Teknologia apuna sähkökatkoihin varautumisessa

Abstract

Energiamurros tuo mukanaan tuotannon vaihtelevuutta. Uusiutuvan energian tuotannon lisääntyminen ja taajuusvarmojen kivihiili- ja turvevoimalaitosten väheneminen luo tuotannon tasapainokysymyksiä. Tämä työ on toteutettu kirjallisuuskatsauksena, jossa perehdytään uusien innovaatioiden luomiin mahdollisuuksiin sähköverkon tasapainottamisessa ja sähkökatkoihin varautumisessa. Työssä käydään myös läpi sähkökatkojen yleisimpiä syitä, keskeytystilastoja sekä sähköjärjestelmän rakennetta. Tutkimuskysymykseksi muodostui: ”Mitä mahdollisuuksia teknologia luo sähkökatkojen ehkäisemisen näkökulmasta?” Työssä käydään ensin läpi sähköjärjestelmän rakennetta, jotta lukijalle syntyy kuva kokonaisuudesta. Tämän jälkeen tutkitaan aikaisempia keskeytyksiä ja niihin liittyviä tilastoja, jotta syntyy ymmärrys sähköverkkoa uhkaavista tekijöistä. Lopuksi perehdytään tarkemmin erilaisiin sovelluskohteisiin, joiden avulla sähköverkon vikojen havainnointia ja ennaltaehkäisyä pyritään parantamaan. Lisäksi tuodaan esille varastointitapoja, joiden avulla voidaan tasapainottaa sähköverkkoa sääriippuvaisen sähköntuotannon lisääntyessä.

Työssä havaitaan, että suurin osa sähkökatkoihin johtaneista vikaantumisista oli peräisin avojohdoista ja niihin kohdistuneista myrskytuhoista, tykkylumesta tai muista sään ääri-ilmiöstä. Tutkimuksessa huomataan, että vuonna 2013 uudistettu sähkömarkkinalaki on lisännyt verkkoyhtiöiden panosta maakaapeloinnissa tavoitellessaan säävarmaa verkkoa. Uudistetun sähkömarkkinalain mukaan sähköverkot ovat suunniteltava ja rakennettava siten, että sääilmiöistä johtuvat keskeytykset eivät asemakaava-alueella kestä kuutta tuntia pidempään, eikä sen ulkopuolella yli 36 tuntia. Sähköyhtiöille on annettu siirtymäaikaa vuoteen 2036 asti, jonka jälkeen verkkojen on täytettävä laissa määrätyt vaatimukset.

Tutkimuksessa käydään läpi teknologian mukanaan tuomia mahdollisuuksia sähkökatkoihin varautumisen näkökulmasta. Suurimpana kokonaisuutena on IoT (Internet of Things) ja siihen pohjautuvat sovellukset, kuten älykäs sähköverkko (smart grid). Se mahdollistaa sähkön ja tiedon kaksisuuntaisen siirtämisen niin verkkoyhtiöltä kuluttajalle, kuin kuluttajalta takaisin yhtiölle. Lisäksi työssä tarkastellaan tekoälyn tuomia mahdollisuuksia, sekä erilaisia varastointimahdollisuuksia, joiden myötä verkon vakautta voidaan vahvistaa.