vinpower-hankkeen 2. Älymuuntamotyöpajan kooste · Älykkään jakelumuuntamon täytyy olla...

17
VINPOWER-hankkeen 2. Älymuuntamotyöpajan kooste VINPOWER-hankkeen toinen Älymuuntamotyöpaja järjestettiin Vaasan yliopistolla 7.3.2019. Työpaja keskittyi tulevaisuuden älykkäiden jakelumuuntamoiden konsepteihin. Tähän koko päivän mittaiseen älymuuntamotyöpajaan osallistui yhteensä 33 osallistujaa 19 yrityksestä sekä yhdestä yliopistosta. Yrityksistä ja yliopistosta edustettuina olivat ABB Oy Alfen Elkamo Oy Ab Danfoss Oy Elenia Oy Emtele Oy Finnkumu Oy Fortum Power and Heat Oyj Helen Sähköverkko Oy KKM Power Oy Netcontrol Oy P2 Engineering Oy Pori Energia Sähköverkot Oy Tampereen Sähköverkko Oy Turku Energia Sähköverkot Oy UTU Oy Wapice Oy Vaspec Oy VEO Oy Vaasan yliopisto Eaton. Työpaja toteutettiin koko päivän kestoisena, josta aamupäivä oli varattu alustajien esityksille. Iltapäivällä osallistujat jakautuivat pienryhmiin työstämään tulevaisuuden älykkään jakelumuuntamon konsepteja. Sampo Voima & Lauri Kumpulainen 24.5.2019

Upload: others

Post on 07-Jul-2020

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

VINPOWER-hankkeen 2.

Älymuuntamotyöpajan kooste

VINPOWER-hankkeen toinen Älymuuntamotyöpaja järjestettiin Vaasan yliopistolla 7.3.2019.

Työpaja keskittyi tulevaisuuden älykkäiden jakelumuuntamoiden konsepteihin.

Tähän koko päivän mittaiseen älymuuntamotyöpajaan osallistui yhteensä 33 osallistujaa 19

yrityksestä sekä yhdestä yliopistosta.

Yrityksistä ja yliopistosta edustettuina olivat

ABB Oy

Alfen Elkamo Oy Ab

Danfoss Oy

Elenia Oy

Emtele Oy

Finnkumu Oy

Fortum Power and Heat Oyj

Helen Sähköverkko Oy

KKM Power Oy

Netcontrol Oy

P2 Engineering Oy

Pori Energia Sähköverkot Oy

Tampereen Sähköverkko Oy

Turku Energia Sähköverkot Oy

UTU Oy

Wapice Oy

Vaspec Oy

VEO Oy

Vaasan yliopisto

Eaton.

Työpaja toteutettiin koko päivän kestoisena, josta aamupäivä oli varattu alustajien esityksille.

Iltapäivällä osallistujat jakautuivat pienryhmiin työstämään tulevaisuuden älykkään

jakelumuuntamon konsepteja.

Sampo Voima & Lauri Kumpulainen

24.5.2019

2

Työpajan ohjelma

8.30 Ilmoittautuminen ja kahvi

9.00 Työpajapäivän avaus, tavoitteet ja orientaatio, Lauri Kumpulainen, Vaasan yliopisto

9.05 Alustajien esityksiä

Ensimmäisen työpajan yhteenveto, Sampo Voima, Vaasan yliopisto

Muuntamon mittaustiedot ja niiden hallinta, Petri Trygg, Netcontrol

Kohti digitaalista sähköasemaa ja digitaalista muuntamoa, Kimmo Kauhaniemi, Vaasan yliopisto

10.05 Tauko 20 min.

10.25 Alustajien esitykset jatkuvat

IoT:n tarjoamat mahdollisuudet, Veli-Pekka Salo, Wapice

Microgrids, Omid Palizban, Vaasan yliopisto

Sähkövarastot jakeluverkossa, Ilari Alaperä, Fortum

11.30 Opastus työpajaan, Sampo Voima

11.40 Lounas

12.30 – n. 16.00 Työpajaosuus

Pienryhmätyöskentelyä, tietoiskuja, verkostoitumista kahvitauon aikana

3

Ryhmätöiden yhteenveto Ryhmätyöt toteutettiin yhteensä kuuden ryhmän voimin. Kolmen ensimmäisen ryhmän

aiheena oli kaupunkimuuntamoiden konsepti ja seuraavien kolmen ryhmän aiheena

maaseudun muuntamokonsepti. Jokaisessa ryhmässä oli vielä annettu erikseen tehtäväksi

miettiä älykkään jakelumuuntamon konseptia vuonna 2025, 2035 sekä retrofit (jälkiasennus)

konseptia.

Seuraavassa esitellään ryhmätyön tuloksia. Koska osa tuloksista on päällekkäisiä kaupungin

ja maaseudun kesken, on tulokset jaoteltu ensin kaupungin ja maaseudun yhteisiin tuloksiin.

Seuraavaksi käydään lävitse ryhmien tuotoksia kaupungin ja maaseudun muuntamoiden

osalta. Lopuksi halutaan tuoda esille erityisesti tutkimus- ja kehitystarpeita.

YHTEISTÄ

Kunnonvalvonta

Tärkeäksi koettu aihe on ennakoiva kunnonvalvonta, vikojen ennaltaehkäisy tai vikojen

indikointi. Esimerkkejä mitä ennakoiva kunnonvalvonta voi pitää sisällään:

- lämpötilojen mittaus (tila, muuntaja, kaapelit, pääte)

- muutosilmiöihin perustuva ennakointi

- jännitteet, virrat ja niiden johdannaiset (sähkön laatu)

- SF6-paine

- ääni ja infrapunakuvaus

- häiriötallenteet (suojauksen toiminta)

- kaapeleiden osittaispurkausmittaukset

Ennakoiva kunnonvalvonta on selvä jatkotutkimuksen aihe.

Kustannustehokkuus

Älykkään jakelumuuntamon täytyy olla kustannustehokas. Kustannustehokkuus saavutetaan

joko suoraan asennus/käyttökuluja pienentämällä, tuomalla verkkoon lisäarvoa verkon tilan

paremman ymmärtämisen muodossa tai esimerkiksi keskeytysten vähenemisen kautta.

Kustannushyötyjä tuovat katkoja lyhentävät tai poistavat toiminnot.

4

Tutkimuskysymys: Miten älymuuntamo parantaa verkon kustannustehokkuutta?

Tietoliikenne

Tietoliikenneyhteys on välttämätön älykkään jakelumuuntamon kannalta. Iso osa älykästä

jakelumuuntamoa on nopea ja luotettava tietoliikenneyhteys. Tietoliikenneyhteyden tulee olla

myös tietoturvallinen. Älykäs jakelumuuntamo ja nopea tietoliikenneyhteys ovatkin

mahdollistajia myös entistä parempaan kunnonvalvontaan ja monitorointiin. Avaimet käteen

tietoliikenneratkaisussa olisi kehitettävää ja on myös yksi tuloksena saatu tuotekehitysidea.

Sensorointi/mittaus

Sensorit tulevat halvemmiksi ja sitä kautta on mahdollista asentaa mittauksia useampaan

kohteeseen. Tätä kautta myös verkon tilan seuranta paranee.

Datan hallinta

Miten käsitellä mittauksista saatavaa valtavaa datamäärää. Mittauksien yleistyessä älykkäillä

jakelumuuntamoilla myös mittauksista saatava datamäärä kasvaa. Huolena on, mitä tehdä ja

miten käsitellä tätä valtavaa datamäärää. Tähän kaivataan ratkaisuja. Yhtenä ehdotuksena on,

että kaikkea dataa ei tarvitsisi lähettää jakelumuuntamolta eteenpäin, vaan datan suodatusta

tai käsittelyä tapahtuisi jo mittauspisteellä. Näin vain oleellinen tieto lähetettäisiin eteenpäin.

Microgrid

Microgrid-verkon käyttö järjestelmän suurhäiriöitä vastaan. Osa verkosta voitaisiin erottaa

omaksi saarekkeekseen muun verkon vikaantuessa. Näin pieni osa verkosta pystyy jatkamaan

sähkön syöttöä häiriön siihen vaikuttamatta. Näin voitaisiin pienentää sähkönjakelun

keskeytyksiä. Myös vaihtoehtona kaapeloinnille, kun turvataan tietyn alueen sähkön saanti

saarekkeella. Samassa kohdassa esiin nousee energiavarastojen hyödyntäminen sekä

myöskin varavoiman käyttö ja kytkentä.

Retrofit (jälkiasennus)

Jälkiasennukset nousevat erittäin tärkeään rooliin

5

Energiavarastojen hyödyntäminen

Energiavarastojen hyödyntäminen vaatii monessa tapauksessa kehittynyttä ohjausta ja

säätöä. Tämä muuttaakin verkkoa aktiivisemmaksi sekä samalla myös monimutkaisemmaksi.

Sähköautojen latauksessa energiavarastoja voitaisiin hyödyntää latauksen aiheuttamien

jännitteenvaihteluiden tasaamiseen, sekä myöskin sähköauton pikalatauksen

mahdollistamiseen, siten että osa pikalataukseen tarvittavasta tehosta syötetään

energiavarastosta. Jännitteen hallintaan, jakelumuuntamolle sijoitettu energiavarasto voi

tasata jännitteen vaihteluita. Samalla tavalla jännitteen vaihteluiden tasaamisen kanssa

energiavarastoa voi hyödyntää myös hajautetun tuotannon tehonvaihteluiden aiheuttaman

jännitteen vaihtelun hallintaan. Energiavarastoa voi hyödyntää hajautetussa kompensoinnissa

sekä vaihtoehtona kaapeloinnille.

Modulaarisuus

Yksi ja sama muuntamo ei sovi jokaiseen käyttökohteeseen, tarvitaankin siis modulaarisia

ratkaisuja. Tämä korostuu vielä tärkeämmäksi jälkiasennuksen yhteydessä. Myös standardien

tarve nousi esiin useita ryhmiä yhdistävänä tärkeänä tekijänä. Standardimuotoisia ratkaisuja

älykkäälle jakelumuuntamolle kaivataan. Myös eri laitteiden yhdistettävyyden takaaminen

standardien avulla koettiin tärkeäksi.

Uusien toimintojen ja mahdollisuuksien huomioiminen

Tulevaisuudessa uusien toimintojen lisääntyminen, esim. sähköautojen pikalataus ja

sähköautojen runsas yleistyminen. On tarpeen koettaa ennakoida tulevia muutoksia. Myös

uuden muutoksen tai konseptin (esim. sähköauton pikalataus, sensori) mahdollinen tuominen

muuntamolle jälkiasennuksena täytyy olla mahdollista.

KAUPUNKI

Kaupungin muuntamoiden keskusteluissa esille tullutta:

kaupungissa kiinteistömuuntamoita pääosa

104-protokollalla gateway-yhteys valvomoon (sähkön laatu erikseen)

Kunnonvalvonta: viat harvinaisia

Vianpaikannus: etäisyydet lyhyitä

Käyttö maasulussa, ei kiire paikantaa vikoja, jos hälyttävä suojaus

Sensoreita tulee enemmän sähköasemalle

6

SF6-kaasun mahdollinen kielto vaikuttaa ensin muuntamoratkaisuihin

Tekoäly analysoi mittausdataa ja tuottaa toimenpide-ehdotuksia ja ohjauksia

Tiedonkeruu ja analysointi

Retrofit (on oletettavaa, että esim. sensorimittalaitteiden hinnat laskevat ja

muuntamoille voidaan tuoda uusia toimintoja. Tästä johtuen muuntamolle kannattaa

jättää mahdollisuus jälkiasennuksille)

Kaupungin älykäs jakelumuuntamo 2025

Vuoden 2025 kaupunkialueen älykkään jakelumuuntamon tärkeiksi koettuja toimintoja:

Erottimien kauko-ohjaus

Kuormitusasteen seuranta

Vikaindikointi (kj ja pj)

Mittauksia:

o Erottimien tilatiedot

o Jännitetasot (seuranta)

o Kuormitukset

o Virrat

o Yliaallot ja muu sähkön laatu

o Lämpötilat

Ovihälytys

Ennakoiva kunnonvalvonta

Tietoliikenneyhteys (mobiili, kuitu, joku muu)

Kokonaisvaltainen tietoturva

Kaupungin älykäs jakelumuuntamo 2035

Uusista toiminnoista vuoteen 2035 mennessä nähtiin tärkeiksi seuraavat:

LoM-hallinta

Vikapaikan tarkka mittaus

Liityntä pilvipalveluun

Älykkään jakelumuuntamon tärkeimpiä kehityskohteita vuoteen 2035 mennessä

Tarkempi vian paikannus

o mittauksia joka muuntamolla vikapaikka tarkasti

Sensoritekniikan kehittyminen ja hinnan lasku, tämä mahdollistaa ennakoivaa

kunnonvalvontaa ja analytiikkaa

Ennakoiva kunnonvalvonta

Verkon tilannetiedon parempi tietoisuus ja hallinta

7

Integrointi valmiiksi tehtaalla: automatisoitu muuntamo

o sensoreiden integrointi kojeistoon

o kojeistosta standardi rajapinta (liittimet) automaatioon

Tietoliikenteen toteutus avaimet käteen periaatteella

Tietoturvan kehitys päätelaitteisiin asti

IoT-liitettävyys

MAASEUTU

Maaseudun älykkäiden muuntamoiden erityispiirteitä ja vaatimuksia nousivat esille hinta,

yksinkertaisuus ja ennen kaikkea toimintavarmuus.

Myös maaseudulla jälkiasennuksen mahdollisuus nousi tärkeäksi.

Maaseudulla älykkäiden jakelumuuntamoiden tiheys on selvästi pienempi kuin

kaupunkialueella. Optimitiheyden ja sijoituspaikkojen valinta sopii tutkimusaiheeksi.

Maaseudun älykäs jakelumuuntamo 2025

Vuoden 2025 älykäs jakelumuuntamo lyhentää katkoja maaseudulla erityisesti

vianpaikannuksen ansiosta.

1000 V AC verkkoa voisi luultavasti hyödyntää nykyistä laajemmin.

Vuoden 2025 maaseudun älykkään jakelumuuntamon tärkeiksi koettuja toimintoja:

sensorointi (I & U)

Kustannustehokas kauko-ohjaus ja moottorointi

Verkkokatkaisijat (pienemmät suojausvyöhykkeet)

Kaukokäyttömahdollisuus

Maasulkuvirran kompensointi

Loistehon kompensointi

Kaapelipäätteen lämpötilan mittaus

Muuntajan mittaus: lämpötila, öljyntaso, paine (muuntajan kunnonvalvonta ja

ennakoiva kunnonvalvonta)

FLIR (Fault Location Isolation and Restoration)

8

Muunnettavuus, sisältäen tilavarauksia tulevaisuuden toiminnoille

Maaseudun älykäs jakelumuuntamo 2035

Mahdollisuuksia vuoden 2035 älykkäässä jakelumuuntamossa

Jännitekuoppien parempi hallinta

DC-muuntamo

Akustot ja tehoelektroniikka

Akuston käyttö sähkömarkkinoiden ja verkon tarpeisiin

Hajautetun tuotannon laajamittainen verkkoon kytkentä

Uusia toimintoja vuoteen 2035 mennessä nähtiin tärkeiksi:

U- ja Q -säätö muuntamolla.

Sähkönlaadun tarkempi analysointi

Saarekekäyttö katkojen aikana

Älykäs kuormitusten hallinta

Ennakoiva vikaindikointi (riittääkö sähköasemalla)

Varma ja riittävän kattava tiedonsiirtoyhteys

Kunnonvalvonta ja ennakoiva kunnonvalvonta

Modulaarisuus

Datan hallinta

9

TUTKIMUS JA TUOTEKEHITYS

Seuraavassa on esitetty listaus esille tulleista älykkään jakelumuuntamon tutkimus- ja

tuotekehitystarpeista.

Tutkimusaiheita

Ennakoiva kunnonvalvonta

Sähkövarastojen hyödyntäminen

Akuston sijoitus (varmennetaanko PJ vai KJ)

Akustojen vaikutus suojaukseen

Sähköisen liikenteen edellytysten mahdollistaminen

Tulevaisuuden sähköautojen pikalataustehon mahdollistaminen

Sähkövaraston liittäminen muuntamon yhteyteen

IoT-liitettävyys

Microgridien hyödyntäminen

Hajautetun tuotannon vaikutukset

Mahdollisesti hajautetusta tuotannosta seuraava tarve säätää suureita (U, Q, P)

Varavoiman liitäntä

Tehoelektroniikalla toteutettu kompensointi jakelumuuntamoilla

Osittaispurkausten ja muiden ilmiöiden hyödyntäminen kunnonvalvonnassa

Älykkään jakelumuuntamon roadmap

Miten älykäs jakelumuuntamo parantaa verkon kustannustehokkuutta

Vikaindikaatio ja vianpaikannus

Mittausdatan hyödyntäminen

Älykkäiden jakelumuuntamoiden sijoitus ja optimi lukumäärä

Tuotekehitysaiheita

Retrofit-tuotteet

o Muunnettavuus / päivittäminen / modulaarisuus

Kunnonvalvonta (kaapelit, muuntaja) kuntotietojen kerääminen ja hyödyntäminen

Ennakoiva kunnonvalvonta

Energiavarastojen huomioiminen

Akuston liittäminen muuntamoon (esim. mihin sijoitetaan; muuntamokoppi vai erillinen

koppi)

Konsepti kunnossapitokustannusten selvittämiseen

Jännitteen säätö / loistehon hallinta jakelumuuntamolla

Avaimet käteen tietoliikenneratkaisut.

10

Älykkään jakelumuuntamon konseptit

Älykäs jakelumuuntamo on ennen kaikkea alusta, johon voidaan tuoda ja liittää erilaisia

toimintoja. Älykäs jakelumuuntamo on yksi palanen älykkään ja toimintavarman sähköverkon

rakentamisessa. Älykäs jakelumuuntamo toimiikin myös osana älykästä jakeluverkkoa ja on

yksi tulevaisuuden älykkään jakeluverkon osa-alue ja mahdollistaja. Älykkään

jakelumuuntamon tehtävä on mahdollistaa uusien toimintojen, kuten sähköautojen

pikalatauksen, kysyntäjouston, monitoroinnin, kuormituksen hallinnan, energiavaraston,

nopean vianselvityksen, hajautetun tuotannon, microgridin yms. tulemisen.

Tulevaisuudessa täytyy ottaa huomioon myös täysin uudet toteutukset. Yhtenä esimerkkinä

perinteisen muuntajan korvaaminen tehoelektroniikkapohjaisella muuntajalla tai

kombilaitteella. Verkkojen pitkien elinkaarien vuoksi olennaista on myös ikääntyvien laitteiden

korvaaminen uusilla ja vanhojen jakelumuuntamoiden muuttaminen älykkäiksi.

Älykäs jakelumuuntamo koostuu useista eri toiminnoista, ja niitä voidaan liittää siihen tarpeen

mukaan. Kuva 1 esittää älykkään jakelumuuntamon toimintoja. Eri kohteisiin on erilaisia

toteutuksia, ja kaikkia älymuuntamon tarjoamia mahdollisuuksia ei suinkaan tarvita kaikissa

kohteissa. Yhteisiksi perustoiminnoiksi älykkään jakelumuuntamon toteutuksille voitaneen

katsoa tietoliikenneyhteys ja muuntamolla toteutetut mittaukset. Näiden perustalle voidaan

rakentaa lisätoimintoja, kuten vianindikointi, suojaus, kunnonvalvonta, hajautettu kompensointi

tai energiavarastot.

Tässä selvityksessä älykkään jakelumuuntamon tarkastelu on jaettu kaupunki- ja

maaseutukonsepteihin. Lisäksi arvioidaan jälkiasennuksen mahdollisuuksia.

Maaseudulle älykäs jakelumuuntamo voidaan toteuttaa esimerkiksi vain tärkeisiin kohteisiin,

kun taas kaupungissa älykkäitä jakelumuuntamoita on mahdollista useampaan kohteeseen ja

tiuhempaan. Näissä kohteissa voi toiminnot olla jaettua vielä useaan osaan siten, että

muuntamot eroavat toiminnoiltaan tarpeen mukaan. Osassa muuntamoista on useampia

toimintoja ja joihinkin kohteisiin voi sopia pelkistetty ratkaisi vähemmillä toiminnoilla,

esimerkiksi vain mittauksia.

11

Kuva 1. Älykkään jakelumuuntamon toimintoja.

Tietoliikenneyhteys on välttämätön älykkään jakelumuuntamon kannalta. Iso osa älykkään

jakelumuuntamon toiminnoista nojaa tietoliikenneyhteyteen toimiakseen. Älykäs

jakelumuuntamo ja tietoliikenneyhteys ovatkin mahdollistajia myös entistä parempaan verkon

kunnonvalvontaan ja monitorointiin. Tietoliikenneyhteyttä tarkasteltaessa

tietoliikenneyhteyden nopeus tai vasteaika nousee esiin. Suojaustoimintojen tapauksessa

tietoliikenteen vasteaikojen täytyy olla hyvin pieniä. Tietoliikenneyhteyden tulee olla myös

tietoturvallinen.

12

Älykäs jakelumuuntamo tarjoaa mahdollisuuden liittää energiavarasto verkkoon. Tuomalla

energiavarasto jakelumuuntamolle voidaan hyödyntää energiavaraston mahdollisuuksia esim.

jännitteen hallintaan tai kompensointiin. Energiavaraston käyttö suurhäiriön yhteydessä voi

myös olla tulevaisuudessa todellisuutta.

Älykäs jakelumuuntamo mahdollistaa hajautetun tuotannon liittäminen verkkoon. Hajautettu

tuotanto voidaan liittää joko suoraan jakelumuuntamolle tai se voidaan liittää

pienjänniteverkkoon. Hajautettua tuotantoa mahdollistavia toimintoja ovat mm. jännitteen

hallinta, tietoliikenneyhteys pientuotannolle sekä pientuotannon ohjausmahdollisuus verkon

tilan niin vaatiessa. Jännitteen säätö/aurinkovoiman nopean vaihtelun aiheuttama jännitteen

vaihtelun hallinta on myös yksi älykkään jakelumuuntamon tarjoamista mahdollisuuksista.

Tällä tavalla entistä enemmän pientuotantoa voidaan liittää verkkoon.

Vikojen paikantamiseen älykäs jakelumuuntamo tuo tarkkuutta tunnistamalla vian

jakelumuuntamovälin tarkkuudella. Tallennettua mittausdataa voidaan myös käyttää

vikapaikan tarkempaan analyysiin.

Seuraavaksi on esitettynä älykkään jakelumuuntamon konsepteja. Kuviin on eroteltu älykkään

jakelumuuntamon perustoimintoja sekä mahdollisia lisätoimintoja.

13

Kaupungin älykkään jakelumuuntamon konseptit

Kaupunkimuuntamo 2025

Kaupunkiin sijoittuvan älykkään jakelumuuntamon perustoiminnot koostuvat

tietoliikenneyhteydestä, monitoroinnista ja kunnonvalvonnasta, erottimien kauko-ohjauksesta

sekä suojaustoimintojen lisääntymisestä muuntamoilla. Suojaustoimintoja voivat olla kj-verkon

vikaindikointi, tai myös tapauskohtaisesti jakelumuuntamon varustaminen suojareleillä ja kj-

verkon katkaisijoilla.

Mahdollisia lisätoimintoja lähitulevaisuudessa voivat olla sähkön laadun tarkkailu,

muuntamolta lähtevän datan suodatusta ja hallintaa sekä keskijännitekaapeleiden

kunnonvalvontaa.

Kuva 2. Kaupungin älykkään jakelumuuntamon toimintoja vuonna 2025.

Perustoimintoja

Tietoliikenneyhteys

Monitorointi

Kunnonvalvonta

Suojaustoimintojenlisääntyminen muuntamoilla

Erottimien kauko-ohjaus

Lisätoimintoja

Sähkön laadun tarkkailu

Datan suodatusmuuntamoilla

Keskijännitekaapeleidenmonitorointi ja

kunnonvalvonta

14

Kaupunkimuuntamo 2035

Mentäessä vuoteen 2035 älykäs jakelumuuntamo on saanut perustoiminnoikseen ennakoivaa

kunnonvalvontaa. Parempi ennakoiva kunnonvalvonta on mahdollista sensoreiden hinnan

laskun sekä kehittyneempien ennakointimenetelmien johdosta. Entistä halvemmat sensorit

mahdollistavat myös monitoroinnin lisääntymisen. Suojaustoiminnot ovat lisääntyneet ja voivat

kattaa edellisten lisäksi nyt mm. vianpaikannusta.

Lisätoimintoja vuoden 2035 älykkäällä jakelumuuntamolla voivat olla lukuisten sensorien IoT-

liitettävyys, energiavarastojen liittäminen muuntamolle, saarekekäyttöverkkojen (microgrid)

mahdollisuus, mahdollisuus hajautetun tuotannon laajamittaiseen liittämiseen, PJ-verkon

vianilmaisu sekä sähköauton pikalataus ja älykäs lataus.

Kuva 3. Kaupungin älykkään jakelumuuntamon toimintoja vuonna 2035.

Perustoimintoja

Nopea tietoliikenneyhteys

Lisääntynyt monitorointi

Ennakoiva kunnonvalvonta

Suojaustoimintojen lisääntyminenmuuntamoilla

Erottimien kauko-ohjaus

Lisätoimintoja

IoT liitettävyys

Energiavarastojen liittäminen muuntamolle

Mikrosähköverkkojen mahdollisuus

Sähköautojen tulevaisuuden pikalataustehonmahdollistaminen & älykäs lataus

Hajautetun tuotannon liittäminen

PJ-verkon vianilmaisu

15

Maaseudun älykkään jakelumuuntamon konsepti

Älykäs maaseutumuuntamo 2025

Maaseudulle siirryttäessä älykkään jakelumuuntamon perusmalli on pelkistetympi kaupunkiin

verrattuna. Perustoimintoina löytyvät tietoliikenneyhteys, monitorointia ja muuntajan

kunnonvalvontaa. Monitorointi voi olla mm. verkon suureiden monitorointia tai vikojen

indikointia.

Lisätoimintoja taas on runsaasti maaseudun verkon erilaisesta luonteesta ja pituudesta

johtuen. Mahdollisia lisätoimintoja maaseudun älykkäällä jakelumuuntamolla on sähkön

laadun tarkkailu, suojaustoimintojen lisääminen ja vikojen hallinta (FLIR), muuntamolta

lähtevän datan suodatusta ja hallintaa, loistehon ja maasulkuvirran kompensointia,

kaukokäyttömahdollisuus ja erottimien kauko-ohjaus sekä keskijännitekaapeleiden

kunnonvalvontaa.

Kuva 4. Maaseudun älykkään jakelumuuntamon toimintoja vuonna 2025.

Perustoimintoja

Tietoliikenneyhteys

Monitorointi

Kunnonvalvonta

Lisätoimintoja

Sähkön laadun tarkkailu

Suojaustoimintojen lisääntyminen muuntamoilla

Vikojen hallinta (FLIR)

Datan suodatus muuntamoilla

Loistehon kompensointi

Maasulkuvirran kompensointi

Keskijännitekaapeleiden monitorointi ja kunnonvalvonta

Erottimien kauko-ohjaus

16

Älykäs maaseudun muuntamo 2035

Vuoden 2035 maaseudun älykkään jakelumuuntamon perustoiminnot ovat laajenneet

suojaustoimintojen lisääntymiseen muuntamolla.

Lisätoimintoja voivat olla sensorien IoT-liitettävyys, energiavarastojen liittäminen muuntamolle,

saarekekäyttöverkkojen (microgrid) mahdollisuus, mahdollisuus hajautetun tuotannon

liittämiseen, PJ-verkon vianilmaisu sekä sähköauton pikalataus ja älykäs lataus. Lisäksi

muuntamolla voi olla jännitteen säätöä, loistehon ja maasulkuvirran kompensointia ja älykästä

kuormitusten hallintaa.

Kuva 5. Maaseudun älykkään jakelumuuntamon toimintoja vuonna 2035.

Retrofit-konsepti

Verkkojen ja asennettujen laitteiden eliniät ovat pitkiä ja ne täytyykin pystyä hyödyntämään

elinkaarensa loppuun parhaalla mahdollisella tavalla. Älykkäiden toimintojen jälkiasentaminen

vanhaan jakelumuuntamoon mahdollistaa muuntamon käyttämisen elinkaarensa loppuun

Perustoimintoja

Nopea tietoliikenneyhteys

Lisääntynyt monitorointi

Ennakoiva kunnonvalvonta

Suojaustoimintojen lisääntyminen muuntamoilla

Vikojen hallinta (FLIR)

Lisätoimintoja

IoT liitettävyys

Energiavarastojen liittäminen muuntamolle

Mikrosähköverkkojen mahdollisuus

Sähköautojen tulevaisuuden pikalataustehonmahdollistaminen & älykäs lataus

Hajautetun tuotannon liittäminen

Jännitteen säätö

Loistehon kompensointi

Maasulkuvirran kompensointi

PJ-verkon vianilmaisu

Älykäs kuormitusten hallinta

17

saakka. Tällä tavalla muuntamon muuttaminen älykkääksi jälkiasennuksena nousee erittäin

tärkeään osaan älykkään jakeluverkon kehittymisen kannalta.

Vanhan jakelumuuntamon jälkiasentamisen älykkääksi perustana toimii tietoliikenneyhteyden

tuominen jakelumuuntamolle. Tietoliikenneyhteyden avulla voi jakelumuuntamolle tuoda

toimintoja tarpeen mukaan. Jälkiasennusmahdollisuuksia on useita, esimerkiksi

suojausvyöhykkeen luominen, sensoreiden asentaminen verkon tilan mittausta varten,

jännitteen säätö, microgrid, energiavarasto.