SESP Simulointiympäristön tarjoamat mahdollisuudet älykkäiden sähköverkkojen tutkimuksessa ja kehittämisessä Katja Sirviö 30.10.2018 Ympäristö & omavaraisuus -seminaari Vaasa
Esityksen sisältö VY:N taustaa sähköverkkojen simuloinnesta SESP ja Smart grid laboratorio Erilaiset simulointimenetelmät ja tarpeet Tehtyjä reaaliaikasimulointitutkimustapauksia Reaaliaikasimulointiesimerkkejä älykkään sähköverkon tutkimuksessa
Smart Grids Argumenting Learning Transition New practice http://icities4greengrowth.in/casestudy/jeju-island-smart-grid-test-bed-jeju-south-korea
Taustaa 20 vuoden kokemus sähköjärjestelmien simuloinneista yhteistyössä teollisuuden kanssa Simulointityökaluna ollut PSCAD Simulointeihin perustuvaa tutkimusta on tehty Hajautetun ja uusiutuvan energiantuotannon verkkoonkytkemisestä Sähköjärjestelmän suojauksesta Mikrosähköverkosta eli microgrideistä Energiavarastoista ml. sähköautot 2011 rakennettiin IEC 61850 kommunikaatioporotokollaan perustuva PAC (Protection Automation Control) laboratorio Technobothnialle Monitoimittajaympäristö IED (Intelligent Electronic Devices) sähköasemalla ja tuotantolaitoksilla käytettäviä laitteita ja laitteistoja varten DEMVE -projekti yhteistyössä VAMK, Novian ja useiden teollisuuspartnereiden kanssa
SESP Simulointijärjestelmää, sähköjärjestemien tutkimuslaboratoriota ja tutkimusympäristöä kehitetään edelleen osana AIKO rahoitteista SESP (Smart Energy Systems Research Platform) projektia Kokonaisbudjetti 900 000, 2017-2018 Hankkeen päätoteuttaja on Vaasan yliopisto ja sen osatoteuttaja on Svenska handelshögskolanin Vaasan yksikkö Smart Grid Laboratory kehitetään osaksi VEBICiä, joka sisältää PAC laboratorion Reaaliaikasimulointijärjestelmän (OPAL-RT systeemi, Speedgoat RCP) Living lab innovaatioympäristöjä (esim. Sundom Smart Grid) Big Data Warehouse Uusia liiketoimintakonsepteja Nykyistä simulointijärjestelmää ja osaamista viedään uudelle tasolle, joka perustuu reaaliaikasimulointijärjestelmän antamiin mahdollisuuksiin
Sähköjärjestelmän simulointitapoja OFFLINE
Sähköjärjestelmän simulointitapoja REALTIME, SIL (Software In the Loop)
Sähköjärjestelmän simulointitapoja REALTIME, HIL (Hardware In the Loop), CHIL (Controller Hardware In the Loop)
SESP Use Case SunHILL (ERIGrid/EU) Offis, Oldenburg Loistehon hallinta SIL CHIL Kaapelointi Hajautettu tuotanto 16 MVA J08 Wind Power Plant G Wind Turbine 3.6 MW 110 kv 117/21 kv J07 Sundom J06 Sulva J09 Vaskiluoto
Smart Grid lab
SESP Use Cases Fingrid CHIL Kolme eri käyttötapausta/testitapausta, missä suojarele on kytketty reaaliaikasimulaattoriin ABB CHIL, HIL Useita käyttötapauksia/testitapauksia, missä suojarele sekä mittauslaitteita on kytketty reaaliaikasimulaattoriin
Sähköjärjestelmän simulointitapoja PHIL (Power Hardware In the Loop)
Sähköjärjestelmän simulointitapoja Hybridi
Älykkään sähköverkon tutkimuksessa OFFLINE SIL HIL PHIL Konseptien luomiseen, algoritmien luomiseen Algoritmien testaamiseen, kommunikaation testaamiseen Ohjaus- tai suojalaitteiden testaamiseen, kommunikaation tesaamiseen CHIL Microgrid kontrollerit Säätölaitteet (HEMS, ) Suojalaitteet Sähkölaitteiden/osittaisen sähköjärjestelmän testaaminen
Älykkään sähköverkon tutkimuksessa Model of distribution network EMS Model of smart building Cmmunications Control model of PV inverter Amplifier Control model of HEMS Model of smart building PV inverter
Microgrid A microgrid is a group of interconnected loads and distributed energy resources within clearly defined electrical boundaries that acts as a single controllable entity with respect to the grid A microgrid can connect and disconnect from the grid to enable it to operate in both gridconnected or island mode Microgrid controller includes the control functions that define the microgrid as a system that can manage itself, operate autonomously or grid connected, and seamlessly connect to and disconnect from the main distribution grid for the exchange of power and the supply of ancillary services. 1 1 IEEE 2030.7-2017 - IEEE Standard for the Specification of Microgrid Controllers
Älykkään sähköverkon tutkimuksessa Model of distribution network Control model of a microgrid controller Model of a microgrid Microgrid controller Model of a microgrid
Loppusanat SESP Smart Grid lab PAC lab Simulation OFFLINE REALTIME SIL HIL PHIL Living labs Big Data Tuote- ja liiketoimintakonsepteja Kehittymässä oleva tutkimus- ja laboratorioympäristö on jo kansainvälistä tasoa ja tulevaisuudessa sillä hienot mahdollisuudet kehittyä huipputason älyverkkotutkimuskeskukseksi Konsepteista tuotantoon ja vientiin Smart grid tutkimus- ja testialustoja, living labs, pilottitapauksia älykkäiden verkkojen ja infrastruktuurin testialustan rakentaminen infrastruktuurin ja palvelujen testaaminen sekä demonstrointi teknologian valmistelu sarjatuotantoon ja vientiin