JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Vad har en vindkraftpark på Gotland gemensamt med solpaneler på ett villatak i Skåne, elbilar i en Stockholmsförort och miljö­medvetna konsumenter? De ställer alla helt nya krav på elnätet som måste få större intelligens för att klarar utmaningarna.
– Sverige ligger väldigt långt framme när det gäller smarta elnät trots att vi inte har så stora utmaningar, vi har ett starkt nät, inte särskilt mycket flaskhalsar och mycket reglermarginal i vattenkraften, säger Fredrik Lundström på Energimyndigheten i Eskilstuna.

Att regeringen har insett betydelsen framgår med all tydlighet av höstens budgetproposition:

”Forumet {för smarta elnät} ska därför utarbeta en nationell strategi i syfte att främja smarta elnät som en svensk tillväxtbransch på en global marknad. Arbetet blir en del av rege­ringens exportfrämjande insatser de kommande åren.”

Regeringen har avsatt tio miljoner per år under fyra år för det nya forumet som ser ut att bli en fortsättning på Swedish Smartgrid, ett forum som samlade företag, forskare och myndigheter men som upphörde vid årsskiftet 2014/15. Ett av arven är slutrapporten som bland annat förslog att konsumenterna oberoende av elavtal ska få information om minst timvis elförbrukning utan extra kostnad. Förslaget är just nu på remiss och det är oklart om det kommer att antas.

Det här är långt ifrån första gången som smarta elnät nämns i en budgetproposition och mycket av de statliga satsningarna har kanaliserats via Energimyndigheten.

– Vi började prata om begreppet smarta elnät kring 2010. Av de cirka 1,4 miljarder vi får per år går omkring 80 miljoner till området, säger Fredrik Lundström.

Merparten av pengarna läggs på doktorandprojekt som sker i samverkan mellan industrin och högskolor som KTH, Chalmers och Uppsala universitet. Men myndigheten stöttar också före­tag med innovativa idéer som Watty, Ferroamp och Expektra. Mer om nystartade företag på de följande sidorna.

Dessutom bidrar Energimyndigheten med större summor till Smart Grid Gotland och Norra Djurgårdsstaden. Det förstnämnda är inriktat på distributionsnät på landsbygden med stor andel vindenergi medan det senare har fokus på konsumenter i urbana miljöer och dessutom omfattar hushållens hela energiförbrukning, inte bara hushållsströmmen.

Smart Grid Gotland har pågått i tre år och är inne på etapp två medan Norra Djurgårdsstaden är inne på sitt andra år.

Gotland kan ses som ett Sverige i miniatyr. Med en enda kabel till Fastlandssverige är ön tämligen isolerad energimässigt. Den mesta av den lokalt producerade elen kommer från vindkraftverk som finns på södra delen av ön samtidigt som nätet inte är dimensionerat för detta. En blåsig dag har vindsnurrorna kapacitet att producera mycket av den el som förbrukas på ön.

– Det finns ett tak som är satt till 190 MW installerad vindkraft och den gränsen är i praktiken nådd. Inom projektet tittar vi på olika lösningar för att med befintligt teknik göra det möjligt att installera ytterligare vindkraftverk, säger Mattias Wedberg på ABB.

Vindkraften till exempel regleras ned när den hotar att slå i taket. Det handlar visserligen bara om en handfull gånger per år men samtidigt finns ambitionen att bygga än fler vindkraftverk på ön.

En del av lösningen för att lyfta kapacitetstaket är en andra HVDC-länk till fastlandet som skulle göra det möjligt att exportera överskottet.

Men projektet tittar också på lösningar som ökar intelligensen i nätet, och därmed möjligheterna att styra både förbrukning och kvaliteten i nätet.

En nyckelkomponent är den nya smarta fördelningsstationen som sitter mellan regionnätet som överför strömmen med 70 kV och distributionsnätet som använder 10 kV. Innan strömmen når konsumenterna finns ytterligare en transformator som tar ned den till 400 V.

– Vi håller just nu på att ta den nya smarta fördelningsstationen i drift, sen ska vi påbörja tester och räknar med att ha en utvärdering klar om ett år, säger Mattias Wedberg.

Substationen innehåller den senaste smarta tekniken och levererar betydligt mer data till fjärrkontrollsystemet än tidigare generationer. I bästa fall kan det överordnade kontrollsystemet se att något håller på att gå snett och varna driftoperatören innan det blir strömavbrott. I varje fall ska distributionsnätet bli mer finmaskigt så att ett avbrott drabbar färre abonnenter och på sikt är tanken att ha ett självläkande nät som kopplar bort trasiga delar utan att leveranserna upphör.

I försöket ingår också att ta reda på hur små solpanelsanläggningar som matar in el till nätet påverkar kvaliteten. Dagens nät är inte byggda för att matas ”bakvägen”. Försöket gäller både enfasanläggningar och trefasanläggningar och mycket handlar om att utveckla algoritmerna i styrsystemen.

Ett tredje delprojekt är göra de möjligt för kunderna att på ett aktivt sätt styra sin elkonsumtion. 1 200 hushåll har därför fått nya elmätare som kan kommunicera med en surfplatta i hemmen så att kunderna i realtid ser hur anläggningen mår med avseende på spänning och faser.

– Dessutom skickar mätarna upp data i realtid till driftcentralen som med det nya avancerade SCADA/DMS-systemet kan upptäcka fel på enskilda abonnenter och/eller områden, det blir visuellt för driftoperatören och som då snabbt kan skicka ut servicepersonal för att åtgärda felet, säger Mattias Wedberg.

Förutom nya elmätare har de 250 av hushållen också fått styrutrustning för värme och varmvatten, de två största elförbrukarna i hemmen. Via ett centralt system skickas körscheman till hushållen för att automatiskt flytta förbrukningen från dyra timmar till billiga timmar. En blåsig dag skulle det till och med kunna komma en uppmaning att förbruka mer för att hålla igen när det är vindstilla.

Samtidigt har kunderna möjlighet att välja bort styrsignalen eller göra tvärtom, knappa in att de ska vara bort över helgen och be systemet att gå ner på sparlåga.

Exakt hur mycket pengar det går att spara är för tidigt att säga. Den oktoberdag den här artikeln skrivs varierar timpriset hos Nordpool från 10,30 öre till 13,11 öre med tydliga toppar på morgonen och kvällen.

– Det här är ett forskningsprojekt så vi kommer att manipulera elpriset för att få ett tydligt resultat och motivation hos kunderna.

Tilläggas kan att den största delen av elpriset är skatter och avgifter som inte går att påverka.

I appen går det hur som helst att se förbrukningen i realtid liksom vilka timmar som värme och varmvatten kommer att kopplas bort. Det går också att ta fram olika typer av statistik och hitta mönster i förbrukningen, allt för att konsumenterna ska känna att de har möjlighet att påverka kostnaden.

Samtidigt kan man konstatera att allt annat än uppvärmning och varmvatten har väldigt liten påverkan. En tvättmaskin drar exempelvis någon kWh och beroende på när man kör den kan man spara några ören.

Hela projektet har en budget på 135 miljoner varav Energimyndigheten satsar ungefär 38 miljoner kronor. Projektet skulle egentligen redan ha varit klart. Som det ser ut nu så går både etapp ett och två i mål i december nästa år.

Vissa delar av projektet över­lappar med det andra stora projektet som har stöd av Energi­myndigheten – Norra Djurgårdsstaden – där det just nu byggs 150 bostäder som ska utrustas med smart energistyrning.

– Vi har breddat ansatsen från första etappen till att inte bara mäta el utan även värme och varmvatten, säger Johan Ander på Fortum.

Det överordnade systemet kommer från Ericsson och baseras på en plattform kallad Service Enablement Platform som normalt används för att skapa olika tjänster för teleoperatörerna.

– Vi har tagit plattformen och byggt en modul som pratar med energimarknaden, säger Marcus Törnqvist på Ericsson.

De boende kan därmed i realtid se sin energiförbrukning och precis som husägare debiteras för den faktiska uppvärmnings- och varmvattenkostnaden. Avläsningarna görs ungefär fyra gånger per minut och varje bostad har en surfplatta där alla värden presenteras och varifrån allting inklusive belysningen kan styras.

Här kan man tänka sig att systemet börjar dra ned uppvärmningen redan klockan fem. Eftersom värmesystemet är så trögt hinner temperaturen inte sjunka märkbart innan det är dags att gå till skolan eller jobbet. På samma sätt kan systemet dra upp temperaturen i god tid innan man kommer hem. Fast ska man jobba hemma behövs en manuell korrigering för att hålla temperaturen på rätt nivå.

– Det här är något vi behöver lära oss hur vi ska styra och samtidigt skapa medvetenhet hos konsumenterna.

Förutom att spara pengar bidrar man till miljön i och med att pucklarna i elförbrukningen ofta kapas med sämre kraftkällor, framförallt olja.

– Det handlar om att få en medvetenhet om när det är bäst att använda elen, lite som att källsortera, åka kommunalt eller handla kravmärkt, säger Johan Ander på Fortum.

En annan del av projektet går ut på att göra själva distributionsnätet intelligentare.

– Den sista transformatorn som tar ned spänningen till 400 V är normalt inte uppkopplad och lever ofta i 40 år eller mer, säger Marcus Törnqvist på Ericsson.

Genom att placera ut vanliga M2M-moduler med lämpliga sensorer går det att hämta in information om transformatorns driftstillstånd och på så sätt göra det snabbare att lokalisera felen men också få ut en servicetekniker med rätt reservdelar. Dessutom ökar det säkerheten för teknikerna när man har bättre kunskap om var felen sitter.

Informationen kan också användas för att jämna ut belastningen över transformatorerna och på så sätt öka livslängden på den.

– Vi är vana att hantera många små sajter och våra tekniker jobbar i höga master, det är visserligen en annan kontext, men vi tror att det finns många beröringspunkter.

Inflyttningen sker i augusti nästa år och projektet drar officiellt igång i januari 2017.

Bostäderna kommer också att få specialanpassade tvättmaskiner och torktumlare från Electrolux som dels kan programmeras från den inbyggda skärmen men också från surfplattan. Det man kan styra är när maskinerna ska starta och därmed minimera elkostnaden eller köra maskinen när det är ”grön el” i ledningarna.

Men långt ifrån allt handlar om att införa ny teknik. En lika viktig fråga att lösa är regleringar och skatter. Det gäller exempelvis batteribanker som kan lagra elöverskott för att sedan skicka ut det när behovet stiger. Tekniken finns men utvecklingen stoppas av reglerna där det inte är klart hur kostnaderna för skatter och transaktioner ska fördelas mellan exempelvis elnätsbolaget och elhandlaren. I vissa fall kan det vara samma företag och dessutom kan de också äga kraftverket och därmed sitta på tre stolar med helt olika intressen.

Samma problem gäller små anläggningar med solpaneler som skulle kunna mata in överskotte i nätet för att sedan ta tillbaka det senare.

– Det har visserligen gjorts åtgärder för att förenkla det men det är fortfarande skattemässigt komplicerat att göra så, säger Fredrik Lundström på Energimyndigheten.

Idag går det inte att kvitta insatt ström mot uttagen utan det läggs på skatter och avgifter som bromsar utvecklingen.
ANNONS:

Oktoberchansen

Vill du ha en Raspberry Pi – den populära enkortsdatorn från Farnell element14?
    Vi delar ut tio Raspberry Pi 3 Model B+ bland de som tecknar en ny prenumeration på Elektroniktidningen under september och oktober. Även trogna prenumeranter som förnyar sina uppgifter kan delta i kampanjen.
    Farnell element14 sponsrar kampanjen, som pågår fram till midnatt den 31 oktober.
    OBS glöm inte att kryssa i rutan för nyhetsbrev för att kunna vara med i utdelningen!
Prenumerera och delta!
MER LÄSNING:
 
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)