CLEEN ja SGEM-tutkimusohjelma yleisesti Älykäs sähköverkko ja toimintavarmuuden parantaminen

Transkriptio

1

2 Sisältö CLEEN ja SGEM-tutkimusohjelma yleisesti CLEEN Cluster for Energy and Environment Älykäs sähköverkko yleisesti SGEM lyhyesti, konsortion jäsenet Älykäs sähköverkko ja toimintavarmuuden parantaminen Yleisiä näkökulmia Etäluettavien mittareiden hyödyntäminen Itseään korjaavat verkot ja automaatiotason nostaminen Saarekeverkot ja tehoelektroniikan hyödyntäminen Kommunikaatioverkostot ja niiden luotettavuus Suurhäiriötilanteet tiedonkulku ja tilannekuva Yhteenvetoa

3 CLEEN Cluster for Energy and Environment Strategisen huippuosaamisen keskittymä (SHOK) Uudenlainen yhteistyö Uudella tavalla eri tieteen ja tekniikan alojen välillä Arvoketjuissa eri rooleissa olevien yritysten kesken Tavoitteet Osaamisen kehittyminen Suomessa, jotta houkuttelevuus toimintaympäristönä globaalisti säilyy ja paranee CLEEN Oy tukee toimintaansa osallistuvien yritysten kilpailukykyä ja kannattavaa kasvua Tutkimusvolyymi (2012): 39,4 M kuudessa eri tutkimusohjelmassa

4 CLEEN:in ohjelmien yleiskuva Tutkimuslaitokset Tieteellinen korkeatasoisuus Yritykset Markkinapotentiaali Relevanssi Rahoittaja Kansalliset tavoitteet Lainmukaisuus CLEEN Oy Fokus Toimintatavat Teollisuuden panostus > 50% Jaettu käyttöoikeus tuloksiin Perustutkimus Tutkimuslaitokset Science Push Soveltava tutkimus Uudet tuotteet ja palvelut Yritykset ja markkinat Market Pull

5 Kohti älykästä sähköverkkoa Yleisesti kaksi päätehtävää: Energiatehokkaan ja ympäristöystävällisen sähkömarkkinan mahdollistaja Yhteiskunnan kriittinen infrastruktuuri

6 SGEM-tutkimusohjelma lyhyesti Päätavoitteet Innovaatiokeskittymän luominen Suomeen älykkäisiin sähköverkkoihin liittyen Ratkaisujen kehittäminen kansainvälisille markkinoille Tulosten varmistaminen reaalimaailman verkoissa Tietotaidon kasvattaminen sekä yrityksissä että tutkimuslaitoksissa Uusien interaktiivisten verkostojen luominen Faktat Pääpaino sähkönjakelussa ja sen rajapinnoissa Ohjelma koostuu 7 työpaketista ja niihin liittyvistä demonstraatioista. Teollisuuden osuus kokonaisvolyymistä 53%. 21 yritystä & 8 tutkimuslaitosta. ICT-sektorin osuus 25% 5-vuotinen ohjelma, 55 M kokonaisbudjetti. Koordinoijana CLEEN Oy, päärahoittajana Tekes.

7 Smart Grids and Energy Markets -konsortio Tutkimuslaitokset 1. Aalto-yliopisto 2. Itä-Suomen yliopisto 3. Lappeenrannan teknillinen yliopisto 4. MIKES, Mittatekniikan keskus 5. Oulun yliopisto 6. Tampereen teknillinen yliopisto 7. Vaasan yliopisto 8. VTT Verkkoyhtiöt 1. Elenia Verkko 2. Fingrid 3. Fortum 4. Helen Sähköverkko 5. Helsingin Energia 6. Oulun Energia 7. Suur-Savon Sähkö 8. Vantaan Energia Koordinoija 1. Cleen Ltd Energiateknologia-ala 1. ABB 2. Aidon 3. Empower 4. Tekla 5. The Switch Aitoa T&K-yhteistyötä Yhteinen käyttöoikeus tuloksiin Korkea julkisuusaste ICT-toimiala 1. Cybersoft 2. Elektrobit 3. Empower IM 4. Emtele 5. Inno-W 6. There Corporation 7. Tieto 8. Viola Systems

8 Älykäs sähköverkko ja toimintavarmuus Älykäs sähköverkko ei poista vikoja, mutta parantaa Niihin varautumista Niiden paikallistamista Vaikutusten rajaamista Niistä toipumista Nopeampi tapa tarjota toimitusvarmuutta alueille, joita ei kaapeloida lähivuosina Demonstraatiot tärkeitä teknologian ja uusien prosessien varmistamiseksi

9 Etäluettavat sähkömittarit vikojen hallinnassa Suomi on ollut eturintamassa etäluettavien mittareiden käyttöönotossa Hyötyjä on paljon muitakin kuin pelkkä energiamittaus Pienjänniteverkon vikojen paikallistaminen hälytysten avulla Asiakkaiden informointi tekstiviestein Huoltohenkilökunnan informointi linjan tarkistaminen kun korjaustyöt on suoritettu Olennaista integrointi muihin järjestelmiin ja prosesseihin

10 Itsekorjaavat verkot Pilottihanke Porkkalanniemessä Sähköverkon jakaminen vyöhykkeisiin, langattoman tiedonsiirron hyödyntäminen Automaattinen vian paikantaminen sähköasemalla Kenttätesteissä tarkkuus parhaimmillaan 1-2 km, paikansi myös ohimenevät viat Ohjausvyöhyke Sähköasema Pilotin jatko Uudentyyppiset vikaindikaattorit Kompensoidut verkot Automaattinen syötönpalautus terveille verkon osille Osapuolet: ABB, Fortum, Viola Systems, MIKES, VTT Suojausvyöhyke Kustannustehokkain ratkaisu: Vähemmän ohjattavia katkaisijoita, ja enemmän älykkyyttä sähköasemalle

11 Saarekeverkot ja tehoelektroniikan hyödyntäminen Uudet tehoelektroniikan ratkaisut mahdollistavat tasajännitteen käyttämisen pj-verkossa Pienemmät häviöt pj-verkon kaapelissa Keskijänniteverkon lyhyet katkokset eivät vaikuta DC-verkkoon Saarekeverkkomahdollisuus, kun omaa tuotantoa DC-verkossa toimintavarmuuden paikallinen parantaminen LVDC-jakelun pilottiasennus Suur-Savon Sähkön verkossa, 2km kaapeliverkko jonka varrella 4 kuluttajaa ( ) Hyvät käyttökokemukset Lyhyet katkokset vähentyneet AC/DC 820 m Inv. #3 400 m 320 m 200 m Inv. #2 Inv. #1

12 Julkisten langattomien viestiverkkojen hyödyntäminen Tutkimustuloksia (simulointeja sekä Tapani-myrskyn dataa) 2G/3G-verkoissa paljon redundanssia viestiväylissä 2G/3G-verkot selviävät hyvin pienemmistä paikallisista häiriöistä Jatkotoimenpiteet: Kriittisimpien tukiasemien määrittely ja niiden sähkönsyötön varmistaminen kaapeloinnilla Teleoperaattoreiden ja verkkoyhtiöiden yhteistyö olennaista

13 Suurhäiriötilanteet Uudet työkalut käyttöön jo verkon strategisessa suunnittelussa Riskikartoitus ja kriittisten kohteiden identifiointi Kaapeloinnin ja verkosto-automaation tarpeen määrittäminen Saarekekäyttötarpeet ja -mahdollisuudet Tiedonkulku häiriötilanteissa tilannekuvan muodostaminen Informaation kulku viranomaisille Huoltohenkilökunnan ohjaus Asiakkaiden tiedotus Viestiyhteyksien varmistaminen Korkeampi automaatiotaso verkossa (itsekorjaavat verkot) auttavat hoitamaan osan vioista, jolloin henkilökunta voi keskittyä kriittisempiin kohtiin Kaikkeen tähän tarvitaan uusia älykkäitä työkaluja ja verkostoja

14 Yhteenveto Älykäs sähköverkko ei poista vikoja, mutta parantaa niihin varautumista ja reagoimista mahdollistaa toimitusvarmuuden parantamisen alueilla joita ei kaapeloida lähivuosina Uusia teknologisia ratkaisuja on tarjolla, tärkeitä asioita: Oikea mitoitus ja riittävä testaus Kunnollinen integrointi jakeluyhtiön järjestelmiin ja prosesseihin

15 Jani Valtari