ES-10 Forsyningssikkerhet med 30 GW havvind i det norske kraftnettet

Motivasjon og relevans

I 2022 meldte den norske regjeringa at de hadde ambisjon om å tildele områder for 30 GW med havvindkraft innen 2040. Dette innebærer at det kommer et kraftsystem til havs med den same kapasiteten som det eksisterende kraftsystemet til lands i Norge. De neste tiårene må vi med andre ord klare å integrere massive mengder med fornybar energi fra havvind i det norske og det europeiske energisystemet. Dette må skje på en måte som er kostnadseffektiv på samme tid som forsyningssikkerheten for elektrisitet blir ivaretatt gjennom overgangen.

Bakgrunn

SINTEF har gjennom en rekke år utviklet metodikk, modeller og verktøy for simulering av forsyningssikkerhet og leveringspålitelighet. Leveringspålitelighet er den siden ved forsyningssikkerheten som er knyttet til hyppighet og varighet på avbrudd som følge av feil på nettkomponenter. Leveringspåliteligheten og forsyningssikkerheten avhenger også av hvordan elektrisitetsforbruk og -produksjon er fordelt geografisk og hvordan det varierer i tid. 

Kraftsystemoperatører (som Statnett i Norge) analyserer leveringspålitelighet for ulike framtidsscenarier til å støtte beslutninger om hvordan kraftnettet skal utvikles de neste årene og tiårene. En utfordring som er spesielt relevant for denne oppgaven er hvordan nettet skal utvikles for å legge til rette for den planlagte storskala-utbyggingen av vindkraft i havet utenfor Norge. De siste årene har SINTEF Energi med partnere i forskningsprosjektet VulPro utviklet metoder for leveringspålitelighetsanalyse basert på Monte Carlo-simulering. Disse metodene fanger opp variabiliteten og usikkerheten i når og hvor feil oppstår i kraftsystemet og brukes blant annet for å bedre beslutningsunderlag i nettutviklingen. Nå er det behov for å videreutvikle metoder og modellene for å bedre ta hensyn til variabiliteten i når og hvor vinden blåser for å støtte nettutviklingen til havs og til lands.

Monte Carlo-simuleringer må inkludere mange og representative nok kombinasjoner av feilsituasjoner og forbruk- og produksjonsmønster (driftstilstander) for å gjøre resultatene nøyaktige. Samtidig må antallet begrenses for å ikke gjøre beregningene for tidkrevende. En relatert forskningsutfordring som er relevant for oppgaven er å fange opp hvordan vindkraftproduksjon er korrelert i tid og rom og hvordan det kan påvirke forsyningssikkerheten til det fremtidige kraftsystemet til lands og til havs. (Les mer om dette i denne bloggen: Ulike vindforhold: Slik bør vi bygge 30 GW havvind i Norge)

Oppgave

Oppgavene i sommerjobben tar utgangspunkt i modeller og kode for pålitelighetsanalyse som er under utvikling ved SINTEF Energi. Modellene implementeres i hovedsak som Python-kode. Kandidaten forventes å sette seg inn i hvordan modellen fungerer og bidra til å videreutvikle den. Kandidaten vil få en innføring i pålitelighetsanalyse og Monte Carlo simulering i løpet av sommerjobben og forventes ikke å ha kjennskap til dette på forhånd. Det er en fordel om arbeidet kan videreføres i en prosjekt- og masteroppgave.

Den endelige oppgaven kan utformes etter bakgrunn og interesse til kandidaten. Sentrale arbeidsoppgaver kan bestå i å:

• Sette seg inn i teori og datasett for vindkraftproduksjon og nettutvikling til havs
• Sette seg inn i modeller og kode for å analysere påliteligheten til kraftsystemer
• Undersøke metoder for å håndtere et stort antall korrelerte driftstilstander (hensyntatt bl.a. vindkraftproduksjon til havs og til lands) på en beregningseffektiv måte.
• Kjøre simuleringer for å analysere hvordan forsyningssikkerheten varierer med hvordan nettet er bygd og kapasitet og plassering av vindkraftproduksjon
• Bidra til å bygge opp et åpent datasett for nettmodeller og driftstilstander for koblede hav- og landnett
• Bidra til å gjøre kildekode til modellen enklere å videreutvikle og bruke bl.a. ved å dokumentere og utvikle tester og eksempel-case

Oppgaven knyttes til prosjektene "VulPro – Risk and vulnerability prognosis for power system development and asset management" og "Ocean Grid Research" ved SINTEF Energi.

Forutsetninger

Det er en fordel at sommerjobberen har kjennskap til (eller evne til å sette seg inn i):

• Programmering (fortrinnsvis Python)
• Sannsynlighetsteori og stokastiske prosesser
• Kraftsystemanalyse
• Dataanalyse og statistikk/maskinlæring

Hovedveileder: Harald Svendsen

Medveiledere: Iver Bakken Sperstad, Ivar Bjerkebæk og Erlend Sandø Kiel

Slik søker du:

Søknad, CV og karakterutskrifter lastes opp der du søker.

Hos SINTEF Energi kan du søke på opptil tre sommerjobber. Om du søker på flere sommerjobber sender du en samlet søknad. Jobbnummer for de ønskede jobbene legges som overskrift i søknadsteksten i prioritert rekkefølge (f.eks GT-01, TE-04 ...). Vi gjør oppmerksom på at søkere kan vurderes for andre sommerjobber enn de har søkt på.

Stillingene fylles fortløpende. Vi anbefaler deg derfor å søke tidlig.

Søk her

Søknadsfrist er 5. november kl 23.59. 

Se alle sommerjobber i SINTEF Energi