Energimarknadsinspektionens föreskrifter och allmänna råd om driftsäkerhetsteknisk utformning av produktionsanläggningar

Vid tillämpningen av dessa föreskrifter och allmänna råd gäller följande.

– Innehavare av en produktionsanläggning ska säkerställa att anläggningen uppfyller de krav som ställs i dessa föreskrifter och allmänna råd. – Dessa föreskrifter och allmänna råd ska inte tillämpas på sådana produk­ tionsanläggningar som utgör nya kraftproduktionsmoduler i enlighet med arti­ kel 3 i kommissionens förordning (EU) 2016/631 av den 14 april 2016 om fastställande av nätföreskrifter med krav för nätanslutning av generatorer, eller där Energimarknadsinspektionen har fattat beslut om att en befintlig kraftpro­ duktionsmodul ska omfattas av alla krav i kommissionens förordning (EU) 2016/631. – Dessa föreskrifter och allmänna råd omfattar inte produktionsanläggning­ ar inom området för en industrianläggning, om produktionen av el utgör en direkt del av och är processtekniskt underordnad den industriella huvudpro­ cessen.

Utöver de definitioner som följer av kommissionens förordning (EU)

2016/631 avses i dessa föreskrifter och allmänna råd med Driftstörning: Ofrivillig nedsättning av i drift varande anläggnings förmåga att producera eller överföra elektrisk energi. Gasturbinaggregat: Produktionsanläggning som drivs av luft och förbrän­ ningsgaser för produktion av el. I dessa föreskrifter och allmänna råd avses jettyp och industrityp. Hjälpkraftsystem: System för likström och/eller växelström avsett för för­ sörjning av intern förbrukning inom produktionsanläggning. Husturbindrift: Drift av ett aggregat med dess eget hjälpmaskineri som enda last, när aggregatet är bortkopplat från det yttre elnätet.

Kombianläggning: Ångturbiner och gasturbiner, som använder gemensam bränslecykel, där avgasvärme från gasturbiner används till produktion av ånga till ångturbiner. Kondenskraftverk: Ett eller flera värmekraftblock i samma produktions­ anläggning som endast producerar el. Konstruktionsspänning: Högsta huvudspänning (effektivvärde) för vilken anläggning och utrustning är konstruerad med hänsyn till såväl isolation, livs­ längd som andra egenskaper. Kraftvärmeverk: Ett eller flera värmekraftblock i samma produktionsan­ läggning som kombinerar produktion av el och värme, som nyttjas för fjärrvär­ me eller industriprocess. Kärnkraftverk: En eller flera kärnkraftsreaktorer inom samma produktions­ anläggning. Med kärnkraftsreaktor avses en anläggning för utvinning av kärn­ energi enligt 2 § 1 a lagen (1984:3) om kärnteknisk verksamhet. Medelstora anläggningar: – Vattenkraftstation med installerad nominell aktiv effekt från 25 MW till och med 50 MW. – Värmekraftblock med installerad nominell aktiv effekt från 25 MW till och med 100 MW. – Gasturbinaggregat med installerad nominell aktiv effekt från 25 MW till och med 100 MW. – Vindkraftgrupp med sammanlagd installerad nominell aktiv effekt från 25 MW till och med 100 MW. Märkvärde: Storhetsvärde angivet på en generator, på dess märkskylt eller i till generatorns hörande handlingar för uttryckande av generatorns egenskaper och prestationsförmåga i samband med generatorns konstruktion. Märkvärde inkluderar märkfältspänning och märklast. Nominell aktiv effekt: Nominell konstruktionseffekt för elproduktion. Nominell spänning: Den spänning för vilken en installation eller del av en installation är bestämd. Nominell spänning avser i detta fall inte nominell sys­ temspänning. p.u.: ”Per unit” är ett begrepp som anger storleken relativt för ett nominellt värde och som måste vara definierat i varje enskilt fall. Reglerstyrka: Förhållandet mellan effektändring och frekvensavvikelse då automatisk frekvensreglering tillämpas. Små anläggningar: – Vattenkraftstation med installerad nominell aktiv effekt från och med 1,5 MW till och med 25 MW. – Värmekraftblock med installerad nominell aktiv effekt från och med 1,5 MW till och med 25 MW. – Gasturbinaggregat med installerad nominell aktiv effekt från och med 1,5 MW till och med 25 MW. – Vindkraftgrupp med sammanlagd installerad nominell aktiv effekt från och med 1,5 MW till och med 25 MW. – Vindkraftaggregat med installerad nominell aktiv effekt från och med 1,5 MW. Stora anläggningar: – Vattenkraftstation med installerad nominell aktiv effekt större än 50 MW. – Värmekraftblock med installerad nominell aktiv effekt större än 100 MW. – Gasturbinaggregat med installerad nominell aktiv effekt större än 100 MW.

– Vindkraftgrupp med sammanlagd installerad nominell aktiv effekt större än 100 MW. Turbinaggregat: Sammankopplad turbin och generator för generering av el. Vattenkraftaggregat: Sammankopplad turbin och generator, som drivs av vatten, för produktion av el. Vattenkraftstation: Ett eller flera vattenkraftaggregat i en och samma pro­ duktionsanläggning. Vindkraftaggregat: Sammankopplad turbin och generator, som drivs av vind, för produktion av el. Vindkraftgrupp: Vindkraftaggregat med tillhörande utrustning inklusive nät och eventuell transformering. Nätet, inklusive tillhörande utrustning och even­ tuell transformering, ska vid dess uppförande endast vara avsett för att sam­ mankoppla vindkraftaggregat. Värmekraftaggregat: Produktionsanläggning som drivs med uran­, fossil­ och/eller biobränslen för produktion av el med sammankopplad turbin och generator, som drivs av ånga från panna eller kärnkraftsreaktor. Värmekraftblock: Ett eller flera värmekraftaggregat som drivs från gemen­ sam panna eller kärnkraftsreaktor. I värmekraftblock inkluderas kombianlägg­ ningar.

Stora och medelstora vattenkraftstationer, gasturbinaggregat och vind­

kraftgrupper ska kunna upprätthålla utmatning av effekt i enlighet med de vär­ den som anges i nedanstående tabell (Tabell 1) vid de däri angivna kombina­ tionerna av frekvens och spänning. För stora och medelstora vattenkraftstationer och gasturbinaggregat relate­ ras spänningen till nominell spänning på generatorn omräknat till uppspän­ ningssidan hos generatorns transformator. Vid omräkningen ska hänsyn tas till spänningsfallet över transformatorn vid maximal aktiv effekt och reaktiv effektproduktion motsvarande 1/12 av maximal aktiv effekt, mätt på transfor­ matorns uppspänningssida. För stora och medelstora vindkraftgrupper relateras spänningen till nomi­ nell spänning på vindkraftaggregat omräknat till vindkraftgruppens högsta spänning med hänsyn taget till spänningsfallet vid maximal aktiv effekt. Kra­ ven då utmatning av effekt krävs åskådliggörs grafiskt i Bilaga 1.

Tabell 1

Stora och medelstora värmekraftblock ska kunna upprätthålla utmatning

av effekt i enlighet med de värden som anges i nedanstående tabell (Tabell 2) vid de däri angivna kombinationerna av frekvens och spänning, allt relaterat till nominell spänning på generatorn omräknat till uppspänningssidan hos generatorns transformator. Vid omräkningen ska hänsyn tas till spänningsfallet över transformatorn vid maximal aktiv effekt och reaktiv effektproduktion motsvarande 1/12 av maxi­ mal aktiv effekt, mätt på transformatorns uppspänningssida. Kraven då utmat­ ning av effekt krävs åskådliggörs grafiskt i Bilaga 2.

Tabell 2

Små anläggningar ska kunna upprätthålla utmatning av effekt i enlighet

med de värden som anges i nedanstående tabell (Tabell 3), inom 90–105 pro­ cent av nominell spänning på generatorn omräknat till uppspänningssidan hos generatorns transformator med hänsyn taget till spänningsfallet över transfor­ matorn vid maximal aktiv effekt. För små vindkraftgrupper relateras spän­ ningsintervallet till nominell spänning på vindkraftaggregat omräknat till vindkraftgruppens högsta spänning med hänsyn taget till spänningsfallet vid maximal aktiv effekt.

Tabell 3

Produktionsanläggningar behöver inte uppfylla kraven i 1–3 §§ om an­

läggningsägaren kan visa att de nukleära, hydrologiska, hydrodynamiska, me­ teorologiska eller miljömässiga omständigheterna, väsentligen försvårar ett uppfyllande av något krav. Detsamma gäller om ett uppfyllande av dessa krav skulle strida mot sådana särskilt angivna villkor för produktionsanläggningen som beslutats av domstol.

Allmänna råd

Omständigheter som väsentligen försvårar ett uppfyllande av kraven kan till exempel vara vatten­ och vindtillgång.

Stora anläggningar ska, med bibehållen nätanslutning, klara variationer i

spänningen på en eller flera faser i det anslutande maskade transmissionsnätet ned till 0 procent under 0,25 sekunder, följt av ett språng på 25 procent och sedan linjärt ökande spänning under 0,5 sekunder upp till 90 procent spänning, som därefter består. Kraven åskådliggörs grafiskt i Bilaga 3. Medelstora och små anläggningar ska, med bibehållen nätanslutning, klara variationer i spänningen på en eller flera faser i det anslutande maskade trans­ missionsnätet ned till 25 procent under 0,25 sekunder och sedan 90 procent spänning, som därefter består. Kraven åskådliggörs grafiskt i Bilaga 4. Stora, medelstora och små anläggningar ska, med bibehållen nätanslutning, klara de variationer i spänningen, på en eller flera faser, som kan uppträda vid momentant bortkopplade fel i det anslutande maskade nätet.

Samtliga anläggningar ska klara bibehållen drift vid kortvariga spän­

ningsvariationer som kan inträffa på elnätet i samband med vanligt förekom­ mande störningar.

Allmänna råd

De störningsfall som legat till grund för kraven i 5 och 6 §§ är närbelägen kortslutning i anslutande maskade transmissionsnät, i kombination med ej fungerande normal felbortkoppling och som leder till förlängd frånkopp­

ling. Spänningen kan bli låg under såväl kortslutningen som följande ut­ pendling. Kraven i 5 och 6 §§ ges som kriterier vid dimensionering av hjälpkraft med mera hos aggregatet. Inställning av skydd och reglering bör däremot anpassas efter aktuella nätförhållanden. Vanligt förekommande störningar på elnätet enligt 6 § kan till exempel vara blixtnedslag som kan leda till spänningsavvikelser och ändringar av kopplingar i elnäten.

Stora och medelstora anläggningar ska vara försedda med automatisk

spänningsreglering. Spänningen ska vara inställbar inom minst ±5 procent av anläggningens nominella spänningsnivå. Små anläggningar, förutom direktanslutna asynkrongeneratorer, ska ha automatisk spänningsreglering för att bidra till stabilisering av spänningen vid störda förhållanden. Spänningsregleringen ska kunna arbeta med en karakteristik (en reaktiv reg­ lerstyrka uttryckt i Mvar/kV).

Stora och medelstora anläggningar, förutom vindkraftgrupper, ska

dimensioneras med möjlighet till reaktiv produktion vid samtidig maximal aktiv effektproduktion enligt följande minimikrav: – Inom intervallet 90 procent till 100 procent av nominell spänning ska reaktiv effekt motsvarande 1/3 av maximal aktiv effekt kunna produceras och kontinuerligt matas in till det anslutande nätet. – Vid spänning överstigande 100 procent av nominell spänning ska reaktiv effekt motsvarande 1/3 av maximal aktiv effekt kunna produceras och kontinu­ erligt matas in till det anslutande nätet så länge generatorns spänning inte över­ stiger 105 procent av generatorns nominella spänning. – Samtliga anläggningstyper, utom värmekraftblock, ska kunna konsumera reaktiv effekt motsvarande minst 1/6 av maximal aktiv effekt från det anslu­ tande nätet. – Värmekraftblock ska kunna minska den reaktiva produktionen ned till 0 Mvar.

Värmekraftblock, med en installerad nominell aktiv effekt större än

450 MW, kan alternativt till 2 § dimensioneras med möjlighet till reaktiv pro­ duktion vid samtidig maximal aktiv effektproduktion enligt följande minimi­ krav: – Inom intervallet 90 procent till 100 procent av nominell spänning ska reaktiv effekt motsvarande 1/5 av maximal aktiv effekt kunna produceras och kontinuerligt matas in till det anslutande nätet. – Vid spänning överstigande 100 procent av nominell spänning ska reaktiv effekt motsvarande 1/5 av maximal aktiv effekt kunna produceras och kontinu­ erligt matas in till det anslutande nätet så länge generatorns spänning inte över­ stiger 105 procent av generatorns nominella spänning.

– Inom intervallet 90 procent till 100 procent av nominell spänning ska reaktiv effekt motsvarande 2/5 av maximal aktiv effekt kunna produceras och matas in till det anslutande nätet under en period av minst 15 minuter. Efter 15 minuter tillåts en reduktion av den reaktiva utmatningen från 2/5 till 1/5. Detta ska kunna upprepas efter 15 minuter. Ovanstående minimikrav gäller då kylvattentemperaturen är under eller lika med 60 procent av dimensionerande kylvattentemperatur. Vid högre kylvattentemperaturer tillåts en reduktion av den kortvarigt utmatade reaktiva effekten från 2/5 till 1/3. – Reaktiv effekt motsvarande 1/6 av producerad aktiv effekt ska kontinuer­ ligt kunna konsumeras från det anslutande nätet.

Allmänna råd

Med nominell spänning i 1–3 §§ avses generatorns nominella spänning omräknat till uppspänningssidan hos generatorns transformator med hän­ syn taget till spänningsfallet över transformatorn vid maximal aktiv effekt och reaktiv effektproduktion motsvarande 1/12 av maximal aktiv effekt. Om uppgift om generatorns nominella spänning saknas kan generatorns märkspänning användas, det vill säga den spänning som kraftproduktions­ modulen är konstruerad för att arbeta vid.

Vindkraftgrupper ska utformas så att det reaktiva utbytet kan regleras till

noll.

Enskilda synkrona generatorer i stora och medelstora anläggningar ska

uppfylla följande krav: – Magnetiseringssystemet ska vara dimensionerat för kontinuerlig magneti­ seringseffekt, som är 105 procent av erforderlig magnetiseringseffekt vid märkvärdet för generatorn. – Med generator i tomgång, som inte är ansluten till elnätet, får svarstiden T för generatorspänningen inte överstiga de i tabellen nedan (Tabell 4) angivna värdena vid stegändring från 1,0 till 1,1 p.u. insignal till spänningsregulatorn. Insignal 1 p.u. är relaterad till nominell generatorspänning. Minsta svarstid gäller utifrån storleken på enskild generator och anläggning. – Vid en stegändring får generatorspänningens maximala översväng inte överstiga 15 procent av spänningsändringen. Generatorspänningen får inte oscillera mer än ±5 procent av spänningsändringen två sekunder efter stegänd­ ringen. – Permanentmagnetiserade synkrona generatorer ska inneha utrustning som möjliggör att ovanstående krav på magnetiseringssystemet för konventionella synkrona generatorer uppfylls.

Tabell 4

För enskilda synkrona generatorer >75 MVA i stora anläggningar ska

spänningsregleringen vara försedd med dämpfunktion. Spänningsregleringen ska, vid vinkelpendlingar av aggregatet gentemot yttre nät, kunna bidra till aktiv dämpning. Det aktiva dämpbidraget ska finnas inom frekvensområdet 0,25–1 Hz.

Stora och medelstora anläggningar, utom vindkraftgrupper, ska kunna

klara effektreglering inom ett givet effektområde enligt nedanstående tabell (Tabell 5).

Tabell 5

Vindkraftaggregat, ingående i vindkraftgrupp, ska ha individuell möjlig­

het till inställning av den nivå då aggregatet automatiskt stoppas på grund av yttre omständigheter. Vid stopp på grund av för stark vind får inte alla vind­ kraftaggregat i en vindkraftgrupp stoppas samtidigt och högst 30 MW/minut får kopplas bort.

Allmänna råd

Vid start av vindkraftaggregat ingående i vindkraftgrupp bör inte alla vind­ kraftaggregat startas samtidigt. Högst 30 MW/minut bör inkopplas när vindkraftgrupp startas.

Det ska vara möjligt att kontrollera produktionen från vindkraftgrupp så

att produktionen inte överstiger ett bestämt effektvärde (MW). Effektvärdet ska kunna vara reglerbart med en utifrån kommande signal. Det ska vara möj­ ligt att ändra i regleralgoritmen. Produktionen ska kunna regleras så snabbt att den reduceras till under 20 procent av maximal effekt inom fem sekunder.

Stora och medelstora gasturbinaggregat och vattenkraftstationer ska

automatiskt kunna bidra i frekvensregleringen av kraftsystemet med regler­ styrka inom området 0,25–4 p.u. effekt/Hz vid en frekvensvariation på 50 ± 0,2 Hz. Som styrsignal utnyttjas uppmätt nätfrekvens eller varvtal på anlägg­ ningen. Anläggningarna ska kunna klara upprepade effektvariationer kring inställt börvärde och uteffekten ska kunna regleras med plus eller minus 10 procent inom 30 sekunder inom effektområdet 10–90 procent. Detta ska kunna upprepas flera gånger.

Stora och medelstora värmekraftblock, utom kärnkraftverk, ska automa­

tiskt kunna bidra i frekvensregleringen av kraftsystemet med reglerstyrka inom området 0,25–1 p.u. effekt/Hz vid en frekvensvariation på 50 ± 0,2 Hz. Som styrsignal utnyttjas uppmätt nätfrekvens eller varvtal på anläggningen. Anläggningarna ska kunna klara upprepade effektvariationer kring inställt börvärde och uteffekten ska kunna regleras med plus eller minus 2 procent inom 30 sekunder inom det regler­ och effektområde som anges i 1 §. Detta ska kunna upprepas flera gånger.

Stora och medelstora anläggningar, utom vindkraftgrupper och kärn­

kraftverk, ska automatiskt kunna klara stegändring av produktionen inom i tabellen nedan (Tabell 6) angivna intervall inom frekvensintervallet 49–51 Hz.

Tabell 6

Produktionsanläggningar behöver inte uppfylla kraven i 1–6 §§ om an­

läggningsägaren kan visa att de hydrologiska, hydrodynamiska, meteorologis­ ka eller miljömässiga omständigheterna väsentligen försvårar ett uppfyllande av dem. Detsamma gäller om ett uppfyllande av dessa krav skulle strida mot sådana särskilt angivna villkor för produktionsanläggningen som beslutats av domstol.

Stora värmekraftblock ska vara konstruerade för att kunna bortkopplas

automatiskt från yttre nät och gå över till husturbindrift vid spännings­ och frekvensavvikelser som är större än vad som anges i 2 kap. Stora värmekraft­ block ska även vara konstruerade för att kunna frånkopplas automatiskt och övergå i husturbindrift vid spänningsbortfall i det anslutande nätet eller bort­ fall av yttre lokalkraftförsörjning. Värmekraftblockens skyddsutrustningar och reglersystem ska därvid samverka så att övergång till husturbindrift är möjlig. Husturbindrift ska kunna upprätthållas i minst tolv timmar. Då spänningen och frekvensen stabiliserats i anslutande nät ska infasning och uppreglering kunna ske.

Vid spänningsbortfall i det anslutande nätet, inklusive yttre lokalkraftför­

sörjning, ska minst ett aggregat i stora och medelstora vattenkraftstationer, som bortkopplats genom driftstörningen, kunna vara tillgängliga för att ome­ delbart påbörja startförlopp för infasning mot yttre nätet och pålastning, om spänningen återkommer inom tolv timmar i anslutande nät. Om spänningen återkommer senare än tolv timmar ska startförlopp för infasning kunna påbör­ jas inom 30 minuter efter att spänningen återkommit.

Stora och medelstora gasturbinaggregat ska kunna vara tillgängliga för

start och infasning inom fem minuter efter spänningsbortfall, oberoende av om aggregatet varit i drift före spänningsbortfallet. Efter infasning ska produk­ tionsökning kunna ske enligt 4 kap. 1 §.

Stora och medelstora anläggningar ska vara utrustade på ett sådant sätt

att realtidsinformation rörande spänning, aktiv och reaktiv effekt, driftstatus och reglerförmåga kan göras tillgänglig för Affärsverket svenska kraftnät (Svenska kraftnät).

Stora och medelstora anläggningar ska vara utrustade på ett sådant sätt

att de inom 15 minuter efter att en driftstörning inträffat och även därefter kan styras manuellt, antingen genom fjärrkontroll eller genom lokalkontroll. Styr­ ningen ska möjliggöra tillkoppling till elnätet, frånkoppling från elnätet samt reglering av aktiv och reaktiv effekt. Manuella åtgärder ska kunna vidtas även i de fall eventuella återuppbyggnadsautomatiker inte fungerar.

Allmänna råd

Med reglering av aktiv och reaktiv effekt i denna bestämmelse avses att kunna sätta börvärde och ändra reglerautomatikernas funktion.

Produktionsanläggningars förmåga att uppfylla angivna krav i dessa

föreskrifter och allmänna råd ska vara verifierade.

Allmänna råd

Verifiering av att produktionsanläggningar uppfyller de krav som anges i dessa föreskrifter och allmänna råd kan till exempel ske genom fullskale­ prov, tekniska beräkningar, simuleringar och reläinställningsplaner. Vissa krav är dock av sådan art att fullskaleprov i praktiken inte låter sig göras. Det kan exempelvis vara prov som skulle innebära onödigt stora påfrest­ ningar på elsystemet, eller prov som kan anses påverka en anläggnings tekniska livslängd negativt. Då fullskaleprov inte är lämpligt kan andra verifieringsmetoder tillämpas.

Produktionsanläggnings konstruktion och däri ingående apparaters tek­

niska data ska vara dokumenterade. På Svenska kraftnäts begäran ska anlägg­ ningsägaren lämna in dokumentation om de tekniska data som är relevanta för i dessa föreskrifter och allmänna råd reglerade funktioner. Vid förändring av teknisk data ska Svenska kraftnät informeras om detta.

Energimarknadsinspektionen får i samband med, eller efter beslut enligt

artikel 4.1 a i kommissionens förordning (EU) 2016/631, besluta att alla eller vissa krav i dessa föreskrifter och allmänna råd inte behöver uppfyllas av inne­ havaren av en produktionsanläggning.