Elsystemet i Danmark består af elproduktionsanlæg, transmissionsanlæg og en distributionsdel, der ender hos forbrugerne. Figur 1 viser opbygningen af det danske elsystem – fra de store centrale værker, havmølleparker og forbindelserne til udlandet tilsluttet transmissionsnettet (400 kV-132 kV), til virksomheder og husholdninger tilsluttet distributionsnettet på (10 kV-0,4 kV).

Elsystemet består overordnet set af en netdel (transmission og distribution) samt en produktions- og forbrugsdel, som er beskrevet nedenfor.

Figur 1: Opbygning af det danske elsystem.

Eltransmissionsnettet

Nettet er hierarkisk opbygget og består øverst af et transmissionsnet, der udgør “rygraden” i elsystemet. Transmissionsnettets primære funktion er at muliggøre tilslutning af de store centrale værker, havmølleparker samt forbindelserne til udlandet. Herved kan den elektriske energi transporteres sikkert, effektivt og stabilt rundt i elsystemet.

I Danmark er transmissionsnettet opbygget omkring en 400 kV-grundstruktur, der er parallelkoblet med et mere formasket regionalt 132-150 kV-net. Ved formasket net forstås her et net opbygget, så der mindst er tosidet forsyning, for eksempel en ringstruktur. På Sjælland anvendes spændingsniveauerne 400 kV og 132 kV, mens transmissionsnettet i Jylland er baseret på spændingsniveauerne 400 kV og 150 kV.

Som det nederste lag i nethierarkiet findes distributionsnettet, der udgør nettet mellem transmissionsnettet og forbrugerne (virksomheder og husholdninger). Distributionsnettet udgør desuden tilslutningspunktet for hovedparten af elproduktionen – primært fra vindmøller på land samt de lokale decentrale kraftvarmeværker.

Distributionsnettet er også hierarkisk opdelt, hvor det øverste lag udgøres af et 30-60 kV-net, der varetager de store energitransporter mellem transmissionsnettet og forbrugerne, for eksempel til indfødningspunkter i byområderne, eller hvor energitransporten sker over længere afstande, for eksempel i landområderne. I nærheden af forbrugerne bliver spændingen reduceret fra 30-60 kV-niveau via det lokale distributionsnet, hvorfra de fleste forbrugere modtager deres el (0,4 kV), men en række større virksomheder modtager el direkte fra højere spændingsniveauer (især 10 kV).

Ved dimensionering af det samlede elsystem er både produktionskapacitetens tilstedeværelse og placering afgørende. Desuden er nettets evne til at transportere energien vigtig.

Historisk har elsystemet været dimensioneret efter forsyningen til lokalområdet. I takt med udbygningen af vindkraft, kraftvarmeproduktion og udveksling mellem områder sker dimensioneringen under hensyn til de krav, dette medfører. Transmissionsnettet, udlandsforbindelserne og de centrale anlæg har med den nuværende opbygning af elsystemet en betydelig opgave med at fordele og regulere effekten i det samlede elsystem.

Højspændingsnettet har desuden direkte betydning for prisdannelsen på det kommercielle elmarked. Begrænsninger i højspændingsnettet og udlandsforbindelser kan medføre, at der opstår prisforskelle mellem områder.

Elproduktionen

Af historiske grunde består produktionsdelen af en række store centrale værker, der typisk er placeret i nærheden af de større byområder, hvilket har givet mulighed for kombineret produktion af el og fjernvarme. Dermed var produktionen tæt på de største forbrugscentre, og behovet for store energitransporter mellem regionerne kunne begrænses til at omfatte gensidig udnyttelse af reserver. Adgang til gode havnefaciliteter og kølevand har også været afgørende for placering af de centrale kraftværker.

I takt med udbygningen af transmissionsnettet gennem 1950’erne blev der etableret et samarbejde omkring elproduktionen med henblik på optimal udnyttelse af de mest effektive centrale værker. Et sådant samarbejde kræver et stærkt transmissionsnet, der sikrer mulighed for optimal produktionsfordeling på værkerne. Ligeledes opnås en høj forsyningssikkerhed, idet det lokale forbrug kan forsynes fra fjerne centrale værker i tilfælde af lokalt produktionsunderskud, for eksempel når et centralt værk er havareret eller i forbindelse med revision af værket.

Figur 2: Udvikling af produktionskapaciteten 1980-2005.

Gennem 1980’erne startede en markant ændring af produktionsdelen, idet produktionen blev mere spredt. Et kendetegn ved det nuværende danske elsystem er, at cirka 40 pct. af produktionskapaciteten er tilsluttet distributionsnettet på 60 kV eller lavere spændingsniveauer. Denne del af produktionsapparatet består af lokale decentrale kraftvarmeværker og vindmøller. Produktionen er tidsmæssigt bundet til, hvornår der er behov for varme og el, og hvornår og hvor meget vinden blæser.

Den stigende mængde vindproduktion og kraftvarmeproduktion betyder, at der ofte kan opstå ubalance mellem elproduktion og elforbruget. For eksempel i perioder med meget vind – eller omvendt i perioder uden vind – skal disse ubalancer dækkes af produktion fra de centrale værker og via eksport og import fra udlandsforbindelserne.

Med en stigende mængde produktion relateret til vindkraft og kraftvarme øges behovet for effektregulering. Det skal ganske enkelt være muligt at kunne skrue op og ned for produktionen, så den svarer til det behov, der er her og nu for varme og elektricitet.

Et eksempel på en ubalance fremgår af figur 3. Eksemplet viser vindkraftproduktion og elforbrug for Jylland-Fyn-området den 3. september 2006, hvor vindkraftproduktionen er høj om natten, og elforbruget er relativt lavt.

Figur 3: Elforbrug og vindkraftproduktion på et døgn, hvor vindkraftproduktionen er høj om natten, samtidig med at elforbruget er relativt lavt.

Læs mere om energisystemer

Energisystemer 
– Elsystemet i Danmark (denne side)
– Forsyningssikkerhed
– Miljø og elproduktion
– Ellagring
– Elmarkederne
— Det danske elmarked
— Liberaliseringen af elmarkedet
– Prisfleksibelt elforbrug
– Sammentænkning af energisystemer
– Smart Grid

Kilde

Energinet.dk

Denne artikel stammer oprindeligt fra Climate Minds, som er udviklet af Experimentarium i samarbejde med Dansk Energi og Energyminds.