BESLUT 1 (10 Datum 2020-11-27 Ärendenummer 2020-102269 Skellefteå Kraft Elnät AB
BESLUT | 1 (10 | |
Datum 2020-11-27 | Ärendenummer 2020-102269 | |
Skellefteå Kraft Elnät AB | ||
0000-000000-0000
2020-11-27
Fastställande av tillämpliga bestämmelser för kraftproduktionsmodulen G1 i Rengård vattenkraftverk efter ombyggnad enligt mottagen plan
Energimarknadsinspektionen (Ei) beslutar att den planerade ombyggnaden av kraftproduktionsmodulen G1 i Rengårds vattenkraftverk (Rengård G1) innebär att
• ett nytt anslutningsavtal krävs och att
• samtliga krav i kommissionens förordning (EU) 2016/631 av den 14 april 2016 om fastställande av nätföreskrifter med krav för nätanslutning av generatorer (RfG) ska tillämpas förutom
o kravet om felbortkopplingstid (tclear) om 0,20 sekunder som följer av artikel
16.3 a i RfG och som anges i 3 kap. 35 och 40 §§ i Energimarknadsinspektionens föreskrifter (EIFS 2018:2) om fastställande av generellt tillämpliga krav för anslutning av generatorer.
I RfG fastställs harmoniserade regler för nätanslutning av generatorer. RfG syftar till att säkerställa rättvisa konkurrensvillkor på den inre marknaden för el, säkerställa systemsäkerheten och integrationen av el från förnybara källor och främja en unionsomfattande elhandel. RfG syftar också till att säkerställa att förmågan hos kraftproduktionsanläggningar utnyttjas på ett lämpligt, öppet och icke-diskriminerande sätt för att skapa lika villkor i hela unionen. Ei har också föreskrivit generellt tillämpliga krav för nätanslutning av generatorer (EIFS 2018:2). EIFS 2018:2 kompletterar RfG och fastställer vissa krav som enligt RfG ska fastställas på nationell nivå.
Ei 2010 v-1.0 2020-09-14
Box 155, 631 03 Eskilstuna. Besöksadress Xxxxxxxxxxxx 0. Tel. 000-00 00 00. xxxxxxxxxxx@xx.xx. xxx.xx.xx. Xxx.xx 202100-5695
2020-11-27
RfG och EIFS 2018:2 gäller för nya kraftproduktionsmoduler. Befintliga kraftproduktionsmoduler av typ C och D1 omfattas också av reglerna om de ändras i sådan omfattning att ett nytt anslutningsavtal krävs. Det är Ei som, efter att nätföretaget först gjort en egen bedömning och meddelat Ei, beslutar om omfattningen av ombyggnaden är sådan att ett nytt anslutningsavtal krävs och vilka bestämmelser i RfG som i så fall ska tillämpas efter ombyggnaden.
Skellefteå Kraft Elnät AB (Skellefteå Elnät) har meddelat Ei att de tagit emot en anmälan från Skellefteå Kraft AB (Skellefteå Kraft) om en planerad ombyggnad av den befintliga kraftproduktionsmodulen Rengård G1. Skellefteå Elnät och Skellefteå Kraft har följt det förfarande som beskrivs i artikel 4.1 a i RfG och den instruktion2 som finns på Ei:s webbplats.
Om vattenkraftverket Rengård och anslutningen till elnätet
Rengård kraftstation är placerad i nedre delen av Skellefteälven, cirka femtio km från Skellefteå. Rengård kraftstation togs i drift 1970 och består idag av en kraftproduktionsmodul, Rengård G1. Kraftproduktionsmodulen kategoriseras enligt svensk tillämpning av RfG som en kraftproduktionsmodul av typ D. Skellefteå Kraft uppger att de lämnat in en tillståndsansökan om att bygga en ytterligare kraftproduktionsmodul (Rengård G2) bredvid Rengård G1 som de planerar att ta i bruk 2023.
Anslutningspunkten för Rengård G1 mot regionnätet är på 150 kV. Regionnätet i området är maskat och innehåller sex andra vattenkraftstationer (synkrona kraft- produktionsmoduler). Kortslutningseffekten i anslutningspunkten är stor, cirka 270 MVA (exklusive Rengårds bidrag) vid belastning i nätet enligt lastflödesmodell från Svenska kraftnät.
Planerad ombyggnad av Rengård G1
Skellefteå Kraft uppger att planen är att renovera Rengård G1 i sin helhet med ny turbin och ny generator.
0000-000000-0000
1 En kraftproduktionsmodul av typ C har en maximal kontinuerlig effekt om minst 10 MW. En kraftproduktionsmodul av typ D har antingen en maximal kontinuerlig effekt om minst 30 MW eller är ansluten till en spänning om minst 110 kV.
2 xxxxx://xxx.xx.xx/xx/xxx-xxxxxxxxxxxxx/xx/Xxxxxxxxxxxxxxx-xxx-xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx-xxx-xx/xxxxxx- requirements-for-generators-rfg/
2020-11-27
Rengård G1 kommer enligt Skellefteå Kraft att efter den planerade ombyggnaden tillhandahålla systemtjänsterna FCR-N och FCR-D. Rengård G1 kommer därför inte att användas vid maximal effekt under merparten av tiden. Vid de tillfällen anläggningen inte används vid maximal effekt ökar den maximala felbortkopplingstiden.
0000-000000-0000
Skellefteå Kraft utgår från att Rengård G1 kommer att användas många timmar om året. Magasinen uppströms och nedströms Rengård G1 är små vilket medför att kraftproduktionsmodulen är kopplad till nätet mer eller mindre kontinuerligt. Den planerade ombyggnaden ska möjliggöra för Rengård G1 att delta på reglerkraftmarknaden och kommer på så sätt att stötta frekvenshållningen i systemet.
Nedan beskrivs de delar som ingår i den planerade ombyggnaden av Rengård G1.
• Nytt löphjul.
• Renovering/ny ledkrans.
• Ny hydraulik för styrning av ledkrans och löphjul, systemtryck höjs från cirka 20 bar till 150 bar.
• Nya ledskenor.
• Nytt turbinstyrlager.
• Ny tätningsbox.
• Ny oljeinföring.
• Ny stator med oförändrad spänning.
• Ny rotor med nya poler.
• Nytt kombinerat bär- och styrlager, nytt nedre generatorstyrlager.
• Ny magnetisering.
• Ny aggregattransformator.
2020-11-27
• Ny el- och kontrollanläggning för spännings- och effektreglering.
• Nytt generatorställverk med driftspänning 11 kV, märkspänning 12 kV, märkström 3150 A.
0000-000000-0000
Tabell 1 Rengård G1 före och efter ombyggnad
Före planerad ombyggnad | Efter planerad ombyggnad | |
Maximal kontinuerlig effekt (Pmax), MW | 36 | 45 (dock begränsad till 43,5 pga. rådande vattendom). |
Typ | D | D |
Generator | ||
Märkeffekt (S), MVA | 42,5 | 50 |
Effektfaktor (cos φ) | 0,85 | 0,9 |
Märkspänning (Un), kV | 11 | 11 |
Tröghetskonstant (H), kWs/kVA | 1,7176 | 1,83 |
Tröghetsmoment | Ungefär samma | |
Transformator (MVA) | 44 | 50 |
Krav som Rengård G1 inte kommer att uppfylla efter planerad ombyggnad
Skellefteå Kraft bedömer att Rengård G1 efter den planerade ombyggnaden kommer att uppfylla samtliga tillämpliga krav i RfG och EIFS 2018:2 förutom kravet i RfG om en felbortkopplingstid (tclear) om 0,20 sekunder utifrån vad som anges i EIFS 2018:2 och kraven avseende kraftproduktionsmodulens förmåga till generering respektive konsumtion av reaktiv effekt utifrån de förutsättningar som anges i EIFS 2018:2. Skellefteå Kraft uppger att eftersom det rör sig om en ombyggnad av en befintlig kraftproduktionsmodul finns det vissa begränsande faktorer, till exempel lyftkapacitet, lasttålighet för fundament och begränsning på ändringar av dimensionering på grund av befintlig fundamentsplacering och storlek på generatorkammare.
Felbortkopplingstid om 0,20 sekunder
Skellefteå Kraft uppger att Rengård G1 före den planerade ombyggnaden beräknas klara en maximal felbortkopplingstid om 0,196 sekunder (utan turbinens bidrag till tröghet). Efter den planerade ombyggnaden beräknas Rengård G1 klara en maximal felbortkopplingstid om 0,180 sekunder eller något bättre eftersom turbinens bidrag till tröghet inte tagits med i beräkningarna. Tröghetsmomentet är ungefär detsamma före som efter den planerade ombyggnaden men tröghetskonstanten (H) ökar något. Skellefteå Kraft bedömer att Rengård G1 efter
2020-11-27
planerad ombyggnad inte kommer att klara kravet i EIFS 2018:2 (3 kap. 35 § och 40°§) om en felbortkopplingstid på 0,20 sekunder (tclear).
0000-000000-0000
För att Rengård G1 ska kunna klara kravet om en felbortkopplingstid på 0,20 sekunder behöver enligt Skellefteå Kraft antingen tröghetskonstanten (H) ökas från den beräknade totala tröghetskonstanten på 1,98 (varav generator står för 1,83 och turbinen bidrar med 0,15) till 2,4 eller den aktiva effekten minskas, från 45 till 41 MW.
Skellefteå Elnät uppger att de tagit del av studier som Norconsult utfört på uppdrag av Skellefteå Kraft. Skellefteå Elnät bedömer att den planerade ombyggnaden av Rengård G1 innebär en liten försämring av kraftproduktionsmodulens prestanda avseende felbortkopplingstiden. Skellefteå Elnät bedömer att förändringen i systemstabilitet har en marginell påverkan på det nationella elsystemet och ingen påverkan regionalt.
Svenska kraftnät påpekar att samhällets beroende av säkra elleveranser ökar och att allvarliga störningar i transmissionsnätet får konsekvenser inom vidsträckta geografiska områden och medför stora samhällsekonomiska kostnader. De betonar att resultatet av Ei:s prövning inte får riskera att äventyra driftsäkerheten i det nationella elsystemet.
Svenska kraftnät menar att en kraftproduktionsmoduls förmåga att möta kraven på felbortkopplingstid påverkas av ett antal olika parametrar som beror på kraft- produktionsmodulens tekniska utformning. Tröghetsmomentet påverkas av utformningen på turbiner och generatorer. Ändringar i reaktansen för transformator eller generatorn vid utbyte påverkar den totala reaktansen.
Utformningen av magnetiseringssystemet påverkar spänningen. Höjning eller sänkning av den aktiv effektutmatningen påverkar den mekaniska uteffekten för turbinen. Var och en av dessa parametrar kan påverkas för att erhålla en bättre feltålighet för kraftproduktionsmodulen. Svenska kraftnät anser att ombyggnationer som omfattar generator, turbin, magnetiseringssystem eller andra parametrar som påverkar förmågan till feltålighet bör medföra att kraven i RfG om felbortkopplingstid ska tillämpas.
Svenska kraftnät bedömer att Skellefteå Krafts beräkningar för Rengård G1 visar att de bör kunna uppfylla kravet om en felbortkopplingstid på 0,20 sekunder.
2020-11-27
Skellefteå Kraft bedömer att Rengård G1 efter den planerade ombyggnaden inte kommer att klara kraven i EIFS 2018:2 (4 kap. 8–9 §§ i EIFS 2018:2) avseende reaktiv effekt om de följer standarden IEC 60034-1 vid upphandling av generator.
0000-000000-0000
Skellefteå Elnät anser att Rengård G1 ska uppfylla kraven på reaktiv effekt i EIFS 2018:2 och bedömer att avsteg från kraven kan få betydelse lokalt inom Skellefteå Elnäts regionnät. Svenska kraftnät har inte inkommit med några specifika synpunkter vad gäller detta krav på Rengård G1.
Bestämmelser som ligger till grund för beslutet
Befintliga kraftproduktionsmoduler av typ D omfattas av kraven om de ändras i sådan omfattning att dess anslutningsavtal måste ses över grundligt i enlighet med följande förfarande:
i. En ägare av en kraftproduktionsanläggning som avser att genomföra en modernisering av en huvudapparat eller utbyte av utrustning som påverkar kraftproduktionsmodulens tekniska förmåga ska i förväg meddela sina planer till den berörda systemansvarige.
ii. Om den berörda systemansvarige anser att omfattningen av moderniseringen eller utbytet av utrustning är sådan att ett nytt anslutningsavtal krävs ska den systemansvarige meddela den berörda tillsynsmyndigheten, eller i tillämpliga fall medlemsstaten.
iii. Den berörda tillsynsmyndigheten, eller i tillämpliga fall medlemsstaten, ska besluta om det befintliga anslutningsavtalet behöver ändras eller om ett nytt anslutningsavtal krävs, och vilka krav i denna förordning som ska tillämpas (artikel 4.1 a).
Anslutningsavtal definieras som ”ett avtal mellan å ena sidan den berörda system- ansvarige och å andra sidan ägaren av kraftproduktionsanläggningen, …, som anger den aktuella placeringen och särskilda tekniska krav för kraftproduktionsanläggningen, …” (artikel 2.14).
Synkrona kraftproduktionsmoduler av typ D ska förbli anslutna till nätet med fortsatt stabil funktion efter störningar i elkraftsystemet till följd av korrekt bortkopplade fel. Denna förmåga ska vara i enlighet med anslutningspunktens spänning-tidsprofil vid feltillstånd som anges av den berörda systemansvarige för överföringssystemet. Spänning-tidsprofilen ska visa en nedre gräns för de faktiska
2020-11-27
huvudspänningarna på nätets spänningsnivå vid anslutningspunkten i samband med ett symmetriskt fel, som en funktion av tid före, under och efter felet. Den nedre gränsen ska anges av den berörda systemansvariga för överföringssystem inom följande intervall (artikel 16.3 a):
Uret = 0,0 | tclear: 0,14–0,15 sekunder (eller 0,14–0,25 sekunder om detta krävs för systemskydd och säker drift) |
0000-000000-0000
En synkron kraftproduktionsmodul av typ D ska förbli ansluten till nätet med fortsatt stabil funktion efter ett fel i anslutningspunkten med följande spänningsparametrar (3 kap. 35 §):
Uret = 0,0 | tclear: 0,20 sekunder |
Vid beräkning av förmåga till feltålighet ska arbetspunkten för kraftproduktionsmodul typ D, innan fel i anslutningspunkten, motsvara maximala kontinuerliga effekten och något övermagnetiserad så att det reaktiva utbytet i anslutningspunkten är noll. Spänningen i anslutningspunkten ska vara 100 procent. Det felfall som ska analyseras ska motsvara ett trefasigt fel i anslutningspunkten med en felbortkopplingstid om 0,20 sekunder (3 kap. 40 §).
Synkrona kraftproduktionsmoduler av typ C och D ska i anslutningspunkten minst ha en förmåga till generering av reaktiv effekt motsvarande en tredjedel av den momentana aktiva effekten inom spänningsintervallet 90–102 procent spänning i anslutningspunkten, om inte innehavaren av det nät till vilket anläggningen är ansluten meddelar annan kravbild. (4 kap. 8 §)
Synkrona kraftproduktionsmoduler av typ C och D ska i anslutningspunkten minst ha en förmåga till konsumtion av reaktiv effekt motsvarande en sjättedel av den momentana aktiva effekten inom spänningsintervallet 95–105 procent spänning i anslutningspunkten, om inte innehavaren av det nät till vilket anläggningen är ansluten meddelar annan kravbild. (4 kap. 9 §)
2020-11-27
Den planerade ombyggnaden av Rengård G1 påverkar kraftproduktionsmodulens tekniska förmåga och omfattar bland annat byte av turbin och generator. Ei bedömer att omfattningen av ombyggnaden är sådan att ett nytt anslutningsavtal krävs. Skellefteå Elnät delar denna uppfattning.
0000-000000-0000
Skellefteå Kraft uppger att Rengård G1 efter den planerade ombyggnaden kommer att uppfylla samtliga tillämpliga krav i RfG och EIFS 2018:2 förutom kravet i RfG om en felbortkopplingstid (tclear) om 0,20 sekunder utifrån vad som anges i EIFS 2018:2 och kraven avseende kraftproduktionsmodulens förmåga till generering respektive konsumtion av reaktiv effekt fastställda i EIFS 2018:2.
Vad gäller kraven avseende reaktiv effekt gör Ei bedömningen att kraven ska tillämpas. Skellefteå Kraft har anfört till Ei att Rengård G1 efter den planerade ombyggnaden inte kommer att klara kraven på reaktiv effekt om de följer standarden IEC 60034-1 vid upphandlingen av generator. Ei bedömer att detta inte är skäl för att kraven inte ska tillämpas. RfG är en EU-förordning och är därmed bindande och direkt tillämplig i alla medlemsländer. Om en standard står i konflikt med RfG så har RfG företräde framför standarden. Skellefteå Elnät anser att kraven på reaktiv effekt ska tillämpas för Rengård G1 efter ombyggnad och bedömer att avsteg från kraven kan få betydelse lokalt inom Skellefteå Elnäts regionnät. Svenska kraftnät har inte inkommit med några synpunkter om detta.
Skellefteå Kraft uppger att Rengård G1 idag klarar en maximal felbortkopplingstid (tclear) om 0,196 sekunder. Efter den planerade ombyggnaden, som innebär att den maximala kontinuerliga effekten ökas från dagens 36 MW till 43,5 MW med ungefär samma tröghetsmoment, beräknar de att Rengård G1 kommer att klara en maximal felbortkopplingstid om 0,180 sekunder.
Synkrona kraftproduktionsmoduler av typ D ska förbli anslutna till nätet med fortsatt stabil funktion efter störningar i elsystemet till följd av korrekt bortkopplade fel. Vid beräkning av förmåga till feltålighet ska arbetspunkten för en kraftproduktionsmodul av typ D, innan fel i anslutningspunkten, motsvara den maximala kontinuerliga effekten och något övermagnetiserad så att det reaktiva utbytet i anslutningspunkten är noll. Det felfall som ska analyseras ska motsvara ett trefasigt fel i anslutningspunkten med en felbortkopplingstid om 0,20 sekunder. Synkrona kraftproduktionsmodulers felbortkopplingstid blir kortare efter en ombyggnad som leder till ökad maximal kontinuerlig effekt eller ett minskat tröghetsmoment. Omvänt blir den maximala felbortkopplingstiden längre efter en
2020-11-27
ombyggnad som leder till en minskad maximal kontinuerlig effekt eller ett ökat tröghetsmoment.
Skellefteå Elnät bedömer att den planerade ombyggnaden av Rengård G1 innebär en liten försämring av kraftproduktionsmodulens prestanda. Skellefteå Elnät bedömer att förändringen i systemstabilitet har en marginell påverkan på det nationella elsystemet och ingen påverkan regionalt.
0000-000000-0000
Svenska kraftnät har framfört den generella synpunkten att ombyggnader som omfattar generator, turbin, magnetiseringssystem eller andra parametrar som påverkar kraftproduktionsmodulens förmåga till feltålighet bör medföra att kraven i RfG om felbortkopplingstid ska tillämpas. I det här ärendet har Svenska kraftnät därutöver framfört att det framgår i Skellefteå Krafts ansökan att det finns möjligheter att utforma ombyggnaden så att Rengård G1 klarar kravet.
Den planerade ombyggnaden av Rengård G1 innebär en ökning av den maximala kontinuerliga effekten med cirka 7,5 MW. Detta medför att kraftverket i högre grad kan användas som flexibel resurs på elmarknaden. Ei anser inte att det framgår av ansökan att Rengård G1 kan uppfylla kravet om en felbortkopplingstid om 0,20 sekunder med den planerade ökningen av den maximala kontinuerliga effekten.
Om kravet på en felbortkopplingstid om 0,20 sekunder ska tillämpas för Rengård G1 skulle en del av ökningen av den maximala kontinuerliga effekten utebli. Den planerade ombyggnaden innebär möjligen en ökad risk för systemstörning då förmågan till feltålighet försämras marginellt för Rengård G1 men den är fortfarande bättre än för grundkravet i RfG. Ei anser att det positiva i en ökad flexibel förnybar elproduktion som bidrar till regeringens mål om ett förnybart elsystem överväger det negativa i en möjlig ökad risk för systemstörning. Ei menar att de sammanvägda konsekvenserna av ombyggnaden är positiva för elsystemet som helhet i detta fall.
Med hänsyn till ovan och till att det är fråga om en ombyggnad av en befintlig kraftproduktionsmodul bedömer Ei att det finns skäl att i detta fall tillämpa samtliga krav i RfG, efter den planerade ombyggnaden, förutom kravet om en felbortkopplingstid (tclear) om 0,20 sekunder som följer av artikel 16.3 a i RfG och som anges i 3 kap. 35 och 40 §§ i EIFS 2018:2.
Ei beslutar i enlighet med bestämmelserna i RfG om vilka krav i RfG som ska tillämpas utifrån den nu planerade ombyggnaden. Vid en eventuell framtida ytterligare ombyggnad av anläggningen behöver en ny prövning göras.
2020-11-27
Information om hur man överklagar finns i bilaga Så här gör du för att överklaga beslutet.
0000-000000-0000
Detta beslut har fattats av generaldirektören Xxxx Xxxxxx Xxxxxxx. Vid den slutliga handläggningen deltog även chefsjuristen Xxxxx Xxxxx, chefsekonomen Xxxxxxx Xxxxxxx Xxxxxxx, avdelningschefen Xxxxx Xxxxxxxxx, juristen Xxxx Xxxxxxxxx, analytikern Xxxxxx Xxxxxxx samt analytiker Xxxx Xxxxxxxxxxx, föredragande.
Beslutet har fattats digitalt och saknar därför underskrifter. Xxxx Xxxxxx Xxxxxxx
Xxxx Xxxxxxxxxxx
Bilaga – Så här gör du för att överklaga beslutet
Skellefteå Kraft Elnät AB (delges) Skellefteå Kraft AB (för kännedom)