Nye satsingsområder for forskning og utvikling på teknologier tilpasset neste generasjon kraftsystem

Abstract

Statnett er systemansvarlig for det norske kraftsystemet, noe som innebærer å drifte og eie 11000 km kraftledninger og omtrent 150 stasjoner. Europas andel uregulerbar fornybar kraftproduksjon stiger og kraftsystemet er i rask endring. På grunn av dette vil økt overføringskapasitet, økt effektkontroll og bedre overvåkning være viktige egenskaper blant de lovende teknologiene. Dette gir behov for teknologiutvikling i ledninger, kabler og stasjoner.

Statnetts avdeling for forskning og utvikling (FoU) har som mål å ha en balansert prosjektportefølje som utvikler løsninger tilpasset neste generasjon kraftsystem. Basert på en litteraturstudie blir teknologier tilpasset FoU-programmet Innovativ teknologi valgt ut og fokuset i Statnett blir sammenlignet med de eksterne forventningene. Dette blir gjort for å kartlegge mulige blindsoner i FoU-programmet og gjør det mulig å analysere hvilke fokusområder som er mest egnet for fremtidens FoU-prosjekter.

Det er funnet at fokusområdene innen teknologiutvikling utenfor og internt i Statnett er forskjellige. Litteraturstudien viste at Phase-Shifting Transformers (PST), HVDC effektbrytere, Gas-Insulated Lines (GIL), High-Temperature Superconductors (HTS) og Fault Current Limiters (FCL) bemerker seg som betydningsfulle teknologier for fremtiden. Til tross for dette er disse teknologiene lite aktuelle som satsingsområder for FoU i Statnett på grunn av dårlig tilpasning til norske forhold, upassende teknologisk modenhet eller leverandørdreven utvikling.

Litteraturen stiller også høye forventninger til Flexible AC Transmission Systems (FACTS), HVDC Voltage Source Converter (VSC), HVDC PEX-kabler, høytemperaturliner (HTLS) og nanoteknologi. Alle disse har det har vært satset på av FoU, og det kan derfor være mindre behov for videre prosjekter. Digitale stasjoner og sanntidsovervåkning med hjelp av sensorer, som for eksempel Dynamic Line Rating (DLR), er ifølge analysene mest egnet som fremtidige satsingsområder for Statnetts FoU-prosjekter. Sensorer for overvåkning av komponenter kan gi økt kapasitet, bedre tilstandskontroll og forlenget levetid.

Statnett is the Norwegian transmission system operator (TSO) which operates and owns 11,000 km of transmission lines and about 150 substations. The European share of variable renewable energy is rising and the power system is changing. For this reason increased power capacity, improved power control and better real-time monitoring are important characteristics for the emerging technologies. This will increase the need for new technologies in overhead transmission lines, cables and substations. Research and development (R&D) in Statnett aims to have a balanced portfolio of projects that develop solutions for the next generation power system. Based on a literature review, emerging technologies tailored to the R&D program Innovative Technology are chosen and Statnett’s focus is compared to the external expectations. This is done by searching for possible blind spots in the program and allows an analysis of focus areas suitable for future R&D projects. It is found that the key priorities in technology outside and internally in Statnett is different. The literature review shows that phase shifting transformers (PST), HVDC circuit breakers, gas-insulated lines (GIL), high-temperature superconductors (HTS) and fault current limiters (FCL) are pointed out as significant technologies of the future. Despite this, these technologies are of little interest as priority areas for R&D projects because of their poor adaptation to Norwegian conditions, inappropriate technological maturity or vendor-driven development. The literature also shows high expectations for Flexible AC transmission systems (FACTS), HVDC voltage source converter (VSC), HVDC XLPE cables, high-temperature low-sag conductors (HTLS) and nanotechnology. All these have previously been priority areas of the Statnett R&D projects, which might indicate less need for further projects. Digital substations and real-time monitoring with assistance from sensors, such as dynamic line rating (DLR), are according to the analysis most suitable as future priority areas in Statnett's R&D projects. Sensors for monitoring various components allow increased capacity, better control and extended lifetime.