäivät 17-18.5.201710
There is no overall control arrangement for the entire Nordelsystem – all
countries is trusted to keep the reserves on basis of a ”gentlemans
agreement”
Cigre 1980

11. NOSY report 1988
Reservipäivät 17-18.5.201711

12. Nykyiset vaatimukset, Nordic Grid Code
Reservipäivät 17-18.5.201712

13. Taajuuden laatu on heikentynyt vuosien varrella
Reservipäivät 17-18.5.201713
Pohjoismaisen sähköjärjestelmän taajuuden laatu 2001...2016

14. Taajuuden laatua on selvitetty pohjoismaisittain
Reservipäivät 17-18.5.201714
2010 20172011 - 2012
RAR FRR-A
2015 - 2016
60s
heilahtelu
FCP
2008 2020

15. FCP-projektin lähtökohdat
• Nykyisen Nordic Grid Coden tekniset vaatimukset taajuusohjatuille reserveille eivät ole
optimaaliset järjestelmän kannalta.
• Tulevaisuuden verkkoon, jossa on vähemmän inertiaa, nykyiset reservit soveltuvat vielä
huonommin. Minimi-inertiatilanteissa järjestelmän stabiiliuden säilyttäminen saattaa olla
haasteellista.
• Nykyisiä taajuusohjattujen reservien teknisiä vaatimuksia on sovellettu vaihtelevasti eri
maissa ja eri laitoksilla.
• Myös todentamis- ja dokumentointikäytännöissä vaihtelevuutta eri maiden välillä.
• Tieto ja tuntemus reserviresurssien käyttäytymisestä erilaisissa tilanteissa on heikentynyt.
 Nykyinen tilanne ei ole enää hyvä, jotain on tehtävä
Reservipäivät 17-18.5.201715

16. Uusi todentamisprosessi
taajuusohjatuille reserveille
Reservipäivät 17-18.5.201716

17. Uudet vaatimukset ovat valmistuneet
• Varsinaisista vaatimukset omana
dokumenttinaan.
• Erillinen tukidokumentti, jossa on
kuvattu vaatimusten taustaa ja
todentamisprosessia.
• Lisäksi liitteinä dokumenttipohjat
testausohjelmille ja –raporteille sekä
hakemus FCR toimittajaksi.
• On mahdollista, että teknisiä
vaatimuksia joudutaan vielä
muokkaamaan ennen lopulliseen
käyttöönottoon siirtymistä.
• Käyttöönotosta ei ole tehty päätöstä.
Reservipäivät 17-18.5.201717

18. Jatkossa kolme FCR tuotetta
1. Taajuusohjattu käyttöreservi FCR-N
2. Taajuusohjattu häiriöreservi FCR-D ylössäätö
3. Taajuusohjattu häiriöreservi FCR-D alassäätö
Reservipäivät 17-18.5.201718
49,9
50,1
taajuus [Hz]
Taajuusohjattu
käyttöreservi
49,5
Taajuusohjattu
häiriöreservi,
ylössäätö
50,0
Taajuusohjattu
häiriöreservi,
alassäätö
50,5

19. Miksi tarvitaan uusi tuote ylitaajuuspuolelle?
• Pohjoismaiseen sähköjärjestelmään on rakennettu ja
rakennetaan suuritehoisia tasasähköyhteyksiä
• Suurella vientiteholla olevan tasasähköyhteyden irtoaminen
verkosta aiheuttaa ylitaajuustilanteen.
Reservipäivät 17-18.5.201719
Esimerkkejä: NordBalt 730 MW 15.5.2016 (50,37 Hz), Skagerrak 4 500 MW 12.7.2016 (50,33 Hz)
EstLink 2 2014 650 MW
NorNed 2008 700 MW
Skagerrak 4 2015 700 MW
NordBalt 2016 700 MW
NordLink 2020 1400 MW
North Sea Link NSN 2021 1400 MW

20. Uusi todentamisprosessi
Suunnitelma
testiohjelmasta
ja
testausaikatau-
lusta
• Kantaverkkoyhtiöllä
mahdollisuus
vaatia muutoksia
testausohjelmaan
Testaus
laitoksella
• Kantaverkkoyhtiön
edustajalla on
mahdollisuus
osallistua
testaukseen
• Potentiaalinen
reservitoimittaja
huolehtii
kustannuksista
Hakemus FCR-
toimittajaksi
• Tarvitaan tekniset
tiedot reservistä
• Testitulokset
suoritetuista
testeistä
Reaaliaika-
mittaukset &
datan tallennus
kuntoon
OK!
Reservipäivät 17-18.5.201720
Hyväksyminen
reservimyyjäksi
Testitulosten
hyväksyntä

21. Mitä uutta, mikä muuttuu?

22. Uudet tekniset vaatimukset
• Aivan uudentyyppiset tekniset vaatimukset.
• Vaatimusten lähtökohtana on ollut, että niillä tasapainotetaan kulutuksen ja tuotannon välinen satunnainen
epätasapaino.
• Uusien vaatimusten mukainen reservi antaa vastetta nykyistä nopeammin, kuitenkin reservin täyteen
aktivointitehoon pääseminen saa kestää nykyistä kauemmin.
• Vaatimusten esitystapa poikkeaa nykyisistä.
• Reaaliaikaisesti toimitettavat mittaukset pääosin samoja kuin nykyisinkin.
• Uutena aktivoituneen reservin määrä ja reaaliaikainen teho (uutta kulutusresursseille).
• Jälkikäteen pyydettäessä toimitettaviin mittauksiin jonkin verran muutoksia.
• Käytössä olevat säätöparametrit, minimi- ja maksimitehot, tehon asetusarvo.
• Tietojen säilytysaika kasvaa neljästä päivästä kahteen viikkoon.
• Reaaliaikamittauksia parannetaan: toimitettavan mittauksen taajuus muuttuu 3 minuutista 10
sekuntiin.
• Jos 10 sekunnin datan toimittaminen haasteellista, reservitoimittaja voi vaatia poikkeusta vaatimukseen.
Reservipäivät 17-18.5.201722

23. Uusi todentamisprosessi poikkeaa vähän nykyisestä
• Suomalaiset toimijat ovat jo tottuneet saman tyyppiseen todentamisprosessiin.
• Ruotsissa, ja varsinkin Norjassa todentamisprosessi on uutta.
• Testien sisältö on osittain erilainen verrattuna nykyisiin testeihin.
• Testaus sinimuotoisella herätteellä.
• Testit tulevat viemään myös enemmän aikaa kuin nykyisten vaatimusten mukaiset testit.
• Reservilaitoksesta vaaditaan enemmän teknisiä tietoja kuin ennen.
• Uusissa vaatimuksissa määritelty huomattavasti tarkemmin missä muodossa erilainen data
on toimitettava.
• Liitteenä dokumenttipohjat testausohjelmille ja –raporteille sekä hakemus FCR-
myyjäksi.
Reservipäivät 17-18.5.201723

24. Tulevaisuudessa tarvittaneen yhdistelmä
FCR-N & aFRR
Reservipäivät 17-18.5.201724
• Automaattisen taajuudenhallintareservin (aFRR) tutkiminen ei varsinaisesti sisältynyt
projektin laajuuteen, mutta projektissa selvitettiin optimaalista jakoa FCR-N:n ja aFRR:n
määrille.
• FCR-N ja aFRR toimivat molemmat samalla taajuusalueella 49,9...50,1 Hz
• aFRR:n teknisiä ominaisuuksia ei tutkittu osana projektia, vaan selvityksessä oletettiin
näiden pysyvän nykyisinä
• aFRR:n tekniset vaatimukset soveltuvat lähes kaikille reservilähteille
• Tulosten perusteella näyttäisi sille, että kokonaismäärästä voi olla huomattavakin osa
aFRR:ää, mutta FCR-N:ää kuitenkin tarvitaan
• Optimaalinen jako noin 50% - 50%

25. Fingrid Oyj
Läkkisepäntie 21
00620 Helsinki
PL 530, 00101 Helsinki
Puh. 030 395 5000
Fax. 030 395 5196
Kiitos.