Systemtjänster från vindkraft – en marknadsstudie.

• Main Authors: Rekman, Antonia, Richter, Matilda
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: KTH, Energiteknik 2017
• Subjects: Mechanical Engineering; Maskinteknik
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-212727

Today’s electricity system faces a lot of challenges. The Swedish TSO, SvK, has expressed an increased worry about the system reliability and fears for the grid robustness. This worry stems from a continuously growing share of electricity produced from non-plannable production such as wind power. Ancillary services (AS) for controlling frequency, voltage and system inertia are important tools for tackling this challenge, but the availability of these services is feared to drop as asynchronous and unplannable sources increase their share in the energy mix. The higher share of renewable and asynchronous sources in the system is in turn a result of goals set on a political level, from both the EU and the Swedish government, who have stated a long term aim for a 100 % renewable electricity system. In this aim, wind power has a big part to play. In the same time, the wind power business faces financial constraints with a challenging remu-neration system and with electricity prices being on historically low levels. It has thus become less profitable to act in the wind power business, and the wind power producer needs to look for new business opportunities and revenue streams.  The interesting case to examine is if wind power, as an asynchronous energy source, could manage to contribute in supplementing availability for these ancillary services, and in the same time get remuneration for providing it. A solution where ancillary services from wind power have a market in Sweden would contribute to solving both sides of the problem. Thus, a market assessment of AS from wind power in Sweden is of high relevance.  Through interviewing experts from relevant stakeholders, conducting a comprehensive litera-ture study and attending a seminar on the topic, we found that examined AS have different possibilities to achieve a market model with remuneration depending on the time aspect con-sidered. Frequency control (FC) has a current uprising market possibility while synthetic inertia (SI) is more needed in a couple of years. Voltage control (VC) is not market compatible for the moment. Hence, the answer to the research question Is there a market for ancillary services from wind power in Sweden? is potentially for FC and SI but unlikely for VC. Our findings show that for FC, the market has just started to form in Sweden with a special regulation from a wind farm in SE4 in April this year (2017). One can expect a growing need from now on and thus a con-tinuously growing market. For SI, a market solution with remuneration seems possible, alt-hough the need for SI seems to be more significant in a couple of years. Research results on the need for SI in Sweden will be presented by SvK this summer (2017), and might be used as deci-sion basis for deciding the market model. For VC, the regulatory area as it is outlined today hinders a market solution. However, we discuss future opportunities for VC using an example from Princess Alexia, a wind farm in the Netherlands, where VC is successfully sold to the TSO.  === Dagens elsystem står inför flera utmaningar. Den svenska stamnätsoperatören, SvK, har ut-tryckt en växande oro över systemets driftsäkerhet och robusthet. Oron bottnar i att en ständigt ökande andel el produceras genom icke-planerbar produktion såsom vindkraft. Systemtjänster för reglering av frekvens, spänning och svängmassa är alla viktiga verktyg för att kunna hantera denna utmaning, men tillgängligheten på dessa systemtjänster befaras minska i takt med att asynkrona och icke-planerbara resurser ökar i andel av energimixen. Denna ökande andel för-nyelsebara produktionskällor i systemet grundar sig i politiska mål. Både EU och den svenska regeringen har angett ett långsiktigt mål om ett 100 % förnyelsebart elsystem, och i denna mål-sättning har vindkraft en betydande roll att spela. Samtidigt står vindkraftsindustrin inför ekonomiska påfrestningar med ett utmanande ersätt-ningssystem och historiskt låga elpriser. Det har blivit mindre lönsamt att verka i vindkrafts-branschen, och vindkraftsproducenter är idag nödgade till att se sig om efter nya affärsmöjligheter och hitta nya intäktsströmmar. Det är således intressant att studera om vindkraft, i egenskap av förnybar och asynkron energi-källa, skulle kunna bidra till att öka tillgängligheten för ovan nämnda systemtjänster och sam-tidigt erhålla ekonomisk ersättning för detta. En lösning i form av en marknad för systemtjäns-ter från vindkraft i Sverige skulle kunna bidra till att lösa båda sidor av problematiken. Med utgångspunkt i denna tudelade problematik är det därför relevant att göra en marknadsstudie över förutsättningarna för vindkraft att bidra med systemtjänster mot en intäkt i Sverige. Genom intervjuer med experter som representerar intressenter på området, samt genom en omfattande litteraturstudie, så fann vi att de undersökta systemtjänsterna har olika förutsätt-ningar att uppnå en marknadsmodell med ekonomisk ersättning beroende på vilken tidsaspekt man beaktar. För frekvensreglering (FC) råder en växande marknadsmöjlighet, emedan synte-tisk svängmassa (SI) kommer att behövas mer först inom ett par år. Spänningsreglering (VC) förefaller vara helt oförenlig med en marknadslösning för tillfället. Svaret på forskningsfrågan Finns det en marknad för systemtjänster från vindkraft i Sverige? är därför potentiellt för FC och SI men osannolikt för VC. Studiens resultat visar att marknaden för FC precis har börjat ta form i Sverige i och med en specialreglering från en vindpark i SE4 i april i år (2017). Ett växande behov från och med nu är att förvänta, likaså en växande marknad. För SI förefaller en mark-nadslösning med ekonomisk ersättning vara möjlig, även om behovet av SI tycks bli mer märk-bart först om några år. Forskningsresultat över behovet av SI i Sverige kommer att presenteras av SvK under sommaren (2017), och skulle kunna användas som beslutsunderlag i avgörandet för vilken marknadsmodell som skall antas. Nätföreskrifterna hindrar en marknad för VC i dagsläget, men vi lyfter fram och diskuterar möjligheter i form av exempel från Princess Alexia, som är en vindkraftspark i Nederländerna där VC framgångsrikt säljs till stamnätsoperatören.