Sähkökatkot lyhyemmiksi simulointi-
työkalun avulla
23.5.2013
Pertti Raatikainen ja Seppo Horsmanheimo
VTT
223/05/2013
Lähtökohta 1/2
 2000-luvulla syys- ja
talvimyrskyjen määrä on kasvanut
 Myrskytuhot aiheuttaneet
katkoksia s...
323/05/2013
Lähtökohta 2/2
 Sähkö- ja tietoliikenneverkkojen keskinäinen riippuvuus on kasvanut
automaation ja etähallinn...
423/05/2013
Simulointiohjelmiston tausta
 Sähkö- ja tietoliikenneverkkojen välisiä riippuvuuksia on hyvin
vähän simuloitu...
523/05/2013
Simulointityökalu 1/2
 Työkalu on alun perin kehitetty tietoliikennetarpeisiin.
 Smart Grids and Energy Mark...
623/05/2013
Simulointityökalu 2/2
 Mallintaa myrskytuhojen ja erityyppisten sähkökatkojen laajuutta ja
etenemistä sähköve...
723/05/2013
Tietoliikenne- ja sähköverkon mallintaminen
 Ympäristö
 Korkeus- ja maastotyyppitiedot
 Sähköverkko
 Sähkö...
823/05/2013
Mallinnettava sähköverkon osa
Figure from Viola Systems’ ‘Case Vattenfall: Automating the Distribution Network...
923/05/2013
Tietoliikenneverkon tietojen todentaminen
Nemo
HandyViola Arctic
2G/3G
Samsung
Nexus
1023/05/2013
Sähkö- ja puhelinverkko normaalitilanteessa
1123/05/2013
Sähkö- ja puhelinverkko myrskyn jälkeen
Kuva: Olli Pihlajamaa
1223/05/2013
Vaihtoehtoja luotettavuuden parantamiseen
 Sähköverkon luotettavuus
 Maakaapelointi
 Vierimetsien (sähköli...
1323/05/2013
Mobiiliverkon peiton korjaaminen myrskyn jälkeen
Suorat päätelaitteiden
väliset yhteydet (ad hoc)
Liikuteltav...
1423/05/2013
Esimerkki: Erityyppisten vikaantumisten mallintamisesta
Yksi linja alhaalla
*) Harmaalla ilman sähköä olevat ...
1523/05/2013
Esimerkki - Tapani/Hannu-myrskyn mallintaminen
Ei akkuvarmennusta tukiasemissa 12 tunnin akkuvarmennus tukias...
1623/05/2013
Sovelluskohteita
 Sähkökatkosten vaikutusten arviointi
 Muita häiriönaiheuttajia esim. kyber-hyökkäykset oh...
1723/05/2013
Hyödyt
 Sähköyhtiöiden maksamien myrskykorvausten
lukumäärä ja korvaussummat pienenevät
sähkökatkojen lyhent...
1823/05/2013
VTT luo teknologiasta liiketoimintaa
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Sähkökatkot lyhyemmiksi simulointityökalun avulla: Pertti Raatikainen ja Seppo Horsmanheimo

390 views

Published on

VTT on kehittänyt työkalun, jonka avulla voidaan lyhentää mm. myrskyjen aiheuttamia sähkökatkoja ja vähentää niistä aiheutuvia kuluja ja vahinkoja, kuten kotitalouksien laiterikkoja ja putkistojen jäätymisiä. Työkalulla voidaan simuloida tietoliikenne- ja sähköverkkojen toimintaa vikatilanteissa, mm. myrskyjen aiheuttamien tuhojen yhteydessä. Näiden tietojen avulla kyetään arvioimaan kuluttajien sähkökatkojen pituutta, kehittämään verkkojen luotettavuutta ja tätä kautta lyhentämään sähkökatkoja.

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
390
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
2
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Sähkökatkot lyhyemmiksi simulointityökalun avulla: Pertti Raatikainen ja Seppo Horsmanheimo

  1. 1. Sähkökatkot lyhyemmiksi simulointi- työkalun avulla 23.5.2013 Pertti Raatikainen ja Seppo Horsmanheimo VTT
  2. 2. 223/05/2013 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. 3. 323/05/2013 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. 4. 423/05/2013 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. 5. 523/05/2013 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 sähkö- ja 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. 6. 623/05/2013 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. 7. 723/05/2013 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. 8. 823/05/2013 Mallinnettava sähköverkon osa Figure from Viola Systems’ ‘Case Vattenfall: Automating the Distribution Network’ report
  9. 9. 923/05/2013 Tietoliikenneverkon tietojen todentaminen Nemo HandyViola Arctic 2G/3G Samsung Nexus
  10. 10. 1023/05/2013 Sähkö- ja puhelinverkko normaalitilanteessa
  11. 11. 1123/05/2013 Sähkö- ja puhelinverkko myrskyn jälkeen Kuva: Olli Pihlajamaa
  12. 12. 1223/05/2013 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. 13. 1323/05/2013 Mobiiliverkon peiton korjaaminen myrskyn jälkeen Suorat päätelaitteiden väliset yhteydet (ad hoc) Liikuteltavat tukiasematMobiiliverkon antennien uudelleensuuntaaminen
  14. 14. 1423/05/2013 Esimerkki: Erityyppisten vikaantumisten mallintamisesta Yksi linja alhaalla *) Harmaalla ilman sähköä olevat sähköverkkokomponentit GSM-verkon peiton muutokset eri vikaantumistilanteissa Yksi sähköasema alhaalla Useita sähköasemia alhaalla *) Väreillä esitetty kuuluvien solujen määrät eri kohdissa
  15. 15. 1523/05/2013 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. 16. 1623/05/2013 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. 17. 1723/05/2013 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. 18. 1823/05/2013 VTT luo teknologiasta liiketoimintaa

×