Sanntidsprekvalifisering av FCR

En av de viktigste oppgavene til Statnett er å balansere produsert og balansert effekt. Om de ikke klarer å opprettholde denne balansen kan tiltak som å koble kunder fra nettet være nødvendig, og i ytterste konsekvens risikerer man blackout. Det grønne skiftet vil gjøre denne balanseringa mer utfordrende, blant annet fordi ikke-regulerbar produksjon som vind og sol fører til raskere og mer vilkårlig endring av produsert effekt. Ubalanse mellom produsert og forbrukt effekt resulterer i en nettfrekvens som avviker fra 50 Hz. Med andre ord vil det å balansere effekt være ekvivalent med å holde frekvensen på 50Hz. Dette gjøres ved å kjøpe frekvensreserver. Reserven som er ansvarlig for å begrense frekvensavvik er FCR (frequency containment reserves), som tradisjonelt leveres av kraftverk som ramper opp og ned for å motvirke effektubalansen. Statnett og de nordiske TSOene er i ferd med å innføre nye krav til FCR. Disse krava innebærer omfattende og tidkrevende testing av kraftverk. Den grunnleggende idéen bak Freki er at kraftsystemet blir kontinuerlige utsatt for forstyrrelser som muliggjør validering av kraftverksmodeller. Disse modellene kan brukes for å prekvalifisere kraftverk til FCR-markedet, til å foreslå tiltak for å levere mer FCR, og fjerne behovet for de TSO foreslåtte ressurskrevende testene. Dette vil føre til at mer FCR blir prekvalifisert hurtigere og billigere. Mer FCR vil bidra til bedre forsyningssikkerhet, som er viktig for det grønne skiftet og samfunnet. TSOene vil få mer FCR å velge i og dermed lavere driftskostnader. Kraftverkseiere vil spare ressurser og penger på prekvalifiseringa i tillegg til å kunne levere mer FCR til markedet. Statnett er med som representant for de Nordiske TSOene. Staktraft, Hafslund-ECO og Skagerak Energi representerer vannkraftseierne. Fornybar Norge representerer resterende kraftverkseiere. Aker Solutions Hydropower representerer turbinleverandør og konsulenter som kan assistere kraftverkseiere med prekvalifisering.

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.