Kalasataman keskijänniteverkon automaatioratkaisut

Transkriptio

1 Kalasataman keskijänniteverkon automaatioratkaisut Sähkötutkimuspoolin tutkimusseminaari Markku Hyvärinen

2 Kalasatamaprojekti Helsingin Energian, Helen Sähköverkon, Fingridin, ABB:n ja Mitoxin yhteistyöhankkeessa kehitetään ja testataan tulevaisuuden älykkäitä energia-ratkaisuja käyttäen Helsingin Kalasataman aluerakentamiskohdetta tutkimusalueena. Satamatoimintaa Tavoitteena on edistää kestävää kehitystä tukevia energiamarkkinoita luomalla tähän liittyviä kaupallisia palveluita ja toteuttaa tulevaisuuden energiainfrastruktuuria. Kalasataman alue tulee tarjoamaan 2030-luvun alkuun mennessä työpaikkaa ja kodin noin helsinkiläiselle. Sähkötutkimuspoolin tutkimusseminaari , Markku Hyvärinen Helen Sähköverkko Oy 2

3 Kalasatamaprojektin sovellusalueet Sähköverkko ~ Smart Grid verkostoautomaatio, sähkövarasto, asiakasrajapinta Energiamarkkinat ~ Smart Markets energiapalvelut, aggregointi, kysyntäjousto, sähköautojen lataus Asiakaskiinteistöt ~ Smart Home, Smart Living kiinteistö- ja kotiautomaatio, pientuotanto ICT infrastruktuuri Sähkötutkimuspoolin tutkimusseminaari , Markku Hyvärinen Helen Sähköverkko Oy 3

4 Kalasatamaprojekti osana innovaatioketjua Tutkimus soveltava tutkimus Tulokset Kehitys Smart Grids and Energy Markets (SGEM) ohjelma Kysyntäjousto Tuntimittaustiedon hyödyntäminen Verkostoautomaatio esiselvitykset, kenttäkokeet, demonstraatiot Tutkimustulokset käyttöön Sähköautojen lataus Kaupalliset sovellukset Kuormien ohjaus Etäluenta, sähkönkäytön web-raportointi Verkostoautomaatio Tutkimuksen suuntaus Sähkövarasto (akku) Kysyntäjousto Kalasatamaprojekti Verkostoautomaatio Sähkötutkimuspoolin tutkimusseminaari , Markku Hyvärinen Helen Sähköverkko Oy 4

5 Sähköverkkoalueen tutkimusteemat Kalasatamassa Voimajärjestelmän hallinta Siirto- ja jakelukapasiteetin tehokas hyödyntäminen Verkostoautomaatio Asiakasrajapinta Kalasataman sähköasema 2014 Sähkövarasto Jakeluverkko Green Field AMR Kiinteistöjen sisäinen sähköverkko Sähköntuotanto Sähkönsiirto Sähkönjakelu Asiakkaat Sähkötutkimuspoolin tutkimusseminaari , Markku Hyvärinen Helen Sähköverkko Oy 5

6 Kalasataman verkostoautomaatioprojektit Tavoitteet kehittää muuntamoiden RMU-kojeistojen ohjaus- ja valvontalaitteistoja - kompaktit tehdasvalmisteiset ratkaisut kehittää vianhallinnan apuvälineitä FLIR-algoritmi DMS:ään, vikaindikaattorit muuntamoihin keskijänniteverkon automaatioratkaisujen monipuolistaminen erityyppisten alueiden asiakastarpeisiin pohjautuen osittainen automaatio, kattava RMU-kojeistojen automaatio, automaattiset kytkennät, rengasverkkokäyttö tutkimus SGEM-ohjelmassa, demonstraatiot Kalasatamassa Sähkötutkimuspoolin tutkimusseminaari , Markku Hyvärinen Helen Sähköverkko Oy 6

7 Verkostoautomaation suunnittelumallit City 1 I> I> NO 100 % verkostoautomaatio 2 I> I> NO Verkostoautomaation sijoittelu topologian ja KAH-kustannusten vähennyksen perusteella Esikaupunkialueet Sähköasemareservit: myös lähdön ensimmäiset muuntamot 3 4 Sähköasema % verkostoautomaation kattavuus : low level / full level automaatio Sähköasema 2 Sähkötutkimuspoolin tutkimusseminaari , Markku Hyvärinen Helen Sähköverkko Oy 7

8 Rengasverkkoratkaisu liikekeskukseen Sähköaseman KJ-kiskosto I I Asiakaskiinteistö BESS Alt. 1 Silmukan käyttö suljettuna renkaana, differentiaalisuojaus I I BESS Alt. 3 Asiakkaan sisäinen verkko yhteydet naapurisähköasemalle I I BESS Alt. 2 Sähkövarasto BESS Sähkötutkimuspoolin tutkimusseminaari , Markku Hyvärinen Helen Sähköverkko Oy 8

9 Rengasverkkoratkaisu liikekeskukseen 10 kv sähköasemakojeisto Johtodifferentiaalisuojaus Varayhteys naapurisähköasemalle Varayhteys naapurisähköasemalle Rengasverkon kytkinlaitos Rengasverkon kytkinlaitos ~ _ Energiavarasto Asiakkaan muuntamo Asiakkaan muuntamo Sähkötutkimuspoolin tutkimusseminaari , Markku Hyvärinen Helen Sähköverkko Oy 9

10 Kalasataman sähkövarastoprojekti Toimintojen laajuus ensisijaisesti verkkotoiminnan (TSO ja DSO) sovelluksia monitoiminnallisuus ja joustava siirtyminen moodista toiseen Tavoitteet yksittäisten toimintojen testaus monitoiminnallisuuden testaus kannattavuuden kannalta on olennaista kumuloituvien hyötyjen saavuttaminen palvelu- ja markkinamallien kehittäminen käytännön kokemuksiin perustuen Sähkötutkimuspoolin tutkimusseminaari , Markku Hyvärinen Helen Sähköverkko Oy 10

11 Kalasataman sähkövarastoprojekti Voimajärjestelmän hallinta Taajuudensäätö Loistehon kompensointi Kuormituskäyrän tasoitus Siirto- ja jakelukapasiteetin tehokas hyödyntäminen Verkostoautomaatio Varavoimakäyttö Asiakasrajapinta Kiinteistöjen sisäinen sähköverkko Sähköntuotanto Sähkönsiirto Sähkönjakelu Asiakkaat Sähkötutkimuspoolin tutkimusseminaari , Markku Hyvärinen Helen Sähköverkko Oy 11

12 Kalasataman sähkövaraston toteutus (alustava) Network DES High, Medium or Low Voltage Equipment Step up or Isolation Transformer Inverters (DC:AC) Batteries Modulaarinen konttiratkaisu: 1 4 x 0,5 MW, max 2 MW, esim. 1 MW, 1 Mvar, 0,5 MWh Toiminnot - taajuudensäätö (TSO) - loistehon kompensointi (DSO) - huipunleikaus / kysyntäjousto (DSO, asiakas) - varmennettu sähkönsyöttö (asiakas) Eteneminen - projektisuunnitelma spesifiointi kaupallinen sopimus testaus liittäminen rengasverkkoon 2014/2015 Sähkötutkimuspoolin tutkimusseminaari , Markku Hyvärinen Helen Sähköverkko Oy 12

13