Sähkökatkot lyhyemmiksi simulointityökalun. 23.5.2013 Pertti Raatikainen ja Seppo Horsmanheimo VTT

Samankaltaiset tiedostot
Kehittämissuunnitelmista toteutukseen

Kalasataman keskijänniteverkon automaatioratkaisut

Tapani myrsky

Tapani -myrsky ja mitä myrskyistä on opittu

Keskijännitteisten ilmajohtojen toimintavarmuuden parantaminen

Jakeluverkko myrskyn silmässä

CLEEN ja SGEM-tutkimusohjelma yleisesti Älykäs sähköverkko ja toimintavarmuuden parantaminen

Elenia Oy Sujuvaa sähköverkon vikapalvelua

Sähkö- ja teleyritysten yhteistoiminnasta. Veli-Pekka Kuparinen, valmiuspäällikkö

Mobiiliverkkojen tiedonsiirtonopeuksien vertailu 02/2015. Mobiiliverkkojen tiedonsiirtonopeuksien vertailu, Tiivistelmä 02/2015

Viestintä- ja sähkönjakeluverkkojen keskinäiset riippuvuudet

Langan taipuman mittausjärjestelmä Tiivistelmä

Sähköautot osana älykästä sähköverkkoa Siemensin Energia- ja liikennepäivä

Sähkön toimitushäiriöiden vaikutus vesihuoltolaitosten toimintaan

Liiketoimintaa ICT-osaamisesta vahvuuksilla eteenpäin. Jussi Paakkari, teknologiajohtaja, VTT, R&D, ICT

Älypuhelinverkkojen 5G. Otto Reinikainen & Hermanni Rautiainen

Vapaat ja langattomat näkökulmat tulevaisuuteen

5G Nopeasta tiedonsiirrosta älykkäisiin verkkoihin

Säävarmaa verkkoa rakentamassa

SESP Simulointiympäristön tarjoamat mahdollisuudet älykkäiden sähköverkkojen tutkimuksessa ja kehittämisessä

Teemu Kerola Orientointi Syksy 2018

Netel -yritysesittely. Tietoliikenne- ja sähkönsiirtoverkkojen asiantuntija Skandinaviassa vuodesta 2000.

Ajankohtaista varautumisesta ja Jäätyvä 2018 kokemukset

Heli Kokkoniemi-Tarkkanen Pirkko Kuusela. Liite projektin Kriittisen infrastruktuurin tilannetietoisuus loppuraporttiin - Haastattelurungot

Mobile World Communications Oy SIRETTA SNYPER 3G. Käyttöönotto-ohje

Ukkoverkot Oy. 100% Internettiä - 0% Puhetta CC-BY-SA Ukkoverkot Oy, 2015.

Kuka ratkaisee kuuluvuusongelmat - miten saadaan kokonaisuus hallintaan? Entä mitä tuo 5G?

Finnish Solar Revolution

Säävarma sähkönjakeluverkko Verkostomessut ,Tampere Prof. Jarmo Partanen ,

Säävarma sähkönjakeluverkko Prof. Jarmo Partanen ,

Carlink langaton autojen välinen tietoverkko

Seminaariesitelmä. Channel Model Integration into a Direct Sequence CDMA Radio Network Simulator

EVE. Sähköisten ajoneuvojen järjestelmät Tekesin ohjelma

Yhteiskunnan toimijoiden sähköriippuvuus

Vuorekseen liittyvä tutkimusja kehitysprojekti. Langaton Vuores. Kotikatupalvelin

Our mission is to bring the products, services and the up-to-date knowledge about solar energy to everyone and to boost the solar markets to a new

Sähköriippuvuuden riskit

Kriisitilanteiden tietoliikenne, informaatioinfrastruktuurin turvaaminen

Tietoliikenteen trendit

Toimitusvarmuus keskiössä. ST-Poolin seminaari Helsinki Jouni Pylvänäinen

VIESTINTÄ- JA SÄHKÖNJAKELUVERKKOJEN KESKINÄISET RIIPPUVUUDET. Kari Wirman

Myrskyt ja muuttuva politiikka- miten varautua tulevaisuuden riskeihin maatiloilla Myrskyt Miten selvittiin Eino-myrsky

Sähkömarkkinoiden murros - Kysynnän jousto osana älykästä sähköverkkoa

S Ä H KÖVO I M ATU OT TEE T JA -JÄ R J E S TELM ÄT. Tulevaisuuden sähköverkko Digitaalisuus tuo toimintavarmuutta

DI Energia ja informaa/otekniikan tutkinto ohjelma Kimmo Kauhaniemi Teknillinen /edekunta

CLEEN ja SGEM-tutkimusohjelma yleisesti Älykkäät sähköverkkoratkaisut kaupunkeihin

Kuuluvuutta sisätiloihin

Sähköverkko- ja markkinavisio 2035 & Roadmap 2025

Sundom Smart Grid. Dick Kronman, ABB Oy, liiketoiminnan kehitysjohtaja Sundomin älyverkko on rakentumassa

Kriittiset infrastruktuurit

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

Asetuksen mukaan tarkoituksenmukaisen internetyhteyden vähimmäisnopeudesta

PPO Core. Jari Roininen

Työ- ja elinkeinoministeriön ehdotus toimenpiteistä sähkönjakelun varmuuden parantamiseksi sekä sähkökatkojen vaikutusten lieventämiseksi

Mobiiliverkkojen tiedonsiirtonopeuksien vertailu 05/2019

HELSINGIN ÄLYKÄS ENERGIAJÄRJESTELMÄ Atte Kallio

Asiakasverkkojen loistehon kompensointi Verkkotoimikunta Jussi Antikainen

Kalkkiraitti, id 03418xxxxx Paraistentie, Lappeenranta

Elenia Oy:n ajankohtaiset

Digitaalisen infrastruktuurin strategia. Seutuverkkojen kevätseminaari Katariina

DNA:n huhti-kesäkuu Osavuosikatsaus

ILIMATAR. Hyvää kurssipäivää innokkaille Ilimattarille! 4/2012. Sunnuntai

PKS-konserni lukuina 2013

Sisäverkkopalvelut. Kiinteistöjen sisäverkot varmistavat mobiilikuuluvuuden myös tulevaisuudessa.

Varavoima maatiloilla

Suomi - Älykkään energiamittauksen kärkimaa

Sairaalan saneeraus ja uudisrakentaminen

WLAN-PALVELU LUOTETTAVASTI KÄYTTÖÖNNE

PKS Sähkönsiirto Oy:n esittely

Mobiiliverkkojen vertailumittaus Tampere, Jyväskylä, Turku

PELASTUSALAN NEUVOTTELUPÄIVÄT SN 28 Myrskytuhot vakuutusalan kannalta. Seppo Pekurinen Vahingontorjuntapäällikkö Finanssialan Keskusliitto

TIEKE katsaus. johtava asiantuntija Pertti Lindberg, Energiateollisuus ry

Mobiiliverkkojen vertailumittaus Seinäjoki

Yritysten digitaalinen toimintaympäristö. Tietoliikenne, nykytila ja kehitystarpeet

Lausunto Päätös- ja työprosessit esitän kuvattavaksi päätösvaiheittain riittävät lähtötiedot ja työt määritellen myös WBS-rakenteena.

Kuluttajat ja uuden teknologian hyväksyminen. Kuluttajan ja markkinoijan suhde tulevaisuudessa Anu Seisto, VTT

Energiatehokas ja toimintavarma korjauskonsepti

TELELIIKENTEEN HUOMIOIMINEN. Tuulivoimaloiden vaikutukset radiojärjestelmiin

Pidetään infra kunnossa

TIVE

Uusi yhteisrakentamisen malli - Kuinka kunnan elinvoiman kannalta kriittinen infrastruktuuri rakennetaan tehokkaasti ja asukkaita mahdollisimman

Vattenfallin imago kirkastui

521365S Tietoliikenteen simuloinnit ja työkalut: Advanced Design System ADS

Vastaus kirjalliseen kysymykseen varautumisesta sähkönjakelun häiriöihin

4G LTE-verkkojen sisätilakuuluvuusvertailu 1H2014

Sähköt poikki mikä avuksi?

Mobiiliverkkojen tiedonsiirtonopeuksien. metrossa, 12/2017

Aidon Energy Vision Miten regulaatio tukee energiamarkkinoiden kehitystä? Veli-Pekka Saajo

MATKAVIESTINTÄJÄRJESTELMÄT HARJOITUSTYÖ: MATKAPUHELINVERKKOJEN MITTAUKSIA

Elisa Oyj Prior Konsultointi Oy

Viestinnän tulevaisuus

Julkisen hallinnon tietoliikennepalvelulinjaukset. Yhteenveto. Linjausten tarkoitus ja kohdealue. Mika Koskinen. Lausunto KEHA/2778/2018

SR307 Tietoturvatekniikat ISO/IEC JTC 1/SC 27 IT Security Techniques. Tietoturvallisuuden hallinta ISO/IEC Reijo Savola Johtava tutkija VTT

Huolehdimme. Uudistamme. Rakennamme. Huolehdimme. Uudista

Dynaaminen SLA-riski. Goodnet-projektin loppuseminaari pe Pirkko Kuusela, Ilkka Norros VTT

AntenniTV kaikkialle, kaikkiin päätelaitteisiin

Teollisuuden uudistuvat liiketoimintamallit Teollinen Internet (Smart Grid) uudistusten mahdollistajana

Tulevaisuuden kestävä energiajärjestelmä. Jukka Leskelä Energiateollisuus ry TTY

Luennon sisältö. Protokolla eli yhteyskäytäntö (1) Verkon topologia

Kiinteistötalous aihekuvaukset

Transkriptio:

Sähkökatkot lyhyemmiksi simulointityökalun avulla 23.5.2013 Pertti Raatikainen ja Seppo Horsmanheimo VTT

2 Lähtökohta 1/2 2000-luvulla syys- ja talvimyrskyjen määrä on kasvanut Myrskytuhot aiheuttaneet katkoksia sähkö- ja tietoliikenneverkkoihin Myrskyjen lisäksi myös lumikuormat aiheuttavat sähkökatkoksia Sähköverkot eivät ole kehittyneet vastaamaan nykyajan vaatimuksia (Hallituksen esitys 20/2013)

3 Lähtökohta 2/2 Sähkö- ja tietoliikenneverkkojen keskinäinen riippuvuus on kasvanut automaation ja etähallinnan myötä Sähköverkkojen modernisointi kasvattaa tietoliikenteen tarvetta Tietoliikenteen kasvu lisää sähköä tarvitsevien tukiasemien määrää Maaseutu- ja taajama-alueet ovat kaupunkialueita haavoittuvampia Ilmajohtojen määrä suurempi maaseutu- ja taajama-alueilla Sähköverkon korjaukset kestävät yleensä pidempään Matkapuhelinverkon peitossa on vähemmän varmentavaa päällekkäisyyttä Yhteiskunnan digitalisoituminen on lisännyt riippuvuutta sähkö- ja tietoliikenneverkoista korostunut tarve myrskytuhojen ennaltaehkäisylle ja -varautumiselle

4 Simulointiohjelmiston tausta Sähkö- ja tietoliikenneverkkojen välisiä riippuvuuksia on hyvin vähän simuloitu - usein verkkoja tarkasteltu erikseen Merkittäviä ponnistuksia tehty tietoliikenne- ja sähköverkkojen toimivuuden varmentamiseksi eritoten katastrofitilanteissa Tietoliikenneverkot (3GPP-standardisointi) Sähköverkot (Hallituksen esitys 20/2013) Eri varmennusvaihtoehtojen vertailuun tarvitaan työkaluja

5 Simulointityökalu 1/2 Työkalu on alun perin kehitetty tietoliikennetarpeisiin. Smart Grids and Energy Markets (SGEM) -projektissa työkalua kehitettiin edelleen huomioimaan sähköverkossa esiintyviä erilaisia vikatilanteita. Vikatilanteita tarkastelemalla ja analysoimalla voidaan sähköja tietoliikenneverkkojen kriittiset kohdat tunnistaa ja niiden pohjalta rakentaa verkot entistä luotettavammiksi ja toimintavarmemmiksi. Kehitystyötä tehty yhteistyössä ViolaSystemsin, ABB:n, NSN:n, TeliaSoneran ja Fortumin kanssa.

6 Simulointityökalu 2/2 Mallintaa myrskytuhojen ja erityyppisten sähkökatkojen laajuutta ja etenemistä sähköverkossa sekä niiden vaikutuksia matkapuhelinverkkoihin Muodostaa sähköverkon vikaraporteista yksityiskohtaisen kuvan vikaantumisen etenemisestä aiempien myrskyjen aikana ja normaaliin toimintaan palautumisesta myrskyjen jälkeen Havainnoi mobiiliverkon toimintatason alenemista (esim. puhe- ja datayhteyksien katkot) ja vaikutuksia sähköverkon korjaustyöhön ja normaaliin toimintaan palautumiseen

7 Tietoliikenne- ja sähköverkon mallintaminen Ympäristö Korkeus- ja maastotyyppitiedot Sähköverkko Sähköasemat Erottimet Muuntamot 2G/3G-mobiiliverkot GSM-900 -verkkon tukiasemat UMTS-900 verkkon tukiasemat Erityyppiset päätelaitteet

8 Mallinnettava sähköverkon osa Figure from Viola Systems Case Vattenfall: Automating the Distribution Network report

9 Tietoliikenneverkon tietojen todentaminen Viola Arctic 2G/3G Nemo Handy Samsung Nexus

10 Sähkö- ja puhelinverkko normaalitilanteessa

11 Sähkö- ja puhelinverkko myrskyn jälkeen Kuva: Olli Pihlajamaa

12 Vaihtoehtoja luotettavuuden parantamiseen Sähköverkon luotettavuus Maakaapelointi Vierimetsien (sähkölinjan vieressä olevat puut) hoitaminen Sähköntuotannon hajauttaminen (esim. micro grid -toteutukset) Sähköverkkojen modernisointi (automaatio- ja etähallinta) Tietoliikenneverkon luotettavuus Sähkönsaannin varmentaminen (esim. akut, sähkögeneraattorit, varmentavat sähkölinjat ja maakaapelointi) Mobiiliverkon peiton varmentaminen (esim. tukiasematiheyttä kasvattamalla ja/tai eri langattomien verkkojen yhteiskäytöllä) Uusien langattomien verkkoteknologioiden (esim. ad hoc ja LTE- A) hyödyntäminen

13 Mobiiliverkon peiton korjaaminen myrskyn jälkeen Mobiiliverkon antennien uudelleensuuntaaminen Liikuteltavat tukiasemat Suorat päätelaitteiden väliset yhteydet (ad hoc)

14 Esimerkki: Erityyppisten vikaantumisten mallintamisesta Yksi linja alhaalla Yksi sähköasema alhaalla Useita sähköasemia alhaalla *) Harmaalla ilman sähköä olevat sähköverkkokomponentit GSM-verkon peiton muutokset eri vikaantumistilanteissa *) Väreillä esitetty kuuluvien solujen määrät eri kohdissa

15 Esimerkki - Tapani/Hannu-myrskyn mallintaminen Ei akkuvarmennusta tukiasemissa 12 tunnin akkuvarmennus tukiasemissa Punainen - toimivien muuntamoiden %-osuus Vaaleansininen - toimivien mastojen %-osuus Tummansininen - mobiiliverkon peiton puutteen %-osuus

16 Sovelluskohteita Sähkökatkosten vaikutusten arviointi Muita häiriönaiheuttajia esim. kyber-hyökkäykset ohjausjärjestelmää kohtaan, lumikuormat ja aurinkomyrskyt Tulevaisuuden tietoliikenne- ja sähköverkkojen kehitystarpeiden arviointi Infrastruktuurien ja kriittisten palvelujen välisten vuorovaikutusten tutkiminen sähköverkko-vedenjakelu sähköverkko-tietoliikenneverkko-pankkipalvelu tai pelastuspalvelu

17 Hyödyt Sähköyhtiöiden maksamien myrskykorvausten lukumäärä ja korvaussummat pienenevät sähkökatkojen lyhentyessä Sähkökatkosten aiheuttamat vauriot vähenevät (mm. sulaneet pakastimet, vioittuneet kodinkoneet, vesiputkien jäätymiset), mikä pienentää kotitalouksien ja vakuutusyhtiöiden kuluja Kuluttajille luotettavampia tietoliikenneyhteyksiä, kun katkot lyhenevät Valtion/yhteiskunnan hyöty näkyy parantuneena huoltovarmuutena (mm. sairaalat, pankkipalvelut ja liikenne) Yritysten tuotantokatkot lyhenevät

18 VTT luo teknologiasta liiketoimintaa