Sanntidsprekvalifisering av FCR

One of the main responsibilites of a Transmission System Operator (TSO) is to balance produced and consumed power. Failure to maintain this balance may necessitate actions such as disconnecting customers from the grid, and in extreme cases, there is a risk of blackout. The green transition makes this balancing act more challenging, primarily because non-regulatable production sources like wind and solar lead to faster and more arbitrary changes in produced power. The imbalance between produced and consumed power results in a grid frequency deviating from 50 Hz. Balancing power is therefore equivalent to keeping the frequency at 50 Hz. This is done by procuring frequency reserves, with FCR (frequency containment reserves) being responsible for limiting frequency deviations. FCR is traditionally provided by power plants ramping up and down to counteract power imbalance. The Nordic TSOs are introducing new requirements for FCR, involving extensive and time-consuming testing of power plants. The fundamental idea behind Freki is that the power system is continuously exposed to disturbances that allow validation of power plant models. These models can be used to pre-qualify power plants for the FCR market, suggest measures to deliver more FCR, and eliminate the need for resource-intensive tests. This will lead to more rapid and cost-effective pre-qualification of FCR. More pre-qualified FCR will contribute to improved power supply security, crucial for the green transition and society. TSOs will have more FCR options, resulting in lower operating costs. Power plant owners will save resources and money on pre-qualification and can deliver more FCR to the market. Statnett represents the Nordic TSOs in the project. Staktraft, Hafslund-ECO, and Skagerak Energi represent hydropower owners. Fornybar Norge represents other power plant owners. Aker Solutions Hydropower represents turbine suppliers and consultants who can assist power plant owners with pre-qualification.

Formålet med Freki-prosjektet er å utvikle en datadrevet prosess for prekvalifisering av frekvensreserver i vannkraftverk. Prosjektet vil bruke metoder fra systemidentifikasjonslitteraturen for å validere modeller av vannkraftverk. Disse modellene skal brukes for å prekvalifisere frekvensreserver. Matematisk modellering og simulering vil også være viktig for å forstå modellene som skal valideres før testene utføres på utvalgte vannkraftverk. Vider skal det undersøkes hvordan forstyrrelser som påtrykkes kraftverkene under testing kan utformes slik at de ikke påvirker normal drift. Gjennom modellering og robust kontroll skal det undersøkes hvorvidt turbinregulatorens parametere kan justeres for å øke mengden kvalifisert FCR. I tillegg til justering av regulatorparametere skal det brukes metoder fra reguleringsteknikk, simuleringsstudier og enkel investeringsanalyse for å se på andre måter å øke mengden kvalifisert FCR. I et forprosjekt ble det vist at modeller identifisert fra simuleringsmodeller kan brukes til å gjennomføre deler av prekvalifiseringa foreslått av TSOene. Disse modellene må verifiseres, og det skal også utvikles enkel kode som utfører testene og analyserer resultatene. Det skal undersøkes hvorvidt det er mulig å bruke andre sensorer som har vist seg å være beste praksis for utvikling for digitalisering av vannkraftverk. Det skal også bestemmes krav til målekvalitet, metoder for klargjøring av data og hvordan sikkerhetsutfordringer kan løses. Til slutt skal innovasjonene valideres.