LUT ENER GIA. Interaktiivinen asiakasrajapinta peruskonsepti. ST-poolin tutkimusseminaari 7.10.2010 Jarmo Partanen

Samankaltaiset tiedostot
Verkosto2011, , Tampere

Smart Grid. Prof. Jarmo Partanen LUT Energy Electricity Energy Environment

Interaktiivinen asiakasrajapinta ja sen hyödyntäminen energiatehokkuudessa

LUT ENER GIA. Energiapalvelujen toimenpideohjelmaseminaari Samuli Honkapuro

Sähkömarkkinoiden murros - Kysynnän jousto osana älykästä sähköverkkoa

INCA - INteractive Customer gateway - Interaktiivinen asiakasliityntä ja sen hyödyntäminen sähköjärjestelmän hallinnassa ja energiatehokkuuteen

Älykkään sähköverkon mahdollisuudet energiatehokkuuden parantamiseksi

Säätövoimaa tulevaisuuden sähkömarkkinalle. Klaus Känsälä, VTT & Kalle Hammar, Rejlers Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

ENERGIANKULUTUKSEN OHJAUS- MAHDOLLISUUDET Sähkön kysyntäjousto (demand response/demand side management) Seppo Kärkkäinen

Sähköverkkovisio 2025? 16/03/2016 Jarmo Partanen

Smart Generation Solutions

BL20A0400 Sähkömarkkinat. Valtakunnallinen sähkötaseiden hallinta ja selvitys Jarmo Partanen

Älykkäät sähköverkot puuttuuko vielä jotakin? Jukka Tuukkanen. Joulukuu Siemens Osakeyhtiö

Pohjoismaisen sähköjärjestelmän käyttövarmuus

SÄHKÖN TOIMITUSVARMUUS

Erkki Antila. Dekaani. Miten alan yhteinen visio ja roadmap muuttuvat toiminnaksi Sähkötutkimuspoolin tutkimusseminaari

Visioita tulevaisuuden sähköverkosta. Kimmo Kauhaniemi Professori Teknillinen tiedekunta Sähkö- ja energiatekniikka

RoadMap 2025 projekti - Teknologia työpaja

INCA - Interaktiivinen asiakasliityntä ja sen hyödyntäminen sähköjärjestelmän hallinnassa ja energiatehokkuuteen kannustavissa palveluissa

Kysyntäjousto Fingridin näkökulmasta. Tasevastaavailtapäivä Helsinki Jonne Jäppinen

Jakelutariffien kehitysmahdollisuudet. Samuli Honkapuro Lappeenrannan teknillinen yliopisto LUT Energia

Sähkön rooli? Jarmo Partanen LUT School of Energy systems

Etunimi Sukunimi

Sähkönjakeluverkon hallinnan arkkitehtuuri. Sami Repo

EVE-seminaari

Sähkön käytön ja tuotannon yhteensovittaminen

Suvilahden energiavarasto / Perttu Lahtinen

Myrskyvarman jakeluverkon haasteet Prof. Jarmo Partanen

Tulevaisuuden energiaratkaisut? Jyrki Luukkanen/Jarmo Vehmas

Kysynnän jousto Periaate ja tarve kysynnän joustolle Vaatimukset suunnittelijoille ja urakoitsijoille

Demand Response of Heating and Ventilation Within Educational Office Buildings

Suomen ilmasto- ja energiastrategia Fingridin näkökulmasta. Toimitusjohtaja Jukka Ruusunen, Fingrid Oyj

Energiantuotannon ja käytön muutosten vaikutukset voimajärjestelmän hallintaan ja kantaverkon kehitystarpeisiin

Älykkään sähköverkon mahdollisuudet energiatehokkuuden parantamiseksi

TEM:n älyverkkotyöryhmän näkemyksiä siirtotariffirakenteiden kehitykseen. Ville Väre

Älyverkkotyöryhmän välitilinpäätös. Energiateollisuuden tutkimusseminaari Ylitarkastaja Tatu Pahkala

TUOMAS Tu m u Va n h a n e n

VNS 7/2017 vp Valtioneuvoston selonteko keskipitkän aikavälin ilmastopolitiikan suunnitelmasta vuoteen 2030/Energian kulutuspiikkien hallinta

Energiavarastot ja älykkäät järjestelmät

Sähköautot osana älykästä energiajärjestelmää

BL20A0400 Sähkömarkkinat. Valtakunnallinen sähkötaseiden hallinta ja selvitys Jarmo Partanen

Sähkön varastointi utopiaa vai realismia? Jussi Mäntynen

Sähköautot osana älykästä sähköverkkoa Siemensin Energia- ja liikennepäivä

Kysyntäjousto mahdollisuudet myyntiyhtiöille - vaikutukset verkkoyhtiöille

Älyverkko sähköasiakkaiden palvelijana. Ympäristövaliokunta Tatu Pahkala

Sähköautojen ja plug-in hybridien vaikutukset sähköverkkoihin. Antti Mutanen TTY / Sähköenergiatekniikka

Esimerkkejä suomalaisista älyverkkohankkeista1 Kalasatama, Helsinki

Jakeluverkon tariffirakenteen kehittäminen Loppuseminaari Vantaa

Sähkömarkkinat 2030 visio eurooppalaisista sähkömarkkinoista

Sähkölämmityksen tulevaisuus

Tuulivoima ja sähköverkko

Mikrotuotannon kytkeminen valtakunnanverkkoon

Energia tulevaisuudessa Epävarmuutta ja mahdollisuuksia. Jyrki Luukkanen Tutkimusprofessori

Tukku- ja vähittäismarkkinoiden yhteispeli onnistuu älyverkolla Suomen energiaekonomistien kevätseminaari Risto Lindroos, johtava

Vision of the Power System 2035

Haja-asutusalueiden sähköverkko ja sähköasiakas 2030

Finnish Solar Revolution

Ajankohtaista sähkön älykkäästä mittaamisesta. Älykäs energianmittaus , Jyväskylän Paviljonki Sirpa Leino

Auringosta voimaa sähköautoon -seminaari Kuopio Ari Puurtinen

Storages in energy systems

BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi

HELSINGIN ÄLYKÄS ENERGIAJÄRJESTELMÄ Atte Kallio

Pienjänniteverkon kuorman taajuusriippuvuuden kehittäminen

ALUEELLISTEN ENERGIARATKAISUJEN KONSEPTIT. Pöyry Management Consulting Oy Perttu Lahtinen

SÄHKÖÄ TUOTANTOPISTEILTÄ ASIAKKAILLE. Otaniemessä

MITÄ SÄHKÖN LISÄKSI? LÄMPÖ- JA JÄÄHDYTYSVERKKOJEN ROOLI ÄLYKKÄÄSSÄ ENERGIAJÄRJESTELMÄSSÄ. Energiateollisuuden tutkimusseminaari 30.1.

Auringosta sähkövoimaa KERAVAN ENERGIA & AURINKOSÄHKÖ. Keravan omakotiyhdistys Osmo Auvinen

Saiskos sähköyhtiölle olla sähköä? Sähkön tuottaminen, jakelu ja käyttö murroksessa. Kimmo Tolvanen PKS

Kohti uusiutuvaa ja hajautettua energiantuotantoa

Asiakastoimintamallin kehittäminen Jussi Jyrinsalo

Joustava ja asiakaskeskeinen sähköjärjestelmä. Älyverkkotyöryhmän loppuraportin julkistamistilaisuus

Elenian puheenvuoro. Fingrid, markkinatoimikunnan kokous, Helsinki Teknologiapäällikkö Jouni Pylvänäinen Sivu 1

Kalasataman keskijänniteverkon automaatioratkaisut

Käyttövarmuuden haasteet tuotannon muuttuessa ja markkinoiden laajetessa Käyttövarmuuspäivä Johtaja Reima Päivinen Fingrid Oyj

Antti-Juhani Nikkilä Verkkosääntöfoorumi, Tiedonvaihdon vaatimukset, roolit ja vastuut (KORRR)

Roadmap Työpaja 1:n tuotoksia Teknologian muutosten arviointia. Versio

Katsaus älyverkkotyöryhmän ehdotuksiin. Verkosto 2019: Älykäs energiajärjestelmä -seminaari Ylitarkastaja Tatu Pahkala

Joustavuuden lisääminen sähkömarkkinoilla. Sähkömarkkinapäivä Jonne Jäppinen, kehityspäällikkö, Fingrid Oyj

Neuvottelukunta Risto Lindroos. Älyverkot eri toimijoiden roolit ja yhteistoimintatarpeet

Messut Salossa Aiheena: Lähienergia Luennoitsija Pekka Agge tj Aura Energia Oy Puhelin

ENERGIATEHOKKUUS. uusiutuvissa energiajärjestelmissä

Sähköjärjestelmän käyttövarmuus & teknologia Käyttövarmuuspäivä

Sähköinen liikenne. hiilineutraali kasvumoottori. Matti Rae Verkosto 2019 Ensto Oy

Älykäs energiajärjestelmä. Pekka Salomaa, Energiateollisuus ry , Clarion Hotel Helsinki Jätkäsaari

Säätösähkömarkkinat uusien haasteiden edessä

Heini Ruohosenmaa Verkkotoimikunta 2/ Puhtaan energian paketti ja muut toimintaympäristön muutokset

Markkinaintegraation merkitys Fingridille

Tuotantorakenteen muutos haaste sähköjärjestelmälle. johtaja Reima Päivinen Käyttövarmuuspäivä

SÄHKÖÄ TUOTANTOPISTEILTÄ ASIAKKAILLE. Otaniemessä

Sähkömarkkinatiedon läpinäkyvyys eurooppalainen lainsäädäntö valmis. Markkinatoimikunta Katja Lipponen

Sähkönkulutuksen mittauksen uudistus. Elinkeinoministeri Mauri Pekkarinen tiedotustilaisuus

Liisa Haarla Fingrid Oyj. Muuttuva voimajärjestelmä taajuus ja likeenergia

BL20A0400 Sähkömarkkinat. Kuormat ja kuormitusennusteet Jarmo Partanen

Energiateollisuuden työmarkkinaseminaari Älykäs sähköverkko. Kenneth Hänninen Energiateollisuus ry

Suomen älyverkkovisio. SESKOn kevätseminaari Ylitarkastaja Tatu Pahkala

Sähköteho-opas Hankkeen tulokset

Sähkön hinta. Jarmo Partanen J.Partanen Sähkömarkkinat

Latausstandardit. Auto- ja moottoritoimittajat Matti Rae Ensto Oy Director, New Technologies

Sähkökulkuneuvojen vaikutus sähkön jakelujärjestelmään ja

Kysyntäjousto rakennuksissa

Transkriptio:

Interaktiivinen asiakasrajapinta peruskonsepti ST-poolin tutkimusseminaari 7.10.2010 Jarmo Partanen 31.8.2010 LUT ENER GIA Energiatekniikka Sähkötekniikka Ympäristötekniikka 1

Taustaa - Smart Grid Visio 31.8.2010 2

31.8.2010 3 Smart Grid 2035 Visio Smart Grid 2035; Asiakasnäkökulma Vision 2035 hallitsen helposti yhdessä sähkön toimittajieni kanssa omaa yksilöllistä nollapäästöistä sähkönkäyttöäni (räätälöitävyys) ja sähkökäyttöni jatkuu verkko- ja tuotantohäiriöidenkin aikana saan sähköä ilman yllätyksiä kohtuulliseen hintaan tuotan osan tarvitsemastani energiasta, ylijäämän tai alijäämän toimitan markkinoille ja/tai lähiyhteisölle. on yhteisöjä, jotka elävät energiaomavaraista elämäänsä ilman verkkoyhteyttä. käytän huolettomasti sähköautoa kotimaassa ja ulkomailla tunnen systeemin luotettavaksi ja turvalliseksi ilman päivittäisiä puuhailuja ja aktiivisuutta

31.8.2010 4 Smart Grid 2035 Visio Smart Grid 2035; Yhteiskunta Vision 2035 sähköenergia tuotetaan pääosin päästövapaasti. sähköenergiajärjestelmä on yhdistelmä keskitetysti hallittavia voimalaitoksia ja pieniä paikallisesti ohjattavia tuotantolaitoksia. suurten markkinaosapuolten lisäksi pienkäyttäjillä ja tuottajilla on mahdollisuus osallistua markkinoille sähkönkäyttäjät ovat tietoisia omasta energian käytöstään ja sen taloudellisista ja ympäristöllisistä vaikutuksista sähkönkäyttäjien ja verkkoyhtiöiden automaatiojärjestelmät ml. energiavarastot osallistuvat aktiivisesti sähköenergiajärjestelmän hallintaan helpottaen teknisesti ja taloudellisesti ympäristötavoitteiden ja tehotasapainon hallintaa normaali- ja häiriötilanteissa. sähköenergiajärjestelmät ovat käyttövarmoja, sähköntoimituksen katkot ovat harvinaisia poikkeuksia. Näiden tilanteiden ratkaisumallit ratkaistaan sosio-ekonomisten kokonaiskustannusten pohjalta. sähköenergiaa tuotetaan ja ostetaan markkinaehtoisesti yhteisillä kehittyvillä eurooppalaisilla markkinoilla. Maat pitävät huolen kuitenkin myös riittävästä omavaraisuudestaan. Smart Grid toimintaympäristön kehittymistä ohjataan tarvittaessa yhteiskunnan määrittämillä ohjeistuksilla Suomi toimii Smart Grid toimintojen kehittämisessä ja hyödyntämisessä edelläkävijänä Smart Grid teknologia ja palvelut ovat keskeisiä vientituotteita suomalaisille yrityksille

31.8.2010 5 Smart Grid 2035 Visio Smart Grid 2035; DSO-näkökulma Vision 2035 sähkönjakeluverkko toimii markkinapaikkana, joka tarjoaa asiakkaille joustavan liitynnän sähkön ostamiselle ja myynnille sähkönjakeluverkko toimii ilman pitkiä katkoja DSO ja asiakkaat yhdessä hoitavat jännitteen laadun asiakasrajapinnoissa sähkönkäyttäjien älykäs verkkoliittymä mahdollistaa kuormien ja tuotannon ohjauksen, joka yhdessä verkkoon sijoitettujen energiavarastojen kanssa mahdollistaa verkon tehovirtauksien hallinnan hinnoittelujärjestelmä mahdollistaa Smart Grid toimintaympäristön kehittämisen ja ylläpidon ja kannustaa koko energiajärjestelmän energiatehokkuuteen jakelu- ja siirtoverkkoliiketoiminta ovat edelleen alueellisia monopoleja, joiden toimialueiden sisällä voi olla erillisiä energiaomavaraisia yhteisöjä liiketoimintaa valvotaan innovatiiviseen toimintaan kannustavilla valvontamalleilla

31.8.2010 6 Smart Grid 2035 Visio Smart Grid 2035; TSO-näkökulma Vision 2035 Eurooppalainen sähkönsiirtoverkko on markkinapaikka, joka tarjoaa suurkäyttäjille ja -tuottajille joustavan liitynnän sähkön ostamiselle ja myynnille sähköjärjestelmän tehotasapainon ja käyttövarmuuden hallinnassa hyödynnetään kaikkien sähkönkäyttäjien kuormitusten, tuotannon ja energiavarastojen ohjausta perinteisen tuotannon ohjauksen ja kuormien poiskytkennän lisäksi siirtoverkoissa on 100 % käyttövarmuus siirtoverkkojen kehittämisessä kansallisilla päätöksillä on keskeinen rooli Smart Grid toimintaympäristö ratkoo osaltaan siirtojärjestelmän pullonkauloja ja käyttövarmuusongelmia Smart Grid toimintaympäristö helpottaa vaihtelevan ja säätämättömän tuotannon aiheuttamia ongelmia

31.8.2010 7 Smart Grid 2035 Visio Smart Grid 2035; Sähkömarkkinat Vision 2035 EU:n yhteinen sähkömarkkina toimii hintasignaalit välittyvät kaikilla tasoilla reaaliaikaisesti markkinatoimijoille perustiedot sähkönkäyttäjien energian käytön olosuhteista ja määristä ovat kaikkien markkinatoimijoiden käytettävissä (esim. kansallisen tietokantaliitynnän kautta). Markkinatoimijoiden markkinoille pääsy on helppoa Kysynnän jousto yhdistettynä paikalliseen pienmuotoiseen tuotantoon ohjaa vahvasti markkinahinnan muodostusta ja helpottaa tehotasapainon ylläpitämistä

31.8.2010 8 Smart Grid 2035 Visio Smart Grid 2035; Teknologia Vision 2035 langaton tiedonsiirto tarjoaa palveluja käytännössä rajattomalla kapasiteetilla lähes nollakustannuksin kaikilla sähköisillä toimilaitteilla on IP-osoite hajautettu äly ja muistikapasiteetti on kaikkialla tietojärjestelmien hallinta on keskeisessä roolissa akkuteknologia mahdollistaa edullisen energian varastoinnin (< 1 snt/kwh) pienimuotoisen energiatuotannon yksikkökustannukset ovat kilpailukykyiset tehoelektroniikka mahdollistaa sähkön muokkauksen (sähkön laatu, DC) kilpailukykyisesti

Interaktiivinen asiakasrajapinta Markkinatoimijat TSO, DSO, sähkökauppiaat, aggregaattorit Tietojärjestelmät Energiavarastot akut, kondensaattorit, sähkömekaaniset, ym. Verkko Kuormituksen hallinta Sähkönlaadun hallinta Häiriötilanteiden hallinta Kuormitustiedot Säätökapasiteettitiedot Hintasignaalit Ohjaussignaalit Asiakasrajapinta (INCA) Kuormat PHEV ohjattavat, ei ohjattavat, asiakaslähtöinen priorisointi Tuotannon hallinta Tuotanto aurinko, tuuli, biokaasu, ym. Kuormien hallinta Sähkönlaadun hallinta Tehotasapainon hallinta Varaston tilan hallinta Tehotasapainon hallinta EV mobiilit varastot 31.8.2010 9

31.8.2010 10 Määritelmä Interaktiivinen asiakasrajapinta on älykkään sähköverkon toiminnallisuuksien toteuttamisessa yksi tärkeimmistä toimilaitekokonaisuuksista koostuu asiakkaan sähköverkkoon liitettyjen aktiivisten laitteiden, tietoliikenneverkon ja ohjausjärjestelmien muodostamasta kokonaisuudesta osallistuu sekä paikallisten (sisäisiä) että järjestelmätason (ulkoisia) toiminnallisuuksien hallintaan muuntaa sähkönkäytön ja pientuotannon aktiivisiksi resursseiksi sähkömarkkinoilla ja järjestelmän hallinnassa Asiakkaan (sähkön käyttäjä/tuottaja), sähkökaupan, sähkönjakelijan (DSO) ja järjestelmänvastaavan (TSO) yhteinen rajapinta uudistaa verkonhallinnan ja tasehallinnan periaatteet sekä sähkökaupan mahdollisuudet Operaattorit hallitsevat yhdessä loppukäyttäjien kanssa järjestelmää Mullistaa sähkön loppukäytön periaatteet ja korostaa pienasiakkaan roolia Asiakas hallitsee yhdessä palveluntarjoajiensa kanssa sähkönkäyttöään

31.8.2010 11 Rajapinnan toiminnallisuudet Toimija Asiakasrajapinta Vastuut Liiketoiminta Regulaatio Ympäristö Kustannukset Mittaukset Toiminnalliset tarpeet Toiminnallisuudet Toimintamallit Ohjaukset

31.8.2010 12 Toiminnalliset tarpeet Markkinapohjainen kuorman ja hajautetun tuotannon ohjaus ja niihin liittyvät liiketoiminnot Energiansäästöä ja energiatehokkuutta tukevat toiminnot ja palvelut Joustava liityntä asiakkaan sähkölaitteille (esim. hydridi-/sähköauto), energiavarastoille ja hajautetulle sähköntuotannolle Verkon taajuuteen perustuva asiakkaan sähkölaitteiden ohjaus osana valtakunnallisen sähköjärjestelmän häiriötilanteiden hallintaa Tehoelektroniikkaan pohjautuva asiakaskohtainen jännitteensäätö ja laadun korjaus (esim. jännitteensäätö kuormien ohjauksen välineenä) Tehoelektroniikkaan ja energiavarastoihin pohjautuvat ratkaisut jännitekuoppien ja lyhyiden keskeytysten haittojen vähentämiseksi Asiakkaan sähkölaitteiden, energiavarastojen ja hajautetun sähköntuotannon hyödyntäminen aktiivisessa jakeluverkon hallinnassa Asiakasrajapinnan mittaustietojen ja toimintojen hyödyntäminen verkon suunnittelussa ja käytössä

Toiminnallisuudet ja toteutus *) Sisäinen = äly asiakasrajapinnassa Ulkoinen = äly ulkoisen toimijan järjestelmässä TSO DSO Toimija Toiminnalliset tarpeet Toiminto Mittaustarpeet Ohjaustarpeet Toteutustaso Varastojen lataus/purkuohje Sähkökauppias / Aggregaattori Tehotasapainon hallinta Tasehallinta Kuormituksen ennustaminen Käyttövarmuuden hallinta Toimitusvarmuuden hallinta Käyttövarmuuden hallinta Jännitteen laadun hallinta Sähköturvallisuuden hallinta Kuormitustietojen hallinta Suunnitteluparametrien hallinta Kulutustietojen hallinta Kuormitusten ennustaminen Kuormituksen optimointi (VPP) Tuotannon optimointi (VPP) Kuormitusmallien ylläpito Säätökapasiteetin määrittäminen (kuormat, varastot, tuotanto) Kuormituksen säätäminen (verkosta oton/annon) Käytönvalvonta Sähkön laadun valvonta Kuormituksen säätäminen Vikatilanteiden indikointi Saareketilanteen indikointi Kuormitusmallien ylläpito Kuormitusasteen valvonta Kuormitusmallien ylläpito Säätökapasiteetin määrittäminen (kuormat, varastot, tuotanto) Kuormituksen säätäminen Tehontarve (1-10 min) Taajuus (paikallisesti) Säätökapasiteetti (1-10 min) (kuormat, varastot, tuotanto) Energiamittaus Keskeytysten ja kuoppien rekisteröinti Tunti- ja huipputehojen mittaaminen U- ja I-mittaukset 10 min keskiarvot Huippuarvot Yliaallot, välkyntä (hälytykset rajojen rikkoutumisesta) Häiriötallenteet Käyrämuodot 15 s ajalta Säätökapasiteetti (1-10 min) (kuormat, varastot, tuotanto) Energiamittaus Tehontarve (1-10 min) Säätökapasiteetti (1 10 min) (kuormat, varastot, tuotanto) Kuormien ohjaus Teho-ohjeen perusteella Taajuusohjaus Varastojen lataus/purkuohje Syötön katkaisu Jännitteen korjaus Kuormien ja varastojen ohjaus teho-ohjeen perusteella Saareketilaan siirtyminen Kuormien ja varastojen ohjaus teho-ohjeen perusteella Varastojen lataus/purku Ulkoinen/sisäinen Sisäinen (* Ulkoinen (* Ulkoinen Sisäinen Ulkoinen/sisäinen Sisäinen Sisäinen Ulkoinen/sisäinen Tuotantotehon ennustaminen Tuotantoteho (1-60 min) Asiakas Jatkuva sähkönkäyttö Saarekeajo Energiankulutus Yksittäisten Sisäisiä Kuormien priorisointi Tunti- ja huipputehomittaus kuormaryhmien/kojeiden Turvallinen sähkönkäyttö Sähkönkäytön tehostaminen U- ja I-mittaukset säädön ja ohjaus prioriteetin Oman tuotannon hyödyntäminen suojauksen tarpeisiin perusteella Energiakustannusten minimointi Energiavarastojen hyödyntäminen Käyrämuodot Hyvä sähkönlaatu Aktiivinen toiminta Yliaallot, välkyntä (hälytykset Varaston purku/lataus Sähköauton lataus sähkömarkkinoilla rajojen rikkoutumisesta) Hintasignaalien seuraaminen Ryhmäkohtaiset î-mittaukset Säätökapasiteetti ja Saarekeajon ohjaus Ympäristöystävällisyys tuotantoteho (1 60 min) 31.8.2010 (kuormat, varastot, tuotanto) 13 Sisäinen

Mittaukset ja ohjaukset Mittaukset Laatu (min. EN 50160) Jännite ja virta Nopeat / hitaat ilmiöt Katkot ja kuopat Teho/energia Hälytykset Asetettujen rajojen ylitykset Esim. viat, kapasiteettirajat, jännite Ulkoiset Ohjaukset Teho-ohjeet Verkkoyhtiöiden asettamat tekniset Hintasignaalin perusteella asetetut Järjestelmävastaavan asettamat Asiakaskohtainen tehotavoite Tehotavoitteen vaihteluväli Sähköauton/energia varaston lataus Saa/ei saa ladata Taajuussäätöön osallistuminen Automaattisesti kantaverkon taajuuden paikallisen mittauksen perusteella LoMjatkuvuussignaali Mittaukset Ulkoisten mittausten käytännön toteutus Jatkuvat yksikkökohtaiset mittaukset säädön ja suojauksen tarpeisiin Jännite Virta Nopeita Akun varaustilan valvonta Sisäiset Ohjaukset Ulkoisten ohjaussignaalien käsittely ja välittäminen sisäverkon toimijoille Varaston purkamisen/lataukse n säätely (akun liityntärajapinta) Kuormien ohjaukset Ohjaustarpeen päättely Kuormien priorisointi ja ajantasaisen ohjauskapasiteettiti edon ylläpito Verkkokatkoksen hallinta Saarekkeen perustaminen Saarekkeessa ajo Saarekkeesta poistuminen Jännite/taajuusvastuun siirto verkkoinvertteriltä varastolle Laitteisto Perustoiminnot Asiakasjännitteen ja taajuuden ylläpito Järjestelmän ohjaus Jännite/virtalähdetoiminta Suojaus ja turvallisuus Fyysinen kapasiteetti Rakenne Master - ohjausyksikkö Slave - suuntaajayksiköt Suuntaajayksiköt hoitavat perustoiminnallisuudet masterin antamien ohjeiden mukaan Tietoliikenne Yhteydet ulkoisiin järjestelmiin Yhteydet kiinteistön älykkäisiin toimijoihin Muisti Mittaustietojen paikallinen taltiointi 31.8.2010 14

Luettavissa olevat/tallennettavat mittaustiedot Laatuparametrit P lt välkyntäindeksi vuodelta ja P st välkyntäindeksi viikolta RMS-vaihejännitteen 10 min keskiarvot vuoden ajalta jännitetasot, epäsymmetria Yliaaltojännitteiden tehollisarvojen 10 min keskiarvot vuoden ajalta 8 % tason ylittävien, yhdeltä verkkojaksolta 40. yliaaltoon saakka laskettujen jännitteen THD-arvojen ylityksen alku ja loppuhetket sekä suurin ylitys Kuormavirran yliaaltojen tehollisarvojen 10 min keskiarvot vuoden ajalta sekä hetkellisten liittymän referenssivirtaa vastaavien raja-arvojen THD-ylitysten alku ja loppuhetket sekä suurin ylitys Häiriötiedot 15 s puskuri U- ja I- käyrämuodoista (häiriö tallennin) Tarkkuus väh. 40 yliaaltoon asti Lista jännitekuoppien lukumäärästä, ajanhetkestä ja syvyydestä Lista lyhyiden ja pitkien keskeytysten lukumäärästä, ajanhetkestä ja kestosta Kumulatiivinen lyhyiden keskeytysten lukumäärä ja pitkien keskeytysten kesto RMS-jännitteen ylijännitteet ja esiintymisajanhetki Kulutus- ja tuotantotiedot Tuntitehot vuodelta 1-10 min. tehot viikolta (esim. 3 min resoluutio) Huipputeho viimeiseltä vuorokaudelta, viikolta, kuukaudelta ja vuodelta Kumulatiiviset energiatiedot Aktiivisten resurssien käytettävyys Energiavarastojen tila (esim. 3 min resoluutio) Säätökuormakapasiteetti (esim. 3 min resoluutio) 31.8.2010 15

Rajapinnan rakenne 31.8.2010 16

31.8.2010 17 Rajapinnan hallinta. esimerkki Market player basic information of customers historical statistics of load curves (AMR) Classification of customers Price signal Estimation of customer grid loads, 1-168 hours Local weather forecast Detailed information of customer loads, storages and generation with limits Estimation of future loads and generation for each customer Optimization of market player s loads, 1-168 h Target for hourly powers of individual customers Optimal actions for individual customer s grid loads for 1-168 h Economic contracts Production plans Network data. List of control actions for loads, storage and generation

31.8.2010 18 8 7 6 5 4 3 2 1 MARTINKYLÄ LANDBO MASSBY KALLBÄCK 0 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 Sähköautojen kuormituksen alueellinen ennustaminen Henkilöliikennetutkimus - Päivittäiset ajomatkat - Vuosittainen ajomäärä (aluekohtainen) - Asumistapakohtainen päivittäinen ajomäärä - Asumisaluekohtainen päivittäinen ajomäärä - Kuukausittainen ajomäärätieto - Kellonaikariippuvainen ajomäärä - Autojen määrä kotitalouksissa Aluekohtainen lisäenergian tarve kwh/vrk (työ/vapaa aika) Teho Latausprofiili Kellonaika Sähköautojen ominaisuudet - Energiankulutus, kwh/km - Akkukapasiteetti, kwh - Latausteho, kw - Vaadittu latausaika, h/day (akun ominaisuudet) Verkostolaskenta ja tulosten analysointi - Tehonjako- ja ja häviölaskenta - Arvio laajennusinvestointitarpeista Kunnan kaavoitus - Alue- ja ja vuorokaudenaikakohtaiset työpaikkatilastot - Asuinaluetiedot (omakotitalo-, rivitalo- ja ja kerrostaloasunnot) Sähköautojen leviäminen - Sähköautomarkkinoiden kehittyminen Tariffit ja sähkön toimitus - Sähkön siirtohinta Verkostotiedot - Verkkotopologia ja ja asiakastiedot - Johtolähtöjen tuntikohtaiset mittaukset - Verkon jälleenhankinta-arvo jännitetasoittain - Laskentaparametrit: häviöiden hinta, kuormituksen kasvu, pitoaika, verkostokomponenttien yksikköhinnat Power [MW] Thursday (hours)

31.8.2010 19 Verkkovaikutukset; Esimerkkiverkko (kaupunki) Huipputeho [MW] 10 9 8 7 6 EE 5 4 3 2 Lataus yöaikaan klo 22 alkaen 1 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Lataus töihin tullessa ja kotiin mennessä 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Hajautettu yölataus Lähdön teho sähköautojen kanssa Nykyinen teho 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Älykäs lataus 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Keskijännitelähtö: - Huipputeho: 6.6 MW - Minimiteho: 4.0 MW - Sähköautojen määrä: 2000 - Ajomatka: 57 km/auto,päivä - Kulutus: 0.2 kwh/km - Latausenergia: 11.5 kwh/auto,päivä 22.9 MWh/päivä/kaikki autot - Latausteho: 3.6 kw/auto - Verkon huipputeho muutos: 0 3.5 MW (riippuu latausmenetelmästä) - Ladattava energia on sama kaikissa latausmenetelmissä Lassila, Kaipia, Haakana, Partanen, European Conference: Smart Grids and Mobility. Würzburg, Germany. June 16th - 17th, 2009

31.8.2010 20 Esimerkkiverkko (maaseutu) 4.0 3.5 3.0 2.5 Lataus yöaikaan klo 22 alkaen 4.0 3.5 3.0 2.5 Hajautettu yölataus Keskijännitelähtö: - Huipputeho: 1,25 MW - Minimiteho: 0,75 MW Peak power [MW] 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Lataus töihin tullessa ja kotiin mennessä 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Älykäs lataus - Sähköautojen määrä: 750 - Ajomatka: 57 km/auto,päivä - Kulutus: 0.2 kwh/km - Latausenergia: 11.5 kwh/auto,päivä 8.6 MWh/päivä/kaikki autot - Latausteho: 3.6 kw/auto - Verkon huipputeho muutos: 0 1.7 MW (riippuu latausmenetelmästä) 1.0 0.5 0.0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 1.0 0.5 0.0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 - Ladattava energia on sama kaikissa latausmenetelmissä Lassila, Kaipia, Haakana, Partanen, European Conference: Smart Grids and Mobility. Würzburg, Germany. June 16th - 17th, 2009

31.8.2010 21 Sähköauton käyttö energiavarastona 3.0 2.8 Nykyinen huipputeho 2.6 P huippu Johtolähdön teho [MW] 2.4 2.2 2.0 1.8 E lisä P EV E lisä P Nykyinen minimiteho E huippu P optimi 1.6 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Vuorokauden aika

31.8.2010 22 Sähköauton käyttö energiavarastona Akun hinta varastoitua energiayksikköä kohti [snt/kwh] 70 60 50 40 30 20 10 0 10 k 15 k 20 k 0 2000 4 000 6 000 8 000 10 000 12 000 14 000 16 000 Lataus/purkukertojen määrä Akuston hinta [ ]

31.8.2010 23 Sähköauto Lataus/Purkaminen DOD (Depth of discharge) Mitä pienempi DOD, sitä suurempi akun elinikä Esimerkki: 20 kwh akku, hinta 10 000 Yksi 100% DOD kuluttaa akun eliniästä 0,05% (2000 sykliä), (25 snt/kwh) Yksi 50 % DOD kuluttaa akun eliniästä 0,02 % (5 000 sykliä), (20 snt/kwh) Yksi 30% DOD kuluttaa akun eliniästä 0,01% (10 000 sykliä), (17 snt/kwh) Yksi 20% DOD kuluttaa akun eliniästä 0,006% (16 600 sykliä), (15 snt/kwh) Latauksen ja purkamisen optimointi?

31.8.2010 24 Yhteenveto perustoiminnoista Energia-, teho-, laatumittaukset ja hälytykset Mittaustietojen taltiointi ja paikallinen käyttö Kaksisuuntainen tiedonsiirto useiden eri toimijoiden käytettävänä Kuorman ohjaus Taajuuden mukaan säätyvä Ulkoisen ohjeen mukaan säätyvä Hintasignaalin mukaan säätyvä (optimointi paikallisesti tai ulkoisesti) Jännitteensäätö asiakkaalla/verkossa -> verkon tehonjaon säätö Jännitteen käyrämuodon valvonta ja korjaus Sähköauton älykäs lataus, mobiili sähköliittymä Sähköauto energiavarastona Pienjänniteverkon automaatiota ja hajautettua tuotantoa tukevat toiminnot

Interaktiivinen asiakasrajapinta Markkinatoimijat TSO, DSO, sähkökauppiaat, aggregaattorit Tietojärjestelmät Energiavarastot akut, kondensaattorit, sähkömekaaniset, ym. Verkko Kuormituksen hallinta Sähkönlaadun hallinta Häiriötilanteiden hallinta Kuormitustiedot Säätökapasiteettitiedot Hintasignaalit Ohjaussignaalit Asiakasrajapinta (INCA) Kuormat PHEV ohjattavat, ei ohjattavat, asiakaslähtöinen priorisointi Tuotannon hallinta Tuotanto aurinko, tuuli, biokaasu, ym. Kuormien hallinta Sähkönlaadun hallinta Tehotasapainon hallinta Varaston tilan hallinta Tehotasapainon hallinta EV mobiilit varastot 31.8.2010 25

LUT ENERGIA 26 Energiatekniikka Sähkötekniikka Ympäristötekniikka