Älykäs sähköverkko Suomessa - Muuntamoautomaatio

Smart grid is an umbrella term, which describes an electricity grid, where next generation technologies connect all stakeholders with each other, in order to operate the system as efficiently and reliably as possible. For medium voltage network, smart grid means more distribution automation. Feeder automation, which is a part of distribution automation, refers to the control and monitoring of secondary substations and disconnector stations. Biggest benefit of feeder automation is related to fault management. The Electricity Mar-ket Act (2013) and the new regulation model (2016 – 2023) are both driving forward the feasibility of feeder automation. This thesis studied the current state of the Finnish smart medium voltage network by interviewing six large distribution companies. The interviews also investigated the companies’ opinions regarding the future of smart gird technologies, and opinions towards regulations driving smart grid technologies. The biggest, but still relatively minor, concern the Finnish distribution companies had with the current regulation and legislation, was the lack of flexibility in the ‘component value list’ in the regulation model. This lack of flexibility does not encourage large-scale investments towards new technologies, if the particular component is not on the ‘list’. The most common expectations of future smart grid technologies were related to better fault detection. The increase of PV production was not seen as a major issue in the coming years. This thesis also studied the feasibility of feeder automation. The feasibility study was conducted by a case study related to the optimum automation level for a predetermined net-work topology. All the parameters for this case study, such as length of the feeders, power demand and outage restoration time, are based on technical figures published by the Energy Authority. The price of the technology is based on the new regulation model’s ‘component value list’, published by the Energy Authority. The results were calculated for different fault frequency values. The optimum automation level for 1 fault/year was 22 %.Älykäs sähköverkko on sateenvarjotermi, joka kuvaa sähköverkkoa, jossa uuden sukupolven teknologiat yhdistävät sähkömarkkinoiden kaikki sidosryhmät keskenään, mahdollistaen tehokkaamman ja luotettavamman sähköjärjestelmän. Keskijännitejakeluverkolle älykkyys tarkoittaa automaatiota. Muuntamoautomaatio, joka on osa jakeluverkon automaatiota, viittaa muuntamoiden ja erotinasemien hallintaan ja monitorointiin. Suurin hyöty muuntamoautomaatiossa syntyy vian hallinnan kautta. Sähkömarkkinalaki (2013) ja uusi Valvontamenetelmä (2016 – 2023) molemmat ajavat eteenpäin muuntamoautomaation kannattavuutta. Tämä tutkielma tutki Suomen nykyistä älykästä keskijänniteverkkoa haastattelemalla kuutta suurta jakeluverkkoyhtiötä. Haastatteluilla tutkittiin myös jakeluverkkoyhtiöiden näkemyksiä ja mielipiteitä tulevaisuuden teknologioita ja nykyistä regulaatiota kohtaan. Yleisin, vaikkakin vähäinen, verkkoyhtiöiden kehitysehdotus liittyi valvontamenetelmän verkkokomponenttilistan jäykkyyteen. Jos uutta teknologiaa ei löydy kyseiseltä listalta, ei se kannusta kyseisen teknologian massa-asennukseen. Suurimmat odotukset uusiin älykkäisiin teknologioihin liittyi vian havaitsemiseen. Paikallisen aurinkosähkön tuotannon ei nähty aiheuttavan merkittäviä haasteita jakeluverkolle lähitulevaisuudessa. Tämä tutkielman tutki myös muuntamoautomaation kannattavuutta. Kannattavuusanalyysi tehtiin tapaustutkimuksen avulla, laskemalla optimaalisen automaatiotason eri vikatiheysarvoille. Tapaustutkimuksena käytettiin ennalta määrättyä verkkotopologiaa. Kaikki jakeluverkkoon liittyvät parametrit, kuten johtolähtöjen tehot, pituudet ja vian korjausaika, ovat laskennallisia keskiarvolukuja Energiaviraston julkaisemista teknillisistä tunnusluvuista. Muuntamoautomaation hintana on käytetty Valvontamenetelmän (2016 – 2023) verkkokomponenttilistan määrittämiä hintoja. Tapaustutkimuksessa vikatiheydelle 1 vika/vuosi laskettiin optimaaliseksi automaatiotasoksi 22 %