Flexibilitet i elkraftsystemet

Referens: 
E. Hillberg et.al., Flexibility needs in the future power system, ISGAN, March 2019, DOI: 10.13140/RG.2.2.22580.71047

Lösningar för utökad flexibilitet är av yttersta vikt fr det framtida elkraftsystemet.
Flexibilitet är inte ett enhetligt begrepp, utan används ofta för att beskriva olika typer av behov.
Från ett system perspektiv så kan behov av flexibilitet inkludera: stabilitet, frekvens & energi tillgång.
Från lokala och regionala perspektiv, kan flexibilitets behov istället inkludera: överföringskapacitet, spänning & elkvalitet.
För att stödja drift och planering av elsystemet, kan flexibilitet behövas inom tidsskalorna:

• Delar av en sekund: stabilitet och frekvensstöd
• Minuter och timmar: termisk belastning och produktionsallokering
• Månader och år: säsongstillräcklighet och nyinvesteringar

Kategorisering av flexibilitetsbehov

I rapporten Flexibility needs utarbetat av ISGAN Annex 6, kategoriseras flexibilitet baserat på behoven i kraftsystemet. Kategoriseringen är tänkt att bidra med ökad förståelse av flexibilitetskoncept, och stödja identifiering och urval av de mest lämpliga lösningarna för att stödja flexibilitetsbehoven.

Flexibilitet för Effekt

Behovsbeskrivning: Kortsiktig jämvikt mellan elförsörjning och elbehov, ett systemövergripande krav för att upprätthålla frekvensstabilitet.
Grundorsak: Ökad väderberoende elförsörjning i produktionsmixen.
Aktiveringstidsskala: Bråkdelar av en sekund upp till en timme

Flexibilitet för Energi

Behovsbeskrivning: Medellång till långsiktig jämvikt mellan energiförsörjning och energiefterfrågan, ett systemomfattande krav för efterfrågescenarier över tid.
Grundorsak: Minskad bränslelagringsbaserad energiförsörjning i produktionsmixen.
Aktiveringstid: Timmar till flera år.

Flexibilitet för Överföringskapacitet

Behovsbeskrivning: Kort till medellång sikt för överföring av el mellan produktion och last, där lokala eller regionala begränsningar orsakar flaskhalsar som resulterar i kostnader.
Grundorsak: Ökad utnyttjandegrad, höga efterfrågenivåer och höga produktionstoppar.
Aktiveringstid: Minuter till flera timmar.

Flexibilitet för Spänning

Behovsbeskrivning: Kortsiktig förmåga att hålla spänningar i elnätet inom fördefinierade gränser, ett lokalt och regionalt krav.
Grundorsak: Ökad distribuerad kraftproduktion i distributionssystemen, vilket resulterar i dubbelriktade kraftflöden och ökad variation i driftsscenarier.
Aktiveringstid: Sekunder till tiotals minuter.

Flexibilitetsbehov i tid och rum (se figuren ovan)

Förhållanden i rum illustrerar hur flexibilitetsbehoven är uppdelade mellan lokala, regionala och systemövergripande nivåer i kraftsystemet.
Förhållanden i tid illustreras av specifika intervall för erforderlig aktiveringstid för respektive kategori. Krav på aktiveringstid för flexibilitetsbehoven påverkas både av reglering och kraftsystemets fysiska beteende.