slide1 l.
Download
Skip this Video
Download Presentation
Interaktiivinen asiakasliityntä ( IN teractive C ustomer g A teway) ja sen hyödyntäminen sähköjärjestelmän hall

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 45

Interaktiivinen asiakasliityntä ( IN teractive C ustomer g A teway) ja sen hyödyntäminen sähköjärjestelmän hall - PowerPoint PPT Presentation


  • 168 Views
  • Uploaded on

Interaktiivinen asiakasliityntä ( IN teractive C ustomer g A teway) ja sen hyödyntäminen sähköjärjestelmän hallinnassa ja energiatehokkuuteen kannustavissa palveluissa - INCA. Taustana EU-tason SmartGrid-visio.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Interaktiivinen asiakasliityntä ( IN teractive C ustomer g A teway) ja sen hyödyntäminen sähköjärjestelmän hall' - kizzy


Download Now An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1
Interaktiivinen asiakasliityntä

(INteractive Customer gAteway)

ja sen hyödyntäminen

sähköjärjestelmän hallinnassa ja

energiatehokkuuteen kannustavissa palveluissa - INCA

taustana eu tason smartgrid visio
Taustana EU-tason SmartGrid-visio
  • EU-tasolla toimialan yhteistyönä (Smart Grid Technology Platform) laaditussa strategiassa älykäs mittarointi (Intelligent metering, SmartMeter) on nähty keskeiseksi osaksi älykkäitä energiaverkkoja (Smart Grid), erityisesti paikallisen hajautetun tuotannon (DG, distributed generation) verkkoon liittämisen ja sen hallinnan, kuorman ohjauksen ja kysynnän jouston (DSM, demand side management) sekä aktiivisen verkon hallinnan kehittämisessä.
  • Asiakasliittymässä olevasta energiamittarista on kehittymässä älykäs mitta- ja toimilaite (interactive customer gateway), joka sisältää perinteisen energiamittauksen lisäksi erilaisia paikalliseen älyyn ja tehoelektroniikkaan perustuvia toimintoja osana aktiivisia sähkönjakeluverkkoja.
slide4

Need for communication

Grid operator

Intelligent Metering is the gateway

Customer

Appliances, Equipment

Present and forecast: capacity, availability, price, contract terms. Managing balance, losses, voltage, frequency, reserve.

Present and forecast: capacity, availability, price, contract terms

Real-time cost, availability, contracted reliability, quality, demand and supply, packaged options, electricity provider responsive to client’s request, generation/demand meets connection requirements

Suppliers

Present and forecast: capacity, availability, demand, price, contract terms

interaktiivinen asiakasliitynt
Interaktiivinen asiakasliityntä…

Tutkimusprojektin tavoitteena on määritellä ja demonstroida interaktiivisen asiakasliitynnän tekninen konsepti, asiakasrajapintaan liittyviä toimintoja, teknologisia ratkaisuja sekä niiden hyödyntämistä ja liiketoimintamalleja verkon hallinnassa ja sähkömarkkinoiden toiminnoissa

interaktiivinen asiakasliitynt mahdollistaa
Interaktiivinen asiakasliityntä mahdollistaa
  • markkinapohjaisen kuorman ja hajautetun tuotannon ohjauksen ja niihin liittyvät uudet liiketoiminnot
  • energiansäästöä ja energiatehokkuutta tukevien toimintojen ja palvelujen kehittämisen
  • joustavan liitynnän asiakkaan sähkölaitteille (esim. hydridi auto), energiavarastoille ja hajautetulle sähköntuotannolle
  • verkon taajuuteen perustuvan asiakkaan sähkölaitteiden ohjauksen hyödyntämisen valtakunnallisen sähköjärjestelmän häiriötilanteiden hallinnassa
  • tehoelektroniikkaan pohjautuvat ratkaisut asiakaskohtaisessa jännitteen säädössä (esim. jännitteensäätö kuormien ohjauksen välineenä)
  • tehoelektroniikkaan ja energiavarastoihin pohjautuvat ratkaisut, joilla voidaan vähentää jännitekuoppien ja lyhyiden keskeytysten haittoja asiakkaille
  • asiakkaan sähkölaitteiden, energiavarastojen ja hajautetun sähköntuotannon hyödyntämisen aktiivisessa jakeluverkon hallinnassa
  • interaktiivisen asiakasrajapinnan mittaustietojen ja toimintojen hyödyntämisen verkon suunnittelussa ja käytössä
interaktiivinen asiakasliitynt tarjoaa uusia mahdollisuuksia
Interaktiivinen asiakasliityntä tarjoaa uusia mahdollisuuksia
  • kotimaiselle energiateollisuudelle, mm.
    • laitevalmistus (aktiivinen sähköverkko, interactive customer gateway)
    • tietoliikenneteknologioita kehittävä teollisuus (interaktiivisen asiakasrajapinnan tiedonsiirtokysymykset)
    • tietojärjestelmätoimittajat (aktiivisen sähköverkon hallinta, energiapalveluihin liittyvät tietojärjestelmät) ja
    • palveluntuottajat (VPP-hallinta, microgridien hallinta, energiansäästöpalvelut)
  • verkkoyhtiöille, mm.
    • asiakasrajapinta, aktiivinen sähköverkon hallinta, ….
  • sähköyhtiöille, mm.
    • asiakasrajapinta, reaaliaikainen hinnoittelu, …..
  • asiakkaille, mm.
    • energiansäästöä ja energiatehokkuutta tukevat toiminnot, ….
tutkimusprojektin osateht v t
Tutkimusprojektin osatehtävät
  • Kokonaiskonsepti; toiminnot, hyödyntävät prosessit sekä niihin liittyvät liiketoiminnalliset arvoverkostot sekä kustannusanalyysit (4 htkk, LUT)
  • Verkkorajapinnan toimintojen ja teknologian määrittely ja demonstrointi (13 htkk, LUT)
  • Energiamittausten kaukoluentaan liittyvät toiminnot (18 htkk, TUT)
  • Hajautetun tuotannon verkkoonliityntä osana interaktiivista asiakasrajapintaa (3 htkk, TUT)
  • Hybridiauton verkkoon liityntä ja sen vaikutukset verkon ja sähkömarkkinoiden toimintoihin (32 htkk, TUT)
  • Asiakkaan kuorman ohjauksen teknologiset ratkaisut ja markkinapohjaisen ohjauksen liiketoimintamallit (30 htkk, VTT)
  • Interaktiivisen asiakasrajapinnan vaikutus kokonaisjärjestelmän energiatehokkuuteen sekä asiakasrajapintaan liittyvien energiansäästöä ja energiatehokkuutta tukevien toimintojen ja palvelujen kartoitus (20 htkk, LUT)
  • Interaktiivisen asiakasrajapinnan mittaustietojen ja toimintojen hyödyntäminen aktiivisessa jakeluverkon hallinnassa, sen suunnittelussa sekä verkosto-omaisuuden hallinnassa ((50 htkk, TUT)
1 kokonaiskonseptin m rittely
1) Kokonaiskonseptin määrittely
  • Määritetään interaktiivisen asiakasliitynnän kokonaiskonsepti; toiminnot, liiketoimintamahdollisuudet, kustannusanalyysi, hyödyt
  • Toteutus kaksivaiheinen. Aluksi yleismäärittely osatehtävien toteutuksen tueksi. Loppuvaiheessa kootaan yhteen hankkeen muissa osatehtävissä tehdyt määrittelyt ja saavutetut tulokset huomioiden myös rinnakkaishankkeissa tehty tutkimustyö.
  • Osatehtävän toteutus tapahtuu osin kaikkien projektiosapuolien yhteisinä työpajoina.
  • Interaktiivisen asiakasrajapinnan kokonaiskonseptin määrittelyssä otetaan huomioon myös mm. EU-tason tavoiteasetanta markkinapaikan kehittämiselle, älykkäiden energiaverkkojen (SmartGrid) teknologiset mahdollisuudet sekä kansalliset ja kansainväliset velvoitteet energian säästön, päästöjen hallinnan ja uusiutuvien energiamuotojen osalta.
2 verkkorajapinnan toimintojen ja teknologian m rittely ja demonstrointi
2) Verkkorajapinnan toimintojen ja teknologian määrittely ja demonstrointi

Q3 ja Q4/2008

  • Kokonaiskonseptin toimintojen muuntaminen asiakasrajapinnan fyysiseksi määrittelyksi ja toteutussuunnitelmaksi.
    • Verkkorajapinnan toiminnot
    • Liityntä sähkönjakeluverkkoon
    • Liityntä kiinteistöverkkoon ja kuormituksiin
    • Liityntä hajautettuun tuotantoon
    • Liityntä ulkoisiin tietojärjestelmiin
    • Liityntä asiakkaan tietojärjestelmiin
    • > määritelmät ja ehdotus demonstroitavista toiminnoista

Q1 ja Q2/2009

  • Valittujen toimintojen demonstrointilaitteistojen suunnittelu
    • Pienjänniteverkon automaatiosovellukset ?
    • Sähköauton verkkoliityntä ?
    • ….
tehoelektroniikka ja dc jakelu konsepti
Tehoelektroniikka ja DC-jakelu- Konsepti
  • Tavoitteena lisätä PJ-verkon siirtokykyä ja näin laajentaa sen teknistaloudellista käyttöalaa
    • Tavoitteena parantaa verkon toimitusvarmuutta ja asiakkaan sähkönlaatua
  • Käytetään pienjännitejakeluverkoissa tehoelektronista jännitteenmuuntoa sille parhaiten soveltuvin tavoin, mm:
    • 1/0,4 kV muuntajien korvaus, AC/AC-jännitteenmuunto asiakkaalla
    • PJ-DC-jakelu, koko PJ- verkon toteutus DC-verkkona asiakkaalle asti
    • PJ-DC-linkit, sähkön siirto suoralla DC-linkillä pisteestä toiseen kahden AC-verkon välillä
3 energiamittausten kaukoluentaan liittyv t toiminnot
3) Energiamittausten kaukoluentaan liittyvät toiminnot
  • AMR –teknologia ja mittausliiketoiminnan arvoverkostot
    • AMR:n vaikutus sähköyhtiöiden eri toimintoihin ja mahdollisuudet niiden kehittämiseen
      • liiketoimintamallien määrittely ja analysointi; multi-utility konsepti, kustannusrakenteet, BSP –arkkitehtuuri
    • tiedonsiirtokysymykset
  • AMR-pohjaiset toiminnot osana interaktiivisessa asiakasrajapinnassa olevia

tehoelektroniikkaa hyödyntäviä sovelluksia

2 3 pienj nniteverkon automaatiokonsepti
2) + 3) Pienjänniteverkon automaatiokonsepti
  • Tavoitteena tuottaa tulevaisuuden kuva pienjänniteverkon automaatiosta
    • referenssinä KJ-automaatio
    • kansainvälinen state of art, PiHa -projekti, …
    • AMR-teknologian ja muuntamoautomaation mahdollisuudet
    • primääriverkon ratkaisut
    • järjestelmätason ratkaisut
    • hajautettu tuotanto ja MicroGrid –konsepti
    • sähköverkkotiedonsiirron tarjoamat mahdollisuudet
  • Toteutus diplomityönä, tutkijatyönä ja workshop-työskentelynä
  • Tuloksena, mm.
    • kehittyneen pj-automaation asettamat vaatimukset AMR-teknologialle
    • muuntamoautomaation rooli kokonaiskonseptissa
    • järjestelmätason toimintojen määrittely
slide14

Suunnittelu

verkkotiedot

asiakastiedot

Kunnonhallinta

Laskutus

Mittaus-

tietokanta

Valvomo

Taseselvitys

DMS

AMR luenta-

järjestelmä

SCADA

Kuorman

ohjaus

Sähköasema-automaatio

Sähköverkon hallinta ja AMR- yhdessä enemmän

4 hajautetun tuotannon verkkoonliitynt osana interaktiivista asiakasrajapintaa
4) Hajautetun tuotannon verkkoonliityntä osana interaktiivista asiakasrajapintaa
  • Osatehtävään liittyvä tutkimustyö tapahtuu pääosin muissa hankkeissa
    • lähinnä EU-rahoitteisessa ADINE-projektissa.
  • INCA -projektissa
    • tarkastellaan ainoastaan interaktiivisen asiakasrajapinnan tarjoamia mahdollisuuksia hajautetulle tuotannolle
    • huomioidaan osatehtävässä 1 hajautettu tuotanto yhtenä keskeisenä elementtinä interaktiivisen asiakasrajapinnan kokonaiskonseptia määriteltäessä
adine tavoite ja demonstroitavat tekniset ratkaisut
ADINETavoite ja demonstroitavat tekniset ratkaisut
  • ADINE -projekti kehittää, demonstroi ja validoi aktiivisen jakeluverkon hallintamenetelmää hajautetun tuotannon yhteydessä
  • Jakeluverkon suojaus hajautettu tuotanto huomioiden
    • Kommunikaatioon pohjautuvien releiden sovellukset jakeluverkossa
    • Vianpaikannus hajautettua tuotantoa sisältävässä verkossa
    • Koordinoitu suojauksen suunnittelu verkkotietojärjestelmässä
  • Jakeluverkon jännitteen säätö
    • Pienitehoisen mikroturbiinin droop säätö pienjänniteverkossa
    • Koordinoitu jännitteensäätösovellus SCADA / DMS järjestelmässä
  • Uuden sukupolven keskijännitteinen STATCOM
    • Kykenee suodattamaan harmoonisia yliaaltoja, eliminoimaan flikeriä ja kompensoimaan loistehoa
    • Voi osallistua myös jännitekuoppien ”lieventämiseen” ja jännitteen säätöön
hajautetun tuotannon verkkoonliitynt osana interaktiivista asiakasrajapintaa
Hajautetun tuotannon verkkoonliityntä osana interaktiivista asiakasrajapintaa
  • Siirretään tietoa ja osaamista ADINE -projektista INCA-projektiin
    • Interaktiivinen asiakasrajapinta yksinkertaistaa monia aktiivisen jakeluverkon hallintatehtäviä
    • Mitä nämä hallintatehtävät voisivat olla hajautetun tuotannon tapauksessa?
  • Interaktiivisen asiakasrajapinnan mahdollisuudet hajautetuille resursseille
    • Aktiivisen jakeluverkon tarvitsemien toiminnallisuuksien huomiointi asiakasrajapinnassa
      • hajautettu tuotanto
      • DSM
      • kuorman ohjaus
    • Asiakasrajapinta mahdollistaa hajautettujen resurssien liittämisen yksinkertaistamisen valvonnan, ohjauksen, mittauksen, jne. osalta
5 hybridiauton verkkoonliitynt ja sen vaikutukset verkon ja s hk markkinoiden toimintoihin
5) Hybridiauton verkkoonliityntä ja sen vaikutukset verkon ja sähkömarkkinoiden toimintoihin

Liityntärajapinta

fyysinen liitäntä ja sen standardointi

akuston kapasiteetti ja latausteho ja niiden valvonta

latauksen ajoittuminen  erilaiset lataustavat

Vaikutukset sähköverkkoon

tarkasteluja erikseen pienjännite-, keskijännite- ja siirtoverkkotasoilla

kuormitusmuutokset teho- ja energiamielessä  vaikutukset suunnitteluun ja mitoitukseen, jännitteisiin jne.

auton toimintamoodit: kuorma, V2G (Vehicle to Grid) ja V2H (Vehicle to Home)

lisäpalvelumahdollisuudet

kuormana: taajuusriippuva lataus, ohjattava kuormitus

V2G: ”Pyörivä” reservi, säätösähkö”, jännitekuoppien kompensointi jne.

V2H: Kiinteistökohtainen varavoima, UPS-käyttö

Vaikutukset sähkömarkkinoiden toimintoihin

autosähkön hankintavaihtoehtoja ja niiden vaikutuksia sähkömarkkinaosapuoliin

s hk auto utopiaako
Sähköauto – utopiaako ?

Sähköauton ominaisuuksia (Tesla Motors)

  • Energian kulutus 11 kWh/100 km (vastaa 1,5 l dieseliä)
  • Akkujen hyötysuhde 86 %
  • Akkujen kesto 160 000 km
  • Ajomatka yhdellä latauksella 350 km
  • Akkujen tehotiheys 0,19 kWh/kg (200 kg)
  • Latausaika muutamia tunteja

Sähköauton suorituyskyky (Tesla Motorsin tuote)

  • 185 kW
  • Nollasta sataan 4 s, huippunopeus 200 km/h
phev n s hk nhankinta case 2 pys k intimaksu periaate
PHEV:n sähkönhankinta,Case 2: ”Pysäköintimaksu”-periaate

24

1.4.2014

6 taajuusriippuva s hk l mmityskuorma ddc periaate
6) Taajuusriippuva sähkölämmityskuorma – DDC-periaate

Perusidea: tehdään sähkölämmitystä säätävän termostaatin asetusarvo taajuusriippuvaksi

27

Saadaan aikaiseksi taajuusriippuva kuormitus, jota voidaan käyttää esimerkiksi taajuusohjattuna käyttö- tai häiriöreservinä

1.4.2014

taajuusriippuva s hk l mmityskuorman simulointia
Taajuusriippuva sähkölämmityskuorman simulointia

PSCAD-simulointeja

Sähkölämmityskuormalle termodynaaminen malli

430 000 kpl taajuusriippuvia sähkölämmityskuormia verkkoon(10 % kokonaiskuormasta)

Aiheutettiin häiriöitä verkkoon ja tarkkailtiin järjestelmän käyttäytymistä

28

1.4.2014

taajuusriippuva s hk l mmityskuorman demonstrointi
Taajuusriippuva sähkölämmityskuorman demonstrointi

29

Laboratoriodemonstraatio

  • yksittäisen sähkölämmitys kuormanohjaus

Verkkoyhtiössä toteutettavan käytännön toteutuksen edellytysten kartoitus ja määrittely

1.4.2014

slide30
6) Asiakkaan kuorman ohjauksen teknologiset ratkaisut ja markkinapohjaisen ohjauksen liiketoimintamallit
  • Markkinaehtoinen kysynnän hallinta pohjautuu joko erilaisiin hinnoittelumekanismeihin tai liiketoimintamalleihin, joilla hajautetut resurssit saadaan energiamarkkinoiden käyttöön.
  • Uutena toimijana voidaan tarvita ns. aggregaattoria (~VPP), joka toimii joustavien hajautettujen resurssien omistajien ja markkinoiden välissä.
    • aggregaattori kerää pienimuotoiset kysyntäjouston ja hajautetun tuotannon resurssit kokonaisuudeksi.
    • hajautettujen resurssien hallitsemiseksi aggregaattori tarvitsee sekä selkeät liiketoimintakonseptit että tekniikat/työkalut.
  • Tässä projektissa keskitytään markkinapohjaiseen kysynnän hallintaan erityisesti aggregaattorin näkökulmasta ja AMR-järjestelmien vaatimusten osalta
    • muut hintaohjausmallit (uudet vähittäismyyjähinnoittelut) ja ohjauksen toteuttaminen kuluttajien järjestelmissä käsitellään erillisessä ENETE –projektissa
slide32
6) Asiakkaan kuorman ohjauksen teknologiset ratkaisut ja markkinapohjaisen ohjauksen liiketoimintamallit
  • Sähkömarkkinoilta sekä kantaverkko- ja jakeluverkkotoiminnasta tulevat tarpeet ja mahdollisuudet kysynnän hallintaan
    • Kantaverkon häiriötilanteiden hallinta
    • Valtakunnallisen tehotasapainon hallinta ja säätösähkömarkkinat; kasvavan ohjaamattoman tuotannon vaikutus (tuulivoima ym.)
    • Oman taseen hallinta
    • NordPoolin markkinat ja tuotteet
    • Jakeluverkon hallinta yhdistettynä paikalliseen tuotantoon, mahdollinen saarekekäyttö
  • Aggregaattorin liiketoimintakonseptit
    • Erityyppisten aggregaattorien analysointi
    • Niihin liittyvät ansaintalogiikat; sopimukset ja hinnoittelu asiakkaiden suuntaan, liiketoimintamallit muiden toimijoiden suuntaan
    • Rajapintojen määrittely eri toimijoiden kesken (informaatio-, energia- ja rahavirrat)
    • Asiakasrajapinnalle asetettavat vaatimukset
slide33
6) Asiakkaan kuorman ohjauksen teknologiset ratkaisut ja markkinapohjaisen ohjauksen liiketoimintamallit
  • Hajautettujen resurssien analysointi aggregaattorin näkökulmasta
    • Erityyppiset asiakkaat ja ohjattavat kuormat sekä asiakkaiden energiavarastot
    • Asiakkaiden oma tuotanto
    • Mahdollinen aggregaattorin hallinnassa tai omistuksessa oleva muu tuotanto
  • Aggregaattorikonseptien valinta työkalujen kehittämistä ja demonstraatioita varten
    • isojen kuluttajien aggregointi (yli 100 kW)
    • pienkuluttajien aggregointi (kotitalous- ja sähkölämmityskuluttajat, muut SME:t)
  • Aggregaattorin työkalujen (softa) demo-versioiden kehittäminen ja testaus
  • Käytännön demonstrointi
    • Puolustusvoimien varavoimalaitteet, kasvihuoneiden aggerointi, pienkuluttajien reaaliaikainen hinnoittelu, taajuusriippuva sähkölämmityskuorman demonstrointi

Kohtiin 2-4 liittyy uusi IEA-yhteistyö, joka tukee suoraan pienkuluttaja-aggregaatiotoimintaa.

slide34
7) Interaktiivista asiakasrajapintaa hyödyntävien energiansäästöä ja energiatehokkuutta tukevien toimintojen ja palvelujen kartoitus

Osatehtävän tavoitteena on analysoida interaktiivisen asiakasrajapinnan toimintojen hyödyntämistä kokonaisjärjestelmän (energiatase, kantaverkko, sähkönjakeluverkko) energiatehokkuutta kehitettäessä sekä kartoittaa energiansäästöä ja energiatehokkuutta tukevia palveluja, jotka voivat hyödyntää interaktiivisen asiakasrajapinnan toimintoja.

Q4/2008

  • Asiakasrajapinnan eri toimintoihin sisältyvät energiatehokkuus- ja energian säästömahdollisuudet ja niiden toteutusperiaatteet, perusanalyysi
  • Alustava arvio energiansäästö- ja energiatehokkuuspotentiaaleista (asiakas, alue, valtakunnallinen), kustannushyötyanalyysit

Q1/Q2/2009

  • Energiapalvelujen innovointisessio (GDSS-laboratorio, LTY)
  • Palvelujen toteutuksen ohjausmekanismit ja liiketoimintamahdollisuudet
slide35

8) Interaktiivisen asiakasrajapinnan mittaustietojen ja toimintojen hyödyntäminen aktiivisessa jakeluverkon hallinnassa ja verkosto-omaisuuden hallinnassa

slide36

8) Interaktiivisen asiakasrajapinnan mittaustietojen ja toimintojen hyödyntäminen aktiivisessa jakeluverkon hallinnassa ja verkosto-omaisuuden hallinnassa

  • Kuormituskäyrien ja verkostolaskennan kehittäminen
    • Osatehtävän tavoitteena on toisaalta kuormitusmallien mallintamismetodiikan kehittäminen sekä kuormitusmallien hyödyntäminen reaaliaikaisessa tilaestimoinnissa ja verkostosuunnittelua tukevassa verkostolaskennassa.
      • oleellista tehtävänasettelussa on mittausten, mallien ja verkostolaskennan yhdistäminen joustavaksi kokonaisuudeksi
    • Osatehtävän toteutus sisältää seuraavia tehtävänasetteluja:
      • mittaustiedon keruu
        • datan analysointi ja validointi
      • asiakasryhmäjaottelun tarkentaminen
      • kuormitusmallinnuksen metodiikan kehittäminen
      • verkostolaskennassa käytettävien kuormitusmallien määrittäminen.
      • tietojärjestelmäkokonaisuuteen liittyvät määrittelyt.
      • toiminnallisuuden demonstrointi ja testaus laajemmalla mittausaineistoilla osana reaaliaikaista tilaestimointia ja verkostolaskentaa
l ht kohdat kuormitusmalleihin liittyv lle tutkimukselle
Lähtökohdat kuormitusmalleihin liittyvälle tutkimukselle
  • Saatavilla AMR-mittareiden tarjoama laaja mittausaineisto
  • Tiukentuneet vaatimukset verkostolaskennan tarkkuudelle
    • Jakeluverkon aktiivisen hallinnan lisääntyminen => automaattiset säätötoimenpiteet esim. koordinoitu jännitteensäätö vaativat tarkkoja tietoja verkon tilasta.
    • Verkon mitoituksen tiukentumisesta johtuen suunnittelu- ja seurantalaskennalta vaaditaan entistä parempaa tarkkuutta.
  • Nykyisten kuormituskäyrien puutteet
    • Kuormituskäyrät perustuvat enimmäkseen 16–25 vuotta vanhoihin mittauksiin.
  • Muutokset asiakkaiden sähkönkulutuksessa
    • lämpöpumppujen ja ilmastoinnin lisääntyminen
    • viihde-elektroniikan lisääntyminen
    • muutokset vapaa-ajan asumisessa
    • tulevaisuudessa uudet tekniikat esim. plug-in hybridit ja kiinteistökohtainen sähköntuotanto muuttavat sähkönkulutuskäyttäytymistä.
kuormitusmalleihin liittyv t osateht v t ja tutkimusmenetelm t
Kuormitusmalleihin liittyvät osatehtävät ja tutkimusmenetelmät
  • Mittaustiedon hankinta
    • Kerätty AMR-dataa Koillis-Satakunnan Sähkön mittaustietokannasta.
  • AMR-mittausten hyödyntäminen kuormituskäyrien muodostamisessa
    • Kuormituskäyrien päivitys
    • Asiakasryhmäjaottelun tarkentaminen
    • Kulutuksen lämpötilariippuvuuden tarkentaminen
    • Alueellisten ja asiakaskohtaisten kuormituskäyrien muodostaminen
  • Kuormitusmallinnuksen metodiikan kehittäminen
    • Asiakasryhmäjaottelu klusterointimenetelmillä (SOM, ISODATA, K-means, hierarkkinen klusterointi)
    • Kuormituskäyrien muodostaminen tilastomatemaattisilla menetelmillä (hermoverkot, regressio- ja aikasarjamallit, ARIMA)
    • Tavoitteena tehdä kuormitusmallinnuksesta entistä dynaamisempaa ja adaptiivista
  • Toiminnallisuuden demonstrointi ja testaus laajemmalla mittausaineistolla
slide39

8) Interaktiivisen asiakasrajapinnan mittaustietojen ja toimintojen hyödyntäminen aktiivisessa jakeluverkon hallinnassa ja verkosto-omaisuuden hallinnassa

  • AMR verkosto-omaisuuden hallinnan tukena
    • Käyttötoiminnan kannalta verkon reaaliaikainen tilaseuranta tarkentuu (jännitteet, kuormitukset, häviöt, komponenttien kuormittuminen) sekä mahdollisuudet käyttötilanteen optimointiin paranevat (kytkentätilan optimointi, jännitteen säätö, kuorman ohjaus).
    • Jännitteen laadun jatkuva seuranta (hetkellisarvot / pitkän aikavälin toteutumat) sekä keskeytysten rekisteröinti tarjoavat uusia mahdollisuuksia sähkön laadun seurannan ja hallinnan kehittämiseen.
    • Tarkennetut kuormitusmallit (tarkennettu kuluttajaryhmäjako, alueelliset mallit, jne.), tarkempi tietoisuus sähkön laadun toteutumista (keskeytykset, kuopat, jännitetaso) sekä häviöistä ja komponenttien kuormittumisesta mahdollistavat tarkemman toimenpiteiden kohdistamisen. (=> seurantalaskenta uusiksi)
  • Osatehtävän tavoitteena on
    • luoda kokonaisvaltainen kuva AMR -pohjaisten mittausten hyödyntämisestä erilaisista verkon hallintaan ja suunnitteluun liittyvissä tietojärjestelmäsovelluksissa ja verkkoyhtiön toiminnoissa
    • tehdä verkkotietojärjestelmällä erilaisia teknis-taloudellisia tarkasteluja edellä mainittujen toimintojen osalta.
slide40

8) Interaktiivisen asiakasrajapinnan mittaustietojen ja toimintojen hyödyntäminen aktiivisessa jakeluverkon hallinnassa ja verkosto-omaisuuden hallinnassa

  • Aktiivisen verkon hallinta ja saarekekäyttö
    • Interaktiivinen asiakasrajapinta sisältää mahdollisuuden liittää verkkoon yhä enemmän erilaisia aktiivisia laitteita ja komponentteja, jotka osallistuvat verkon käyttäytymiseen.
    • Osatehtävän pitkänaikavälin tavoitteena on kehittää menetelmiä, joita voidaan soveltaa verkkotieto- ja käytöntukijärjestelmissä aktiivisen verkon hallinnan suunnittelemiseksi ja valvomiseksi.
    • Osatehtävässä menetelmäkehitys tapahtuu saarekekäyttökysymyksiä lukuun ottamatta TTY:llä käynnissä olevassa EU-rahoitteisessa ADINE-projektissa.
    • Tässä hankkeessa keskitytään saarekekäyttöön liittyviin tehtävänasetteluihin sekä tarkastellaan interaktiivisen asiakasrajapinnan tarjoamia mahdollisuuksia aktiivisen verkon hallinnan näkökulmasta.
      • Jakeluverkon tasolla toteutettava saarekekäyttö tarjoaa uusia ratkaisuja sähkönjakeluverkon käyttövarmuuden kehittämiseen.
      • Tutkimuksessa on tavoitteena tarkastella saarekekäyttöä sähköteknisten kysymysten lisäksi perinteisesti verkon suunnittelussa sovelletun teknis-taloudellisen tehtävänasettelun näkökulmasta.
inca saarekek ytt kysymykset
INCA - Saarekekäyttökysymykset

.. koostuu seuraavanlaisista tarkasteluista:

  • Saarekekäyttöön liittyvien sähköteknisten ongelmien tarkastelu
    • saarekesuunnittelu, suojaus, sähkönlaatu, toiminta saarekkeessa
  • Saarekekäyttöön liittyvien ei-sähköteknisten ongelmien tarkastelu
    • viranomaisvalvonta ja valvontamallit, verkon käyttö ja suunnittelu, tietojärjestelmät
  • Teknistaloudellinen tehtävänasettelun näkökulma
    • missä tilanteissa saarekekäyttö kannattaa

Näiden pohjalta lähestytään interaktiivista asiakasrajapintaa useasta suunnasta: miten rajapinta ja siihen liittyvät laitteet voisivat osallistua sähkönjakelun luotettavuuden parantamiseen

  • saarekekäyttöön liittyvät tekijät
  • muut tekijät
inca saarekek ytt kysymykset42
INCA - Saarekekäyttökysymykset
  • Saarekekäytön ja asiakaskohtaisen varavoiman (+ mobiili varavoima) vaikutus luotettavuuspohjaiseen verkostosuunnitteluun
    • eri tyyppisen tuotannon vaikutus (skenaarioita)
    • pitkät / lyhyet keskeytykset (myös lyhytaikaisen energiavaraston, esim. plug-in hybrid vaikutus)
  • Saarekkeen (~microgrid) sähköteknisen käyttäytymisen mallintaminen (PSCAD -simulointeja)
    • tehonsäätö, suojaus, taajuus
    • eri kokoiset saarekkeet (kj, pj, asiakastaso)
    • saarekkeen säätöresurssit
      • eri tyyppinen tuotanto, kulutuksen ohjaaminen, energiavarastot
  • Varavoiman huomioiminen keskeytyskustannusten laskennassa (KAH-parametrit, keskeytystilastointi, valvontamalli, kannustimet)
  • Interaktiivisen rajapinnan ja AMR –mittareiden hyödyntäminen saarekekäytön näkökulmasta
    • saarekkeistumisen havaitseminen ja esto
    • kuormien ohjaaminen, lukitus- tai ohjaussignaalit
tutkimusryhmien kokoonpano tty
Tutkimusryhmien kokoonpano - TTY
  • TTY:
    • prof. Pertti Järventausta, projektin vastuullinen johtaja
    • prof. Pekka Verho, verkosto-omaisuuden hallinta
    • TkT Sami Repo, hajautetun tuotannon verkostovaikutukset, aktiivinen verkon hallinta
    • TkL Antti Mäkinen, energian mittaus, kuormitusmallit, verkostolaskenta
    • DI Petri Trygg, mittausliiketoiminnan arvoverkostot ja kustannusanalyysit
    • DI Jussi Antikainen, saarekekäyttökysymykset
    • DI Antti Mutanen, kuormitusmallit ja verkostolaskenta
    • DI Antti Rautiainen, taajuuspohjainen kuorman ohjaus, hybridiauton verkostovaikutukset
    • DI Mika Marttila, verkosto-omaisuuden hallinta
    • DI Janne Strandén, suurhäiriöiden hallinta
tutkimusryhmien kokoonpano lty
Tutkimusryhmien kokoonpano - LTY
  • LTY:
    • prof. Jarmo Partanen, sähkömarkkinat, tehoelektroniikka
    • prof. Satu Viljainen, sähkömarkkinat
    • prof. Jero Ahola, pienjänniteverkon automaatiotoiminnot
    • TkT Samuli Honkapuro, sähköjärjestelmän energiatehokkuus, proj. päällikkö
    • DI Jukka Lassila, sähköautojen vaikutus verkostojen strategiseen kehittämiseen
    • DI Pasi Nuutinen, verkkoliitynnän tehoelektroniikka
    • DI Tero Kaipia, verkkoliitynnän kokonaiskonsepti, LVDC
tutkimusryhmien kokoonpano vtt
Tutkimusryhmien kokoonpano - VTT
  • VTT:
    • Tutkimusprofessori Seppo Kärkkäinen, DSM, aggregaattoriliiketoiminnat
    • TkT Pekka Koponen, DSM, AMR ja tiedonsiirtokysymykset
    • TkL Hannu Pihala, energiatehokkuusasiat
    • DI Jussi Ikäheimo, aggregaattorin työkalut (softa, optimointi), kuormituskäyrämallit
    • DI Corentin Evens, DSM, aggregaattoritoiminnot
    • DI Maija Ruska, kuormituskäyrämallit