Figur 1. Svenska Kraftnät visade att nätfrekvensen var kritiskt hög 2023-01-23 kl 14:09:59
Den visade “klockan” är den febertermometer, som avslöjar nätets hälsa för ögonblicket. Störningar av elproduktionen, plötsliga ökningar eller minskningar av generering respektive belastning, påverkar frekvensen direkt tills vattenturbinernas ledskovlar hunnit ställas om. I Sverige finns nästan ingen annan reglerkraft än vattenkraft. Tyska gasturbiner kan regleras snabbare. Den snabbt varierande effekten från sol-och vindkraft är just sådana störningar som reglerkraften måste parera.
Figur 2. SVK, Kontrollrummet, visar löpande nätets frekvens
Ingvar Åkesson har påpassligt tagit skärmdumpar då gränsen för normal drift, 50,10 Hz överskreds under en hel kvart i måndags 23/1. Det är oroande då ytterligare en störning kunde ha orsakat kollaps av nätet. För att undvika det har SVK bara möjligheten att stänga av delar av nätet: ansluten “förnybar” kraft vid för hög frekvens, respektive förbrukare vid för låg frekvens, såvitt jag förstår. Jag ber någon som känner till förhållandena att korrigera eller bekräfta i en kommentar.
Export – Import
Problem med förändringar i relationen mellan kapacitet och belastning kan mildras med export och import. Vi har många kablar till Danmark och kontinenten, se posten “Danskt OK för Barsebäck !”.
Generellt gäller att kablar under vatten har stora förluster för växelström, eftersom vattnet utanför är ledande och fungerar som i en transformator, så att en del av energin går till att värma vattnet . I en kabel för likström har man bara ohmska förluster, vilket gör att långa undervattenskablar utförs för högspänd likström. Jag utgår från att alla kablar till kontinenten är sådana. De arbetar utan påverkan av nätfrekvensen i de båda ändarna.
Ett undantag är dock förbindelsen till Danmark från 1915. Då kunde man bara använda växelström. Om dessa kablar kan man läsa:
+ – + – + – +
Svenska kraftnät äger och förvaltar, tillsammans med det danska affärsverket Energinet, två parallellgående 400 kV kabelförbindelser mellan Skåne (Sverige) och Själland (Danmark). Den svenska anslutningspunkten är lokaliserad vid Grå Läge, mellan Viken och Domsten, i Helsingborgs kommun. Den sydliga kabelförbindelsen förnyades nyligen i ett arbete som stod klart under sommaren 2020. Den nordliga kabelförbindelsen, som består av tre kablar, togs i drift 1985 och börjar nu nå sin beräknade livslängd och behöver därmed också förnyas.
+ – + – + – +
Således är vår nätfrekvens kopplad till Danmark via dessa kablar och därmed även till Tyskland.
+ – + – + – +
by 
De nya elmätarna möjliggör också att vi ska betala dyrt inte bara för kWh utan också kW.
Effekttaxa som redan finns på en del ställen.
Hur galen är makthavarna som inte bryr sig om sin befolkning
Elmätarna i husen är på väg att ersättas av “smarta” elmätare. Vars främsta funktion lär vara att strömmen ska kunna stängas av till många användare när elnätet är på väg att kollapsa på grund av in- eller urkoppling av opålitlig, “förnybar” energi.
Klockrent Peter
Smarta elnät är lösningen. Antingen blir du bortkopplad när efterfrågan är större än elproduktionen eller så kopplar du bort dig själv för att elen är orimligt dyr. I bägge fallen anpassas efterfrågan till elproduktionen. För 5 år sedan var det inte många som förstod vad smarta elnät stod för och idag är det några fler som förstår problemet när de fått sin elräkning.
Anledningen att man inte sätter ned foten är att det inte är politisk korrekt, dvs. man får inte påtala problem som går ett emot gängse narrativ om “förnybar energi”.
Mer praktiskt. Karriären stoppad. Omplaceringar. Utfrysning på arbetsplatsen. Sparken i värsta fall. Folk är rädda helt enkelt.
En annan anledning är att massmedia inte tar upp frågan, så även om foten sätts ned så kommer det inte ut.
Peter, allt det Ni så utförligt beskriver här ovan, vet ju Svenska kraftnät. Så varför,, varför sätter de inte ned foten så att det hörs ända in i den politiska maktens korridorer? De vet ju också att de kommer att “få på nöten” den dagen då partiell frånkoppling är den enda återstående stabiliserande åtgärden.
Svårt att förstå,,, svårare än fysiken.
Klockrent Peter😄
Problemet med frekvensens ständiga upp och nedgång är relativt nytt. Detta fenomen, som ÄR ett bra mått på nätets stabilitet, har blivit allt vanligare med intermittenta kraftkällor som saknar ordentlig kompensation för reaktiv effekt.
Reaktiv effekt, vissa lever i det förgångna och att vindkraftverk visst har kompensering för reaktiv effekt.
Nu blir det lite mer komplicerat men andemeningen är att förklara.
I äldre litteratur benämns ofta reaktiv effekt som ”onyttig kraft”, vilken är en ganska talande beskrivning. Reaktiv effekt är nödvändig för att bygga upp magnetfält, men har för övrigt ingen praktisk nytta. Däremot tar reaktiv effekt plats i ledningar och överföringar, ger upphov till förluster i maskiner och komponenter och begränsar utnyttjningsgraden för elektrisk utrustning.
Eftersom reaktiv effekt bygger upp magnetfält betyder det att alla maskiner och apparater som behöver magnetfält för att fungera, t.ex. asynkronmaskiner och transformatorer, förbrukar reaktiv effekt.
Man pratar ofta om produktion och konsumtion av reaktiv effekt, induktiva laster konsumerar reaktiv effekt och kapacitiva laster producerar reaktiv effekt. En något mer stringent förklaring är att induktiva laster skapar negativ fasförskjutning mellan ström och spänning och kapacitiva laster skapar en positiv fasförskjutning mellan ström och spänning. Så egentligen sker aldrig någon konsumtion eller produktion utan bara en fasvridning mellan ström och spänning. Eftersom de flesta laster är induktiva, i vårt fall asynkronmaskinen, så skapas det en negativ fasförskjutning på nätet. För att eliminera denna fasförskjutning så faskompenserar man genom anslutning av kapacitiva komponenter.
Tekniskt sätt ska man se den reaktiva effekten som en 90 graders fasförskjuten effekt pil(katet) i ett triangel diagram där den andra kateten utgörs av den aktiva effekten och hypotenusan den skenbara effekten. Det förstås då intuitivt att om man kan minska den reaktiva effekten så blir den skenbara effekten, den man måste överföra, mer och mer lik en rent resistiv last(aktiva effekten). En positiv reaktiv effekt, kapacitiv, kan kompensera ned en induktiv reaktiv effekt(neutralisera).
I en perfekt värld vill man endast överföra aktiv effekt, dvs. att den reaktiva effekten är noll och den skenbara effekten är lika med den aktiva. Man kan nämligen bara ta betalt för den aktiva effekten men nätets kapacitet måste dimensioneras för den skenbara effekten…Detta är anledningen till att man inte kan utnyttja kablarna mellan norr och söder fullt ut, för att vi inte har tillräckligt med neutraliserande rektivv(kapacitiv) effekt i söder…det hade vi då de numera avstängda kärnkraftverken var aktiva.
Vindkraftverk
Vindkraftverk skapar själv reaktiv effekt, en asynkron motor, när den utvinner energi varför detta bör kompenseras innan den förs ut på ledningarna.
På dagens vindkraftverk, per se, kompenseras endast för den reaktiva effekt som konsumeras vid tomgång. Varför man inte kompenserar för reaktiv effekt vid last ingår inte i denna utläggning men problemen ökar med effektuttag och man kompenserar med anläggningar som kopplar ihop flera verk. Komplexiteten ökar också beroende på hur det blåser varpå den reaktiva effekten kan öka och minska mellan olika verk. I takt med att vindkraftverken blir större ökar också mängden förbrukad reaktiv effekt. Idag är detta ett problem som inte kan ignoreras, ett tecken på detta är att vissa nätägare börjar ta betalt för den reaktiva effekt som vindkraftverken konsumerar.
Detta är kostsamt och komplicerat inte bara skapar det problem med överföringen från vkv per se utan också från stabila kraftverk som måste överföra reaktiv effekt för kompensation vilket minskar kapaciteten overall. Ett exempel är att SVK 2022 spenderade 6 mdr på ‘stabiliserade åtgärder’ jmf 1 mdr för 5 år sedan.
När jag nämner att stabila reglerbara energiproducenter som vatten, gas, olja och KKV kan kompensera för reaktiv effekt och därmed stabilisera nätet så innebär det att de kan ”hjälpa” andra struliga energikällor såsom VKV. De gör detta pga att deras turbiner ska ses som en stor Synkron motor som skapar möjlighet att ”käka upp” reaktiv effekt skapad av tex vkv.
Enklast för en lekman att se att nätet har problem med dessa reaktiva effekter, transienter, spänningsfall som alla är länkade till ostabilitet som bl.a VKV skapar är att titta på frekvensen…Den är en mycket bra mätare för att veta om nätet är i bra form.
Det är ingen hemlighet att FCR, Frequency Containment Reserve, är på allas läppar hos svenska kraftnät. Sverige håller på att få en frekvensstabilitet som en bananrepublik. Om man för 20 år sedan hade 10-20 problem om året när frekvensen under en viss tid går över eller under 49,9-50,1 Hz, som är definitionen, så har man idag storleksordningen 2 – 500 sådana situationer årligen. Det är i princip uteslutande vkv som är anledningen till detta. Det ska sägas att utvecklingen går framåt inom dessa områden men att helt kompensera för klassisk svängmassa med en synkron motor är svårt. I digitaliseringens tidevarv och med blixtsnabba shuntar kan man kompensera nätet men det kräver utbyggnad, underhåll och det är inte billigt. En kostnad som inte tas upp naär man marknadsför den billiga vindkraften.
Stamnätet har ett antal stationer runt om i nätet som kan slås på och av för att stabilisera problem som uppstår. hit hör att balansera med kablar, shunta med synkronmaskiner, kondensatorer, etc. och i kritiska fall helt enkelt koppla bort laster när systemet inte klarar av. Varför tror ni nu att man går ut till Vattenfalls kunder med erbjudande om att koppla bort sig från nätet när man ”inte behöver” nätet.
Att man under 2000 talet ska behöva uppleva att vårat elnät ska gå från att EL finns ALLTID när det behövs, till att Vi kan utnyttja EL när det finns…är ett F i betyg till våra politiker som vägrar att ta in kunskap och endast förlita sig på känslor och annat trams.
Om nu alla VKV har kompensering och är så stabila som det påstås, hur kommer det sig då att frekvensstabiliteten har försämrats med inkoppling av fler och fler vkv. Vi har idag ett sämre elnät än vi hade 1970.
Det är en grannlaga uppgift att hålla frekvensen/kvalitet på den el som levereras. Helt klart är att när andelen intermittent genererad el ökar, så ökar utmaningen att hålla ett “jämt/anpassat” flöde i ledningsnätet.
Jag rekommenderar att Svenska kraftnät sätter ned foten och reglerar möjligheterna att ansluta intermittent produktion till ett i övrigt överkänsligt/överutnyttjat nät.