RoadMap 2025 projekti - Teknologia työpaja

Transkriptio

1

2 RoadMap 2025 projekti - Teknologia työpaja Torstai , Vantaa, hotelli Flamingo Ohjelma Kahvi klo 8.30 Alustuksia (klo ) Hankkeen lyhyt esittely + 1. työpajan yhteenveto (Lauri Kumpulainen, VY) Uusiutuvat sähköenergiantuotantoteknologiat (Seppo Valkealahti, TTY) Teollinen internet Teknologiaskenaariot (Pasi Tuominen, Wapice Oy) Sähkönjakeluverkon nykyiset haasteet ja tulevaisuus (Tommi Lähdeaho, Elenia Oy) Sähkönjakeluverkon hallinnan arkkitehtuuri (Sami Repo, TTY) Tehoelektroniikan tarjoamat mahdollisuudet ja haasteet (Tero Kaipia, LUT) AMR teknologia - kysynnän jouston ja sen verkostovaikutusten näkökulmasta (Pertti Järventausta, TTY) Energian varastointi (Jukka Lassila, LUT) Sähköinen liikenne (Joni Markkula, TTY) Lounas (klo ) Työpajaosuus (klo )

3 RoadMap 2025 projekti - Teknologia työpaja Torstai , Vantaa, hotelli Flamingo Ennakkomateriaali Aurinkosähköjärjestelmät ja verkkoon liityntä (Seppo Valkealahti ja Teuvo Suntio, TTY) Jakeluverkon jännitetason aktiivinen hallinta (Sami Repo, TTY) Etäluettavien energiamittareiden (AMR-mittari) hyödyntäminen kysynnän joustossa, (Pertti Järventausta, TTY) Sähköverkosta ladattavat autot (Antti Rautiainen, TTY) Kaapeliverkon sähkötekniset haasteet (Ari Nikander, TTY) Kaapeliverkon kunnonvalvonta (Pertti Pakonen, TTY)

4 Työpajan ryhmätyöaiheet R1: Verkkoteknologia: a) Voimajärjestelmän tehotasapainon hallinta, b) Sähkö- ja työturvallisuus R2: Verkkoteknologia: a) Verkon käyttövarmuuden parantaminen (kantaverkko, sekä kaupunki- ja maaseutujakeluverkko), b) Sähkö- ja työturvallisuus R3: Verkkoteknologia: a) Jakeluverkko- ja sähköasema-automaatio, b) Sähkö- ja työturvallisuus R4: Verkkoteknologia: a) Jakelumuuntamoautomaatio ja pienjänniteverkot, b) Sähkö- ja työturvallisuus R5: Verkkoteknologia: a) Microgrid, b) Sähkö- ja työturvallisuus R6: Tiedon hallinta: a) Verkon käyttötoimintaa tukevat automaatiojärjestelmät, b) ICT:n rooli voimajärjestelmän hallinnassa (mm. tehotasapaino, reservit, aggregointi) sekä tietoturva R7: Tiedon hallinta: a) Sähkön vähittäiskauppaan liittyvät tietojärjestelmät, b) Tietoturva tietojärjestelmien näkökulmasta R8: Tiedon hallinta: a) Entistä kompleksisempien järjestelmien (primääriverkko ja automaatiojärjestelmät) turvallinen käyttö ja koordinaatio, b) Tietoturva sähköjärjestelmän näkökulmasta R9: Asiakkaat ja kuluttajat: a) Energian varastoinnin rooli sähköverkon näkökulmasta, b) Sähköinen liikenne R10: Asiakkaat ja kuluttajat: a) Sähkön käyttökojeet ja energiatehokkuus, b) Asiakasrajapinta ja kysynnän jousto (AMR, HEMS, tietojärjestelmät) R11: Asiakkaat ja kuluttajat: a) Sähkön pientuotanto, b) Turvallisuus (sähköturvallisuus) ja kriisivalmius (sähkökatkoihin varautuminen)

5 Ryhmätöiden kysymyksenasettelu 1) Millaisessa maailmassa elämme. vuonna 2035? 2) Miltä maailma näyttää tällä hetkellä? 3) Mihin kysymyksiin ja asioihin meidän tulee tutkimus- ja kehitystyössä panostaa. ennen vuotta 2025?

6 Mahdollistavat teknologiat - ICT, IoT, Big Data, - uudet materiaalit - valmistustekn. (esim. 3D) - tehoelektroniikka -.. Teknologia Primääriteknologia - uusiutuvat (tuuli, aurinko) - verkostoratkaisut - uudet kuormat (EV, nzeb, lämpöpumput, DR, ) -.. Koko sähkövoimajärjestelmä / Jakeluverkko / Jakeluverkkoon liittyvä mikroverkko / Asiakkaan oma verkko Tuotanto Verkko Kulutus - tuotannon muutokset, esim. DG (wind, PV) - kaapelointi - kulutuksen muutokset, esim. DR, EV, varasto Toimintaympäristön muutos (esim. yhdyskuntarakenne) Toimialaan liittyvä lainsäädäntö, regulaatio, kannusteet

7 Sähköverkon ja sähköverkkoliiketoiminnan rooli erilaisissa tulevaisuusskenaarioissa Aktiivinen - verkko / asiakas B A Keskitetty Hajautettu 1) Tuotanto 2) Äly (sis. myös mittaukset ja teknisen laadun 3) Toimitusvarmuus (tehon ja energian riittävyys) Suomi nyt D 1) Tuotanto 2) Äly 3) Toimitusvarmuus C Passiivinen - verkko / asiakas

8 Future scenarios for smart grids concepts Active Network / Customer System of microgrids Aggregator SAU with functions EMS Microgrid PMU AMI Primary control of DER Centralized (resources and intelligence) SCADA / DMS AMR Feeder automation Decentralized FLISR Distributed Traditional network Wind, hydro, PV, EV, heat pumps, Passive Network / Customer

9 Poimintoja ryhmätöistä - nykytila Primääri verkkoteknologia on pääosin luvuilta. Käyttötoimintaan liittyvät automaatiojärjestelmät ovat modernit ja toimivat. Monissa maissa havaittavissa olevat haasteet uusiutuvan ja ohjaamattoman sähkön tuotannon (aurinko, tuuli) kanssa ovat Suomessa vähäisiä johtuen mm. pienistä hajautetun tuotannon määristä. Saksassa ja monissa muissa maissa haasteet tehotasapainon hallinnassa ja verkkojen pullonkaulojen poistamisessa ovat jo arkipäivää. Suomen erityispiirre on lähes 100 % penetraatio älymittareissa ja mittava kuormien ohjauspotentiaali etenkin lämmityskuormissa. Microgrid osana jakeluverkkoa roolitus epäselvä - omistus, regulaation, rajapinnat, teknologia, toiminnallisuus jne. Vaikka viranomainen ei ota suoraan kantaa käytettäviin teknologioihin, tavoitteet ohjaavat kuitenkin teknologiavalintoja tarvitaan lainsäädännön ja valvontamallien kehittämistä yhteisten energia-alan tavoitteiden tukemiseksi Asiakas maksaa edelleen lopulta kaiken! - miten varmistetaan, että järjestelmästä tehdään järkevä sekä energia- ja kustannustehokas?

10 Poimintoja ryhmätöistä maailma v Sähkönjakeluverkot on pääosin kaapeloitu. Energiavarastoja on laajasti käytössä (hajautetusti ja keskitetysti). MVDC ja LVDC ovat käytännön työkaluja. Sähköautoja, joiden latausta ja verkkoon syöttöä voidaan ohjata, on runsaasti. Automaatio-investointien aikasykli on lyhentynyt entisestään. Automaatiojärjestelmien (Internet of energy, IoT) välinen koordinaatio on avain kustannustehokkaaseen, turvalliseen ja avoimeen tietojen hyödyntämiseen. Omavaraisia tai lähes omavaraisia asiakkaita/asiakasryhmittymiä ja niihin liittyviä mikroverkkoja on merkittävä määrä. Nykyisen kaltaisen sähköverkkotoiminnan rooli on vähentynyt, mutta on kuitenkin edelleen selkäranka yhteiskunnan sujuvalle toiminnalle. Kotiautomaatio ja hajautetut resurssit (mm. DR, DG, ES, EV) ovat keskeinen osa mukautuvia verkkoratkaisuja. AMR nykyisenkaltaisena, muista kiinteistöasennuksista pääosin irrallisena järjestelmänä, on hävinnyt ja integroitunut osaksi kotiautomaatiojärjestelmiä.

11 Poimintoja ryhmätöistä maailma v Sähkönjakeluverkot Infrastruktuurien rakentaminen on koordinoitua (käytössä yhteinen tietojärjestelmä) Asiakas ei huomaa katkoja eli käytössä on toimiva vikojen ennakointi (mm. kaapeliverkon kunnonvalvonta on kunnossa), nopeaa automaatiota ja paikallista varavoimaa/energiavarastoja. Jakelumuuntamot toimivat itsenäisinä, älykkäinä yksikköinä Sähköverkkojen luotettavuus = älyn luotettavuus. Monimutkaistuvien ja yhä enemmän itsenäisesti toimivien järjestelmien hallinta on haaste matkalla vuoteen Tietoturvan huomioiminen tietojärjestelmäarkkitehtuurin kehityksessä alusta lähtien

12 Poimintoja ryhmätöistä - osaaminen Tarvitaan mittavasti koulutusta uusien asioiden ympärille (DC, energiavarastot, mikroverkot, ) Sähköverkkoihin liittyvät ammattitaitovaatimukset ovat erilaiset kuin nykyisin sisältäen merkittävässä määrin ICT-osaamista (Vertailukohtana autonasentajien ammattikuvan muutos) Sähköverkkoihin liittyvän osaamisen ylläpito ja kehittäminen tulisi varmistaa.