Tilbake til søkeresultatene

PETROMAKS2-Stort program petroleum

Offshore Wind integration with the stand-alone electric grid at Oil and Gas Offshore Installations

Alternativ tittel: Offshore Vindkraft integrert med Isolerte Kraftsystemer på Olje og gassinstallasjoner

Tildelt: kr 2,8 mill.

Prosjektnummer:

256425

Prosjektperiode:

2016 - 2019

Midlene er mottatt fra:

Det ligger store potensialer i å utnytte Equinor's verdensledende teknologi for flytende vindkraft til å redusere utslipp av CO2/NOX fra olje og gassinstallasjoner på den norske kontinentalsokkelen. Hovedmålsetningen for prosjektet VIKINGS (Offshore Wind Integration within the Stand-alone Electric Grid at Oil and Gas Offshore Installations) har vært å redusere risiko og usikkerhet forbundet med noen av de elkrafttekniske sider ved det å integrere flytende vindturbiner opp mot kraftsystemene på O&G installasjoner. Prosjektpartnerne har vært Equinor Energy, SINTEF Energi AS og Siemens AS og prosjektet har hatt en varighet på 3 år og ni måneder. Prosjektet startet 1. April 2016 og ble avsluttet i desember 2019. Det ligger flere utfordringer i det å koble vindturbiner direkte opp mot de isolerte kraftsystemene på olje og gassinstallasjoner. Slike installasjoner har høye krav og forventninger til tilgjengelighet av elektrisk energi. Det er behov for gode og robuste strategier for styring av kraftsystemet (power management) slik at en kan tillate å maksimere nytteverdi av vindturbinene for utslippsreduksjon samtidig som en ikke ender opp med en uakseptabel risiko for driftsforstyrrelser på grunn av uregelmessigheter i kraftforsyningen. En usikkerhet vil alltid være at en er avhengig av fluktuasjoner i vindhastighet og systemene må derfor designes slik at en kan håndtere dette. I et slikt system kan det for eksempel være hensiktsmessig å introdusere et energilager for å øke robusthet og for å kunne maksimere nytten av vindkraften samt også å utnytte den roterende massen i vindturbinene til å stabilisere kraftsystemet. Dette er det sett på i prosjektet. Det er i hovedsak sett på en installasjon med gassturbin generatorer som kombineres med en enkelt vindturbin, både med og uten energilager. For denne installasjonen så en på mulig system design og styrestrategier og gjennomførte simuleringer med verifikasjon i laboratorium. Simuleringer i kombinasjon med eksperimenter i laboratorium er benyttet til å identifisere eventuelle utfordringer ved det å integrere offshore vindturbiner med det elektriske nettet på O&G installasjoner. Kraftsystem med gassturbin generator, vindturbin og energilager ble modellert i et egnet simuleringsverktøy for elektriske systemer. Som en del av arbeidet ble det også etablert et laboratorieoppsett egnet for å teste ut strategier for styring av omformer for energilager og vindturbin, samt uttesting av alternative strategier for styring av kraftsystemet som helhet (power management). Oppsettet er et såkalt Power Hardware In the Loop (PHIL) oppsett hvor deler av systemet emuleres og deler inkluderes som (nedskalerte) fysiske komponenter. Simuleringer og laboratorietester har ikke avdekket noe som skulle tilsi at en ikke skal kunne koble en vindturbin opp mot et isolert nett på en olje og gassinstallasjon. Optimal strategi for styring av systemene vil imidlertid måtte tilpasses det enkelte anlegg. Her kan simulerings modeller og laboratorieoppsett komme til nytte i kommende prosjekter.

VIKINGS has opened a fundamentally new paradigm for the future investigation of wind power supply for the stand-alone electric grid at O&G installations: -Improved simulation models & cost effective laboratory demonstrations The first Laboratory demonstrations: validated the simulation results in an environment one step closer to the real world -The case studies have shown the effectiveness of the proposed control strategies to mitigate the risks of grid stability under various operational contingencies

The Norwegian electricity consumption is almost entirely supplied by renewables, mainly hydro power. In contrast, the offshore oil and gas (OG) production in Norwegian Continental Shelf (NCS) is almost entirely powered by fossil fuel giving substantial emissions of greenhouse gasses. More ever, OG installations reaching tail production, heavy oil, deep water, and long distance to shore tend to increase the power consumption and emissions per produced oil unit. In total about 25 % of the CO2-emissions from Norway origin from power production and gas compression in the petroleum sector. Radically new energy solutions for OG installations are needed to raise energy efficiency and reduce CO2 emissions. Applying floating wind turbines close to offshore OG installations are one such new energy solution. Floating wind turbines are already demonstrated as a viable technology through projects in Norway, UK, Portugal and Japan, but the combination with OG is new. This has great potential for increasing energy efficiency and reducing emissions from offshore OG installations. A desktop study has shown the potential for achieving 40% reduction of CO2/NOx emissions from an OG installation by utilizing offshore wind. This project shall provide simulations and experimental testing to identify the bottlenecks, with the goal of reducing the risk for applying floating offshore wind turbines for powering an OG installation. It will be an accelerator for green growth ambitions. Offshore wind for OG offshore installations is new solutions which has potential to raise energy efficiency and effectively reduce CO2/NOx emissions. There are many new challenges for the successful implementation of such new solutions. This project will address some of them.

Budsjettformål:

PETROMAKS2-Stort program petroleum