Tampereen yliopisto

Väitös: Haitallisten vuorovaikutusten ennustaminen ja ehkäisy tehoelektroniikkaan perustuvissa sähköjärjestelmissä

Jaa
Viime vuosikymmenen aikana tapahtunut tekniikan kehitys ja vihreä siirtymä ovat lisänneet erilaisten sähköntuotannossa käytettävien tehoelektroniikkapohjaisten ratkaisujen yleisyyttä. Laitteiden toimintatavan takia niiden välillä voi esiintyä haitallisia vuorovaikutuksia, joita perinteiset analyysimenetelmät eivät kykene riittävän tarkasti ennustamaan. DI Roosa-Maria Sallinen esittelee väitöskirjassaan menetelmiä, joiden avulla voidaan ennakoida ja ehkäistä modernien tehoelektroniikkaan perustuvien sähköjärjestelmien kohtaamia haasteita.
Kuva: Tampereen yliopisto
Kuva: Tampereen yliopisto

Monet nykyaikaiset sähköjärjestelmät, kuten akkujärjestelmät, aurinkopaneelit, ja tuuliturbiinit, tarvitsevat tehoelektroniikkaa tuottaakseen sähköä tehokkaasti ja muokatakseen sitä käytettävään muotoon. Sähköntuotannon monipuolistuessa niin sähköverkko kuin pienemmätkin sähköjärjestelmät koostuvat yhä monimuotoisemmista laitteista, joiden oikeanlainen toiminta on varmistettava osana erittäin monimutkaista kokonaisuutta, jossa useat laitteet toimivat yhdessä.

– Sähköntuotantoa on pyritty monipuolistamaan, ja tehoelektroniikka tarjoaa tähän hyvin monipuolisia ja energiatehokkaita ratkaisuja. On kuitenkin tärkeää tiedostaa, että väärin toteutettuna tähän teknologiaan liittyy myös riskejä, Roosa-Maria Sallinen kertoo.

Tehoelektroniikkajärjestelmien kyky reagoida muutoksiin on huomattavasti nopeampi kuin perinteisillä tahtigeneraattoreihin pohjautuvilla sähköntuotantolaitteilla. Lisäksi esimerkiksi akkuenergiajärjestelmissä tehoa siirretään toimintatilasta riippuen kahteen suuntaan, mikä eroaa perinteisestä sähköntuotannosta.

Oikein toteutettuna tehoelektroniikka tarjoaakin mahdollisuuksia muun muassa tehokkaampaan tehonsäätelyyn, mutta samaan aikaan myös haitalliset vuorovaikutukset laitteiden välillä muuttavat esiintymistapaansa perinteisiin järjestelmiin verrattuna. Näiden vuorovaikutusten tarkasteluun ja haittojen ehkäisyyn tarvitaan uusia menetelmiä sähköjärjestelmien luotettavuuden ja sähkön laadun varmistamiseksi.

Menetelmiä tehoelektroniikkakeskeisten sähköjärjestelmien toiminnan kehittämiseen

Väitöskirjassaan Sallinen esittelee menetelmiä tehoelektroniikkakeskeisten sähköjärjestelmien stabiiliuden ja toiminnan tarkasteluun sekä niiden toiminnan kehittämiseen. Menetelmät soveltuvat analysoimaan sekä nopeasti että hitaasti esiintyviä vuorovaikutuksia sekä arvioimaan niiden vaikutuksia järjestelmän toimintakykyyn. Analysointia voidaan tehdä myös reaaliaikaisesti hyödyntämällä laitteilla itsellään tuotettua mittausdataa.

– Menetelmillä voidaan analysoida mahdollisia haitallisia vuorovaikutuksia jo suunnitteluvaiheessa, mikä edesauttaa ongelmien ennaltaehkäisyä. Analysointi onnistuu myös reaaliaikaisesti siten, että laitteet voivat ennakoida toimintaympäristöstä aiheutuvia riskejä ja mukauttaa toimintaansa niiden ehkäisemiseksi, Sallinen sanoo.

Esitellyt analysointimenetelmät mahdollistavat aiempaa älykkäämpien säätöratkaisujen hyödyntämisen, jolloin yksittäisten laitteiden on mahdollista mukautua senhetkiseen toimintaympäristöön ja tukea sitä.

– Tärkeänä osana tutkimuksessani onkin häiriöiden ehkäisy analysointimenetelmiin tukeutuvilla säätöalgoritmeilla, jolloin järjestelmät pystyvät toimimaan luotettavasti hyvinkin erilaisissa tilanteissa ja tukemaan haluttua toimintaa. Tällöin sähköjärjestelmien luotettavuus paranee, kun erilaisten laitteiden yhteen liittäminen ei aiheuta vuorovaikutuksesta johtuvia ongelmia.

Menetelmien yhtenä merkittävänä sovellutuksena on monipuolista sähköntuotantoa tukevien sähköverkkojen ja järjestelmien kantokyvyn varmistaminen ja erityisesti uusiutuvan sähköntuotannon kapasiteetin kasvattaminen. Ilman haitallisten vuorovaikutusten tunnistamista ja ennaltaehkäisyä uusiutuvien energianlähteiden liittäminen sähköverkkoomme voisi vaikeutua verkon rajallisen kantokyvyn vuoksi.

Väitöstilaisuus perjantaina 9. kesäkuuta

Diplomi-insinööri Roosa-Maria Sallisen tehoelektroniikan alaan kuuluva väitöskirja Broadband Methods in Dynamic Analysis and Control of Battery Energy Storage Systems tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnassa perjantaina 9.6.2023 kello 12 Hervannan kampuksella Tietotalon auditoriossa TB109 (Korkeakoulunkatu 1, Tampere). Vastaväittäjänä toimii tohtori Juha Huusari ABB:ltä. Kustoksena toimii professori Tomi Roinila informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnasta.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

DI Roosa-Maria Sallinen
roosa.sallinen@tuni.fi
+358 44 5468 665

Kuvat

Kuva: Tampereen yliopisto
Kuva: Tampereen yliopisto
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Tampereen yliopisto
Tampereen yliopisto
Kalevantie 4
33014 TAMPEREEN YLIOPISTO

p. 0294 5211https://www.tuni.fi

Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 21 000 opiskelijaa ja henkilöstöä lähes 4 000.
Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa. 

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto

Väitös: Lapsuusiän negatiivisilla elämäntapahtumilla on yhteys aikuisiän fibromyalgiaan22.9.2023 08:45:00 EEST | Tiedote

Lääketieteen lisensiaatti Aleksi Varinen selvitti väitöstutkimuksessaan fibromyalgiapotilaiden liitännäissairauksia, kokemuksia terveydenhuollosta ja oireyhtymälle altistavia tekijöitä. Tutkimuksessa selvisi, että negatiiviset kokemukset, kuten koulukiusaaminen, ovat yhteydessä oireyhtymän puhkeamiseen. Terveydenhuollossa fibromyalgiapotilaat kohtaavat epävarmuutta.

Väitös: Liitännäisdoketakseliin liittyy elämänlaatuhaittoja paikallista eturauhassyöpää sairastavilla21.9.2023 09:30:00 EEST | Tiedote

Miikka Lehtonen tutki väitöskirjassaan, miten doketakselihoito vaikuttaa paikallista ja levinnyttä eturauhassyöpää sairastavien potilaiden elämänlaatuun. Lisäksi hän selvitti ilman hormonihoitoa annettavan sädehoidon vaikutusta elämänlaatuun sekä monisairauden ja fyysisen toimintakyvyn vaikutusta hoidon onnistumiseen. Lehtonen havaitsi, että paikallisen eturauhassyövän sädehoidon ja hormonihoidon liitännäisenä annettava doketakselihoito heikentää elämänlaatua lyhytaikaisesti, ja että monisairaus heikentää kokonaiselossaoloa paikallisen eturauhassyövän sädehoidon jälkeen.

Väitös: Maallikkosaarnaajat tukivat ja ravistelivat kirkkoa yhteiskunnan murroksessa13.9.2023 14:27:35 EEST | Tiedote

Maallikkomiehet saivat kirkon valtuutuksella osallistua kristinuskon opettamiseen kansalaisyhteiskunnan syntyvuosina. FM Matleena Sopanen osoittaa väitöskirjassaan, miten Suomen evankelis-luterilainen kirkko arvioi ja arvotti saarnalupaa anoneita miehiä. Tutkinnon suorittaneet tarjosivat kirkolle ja kristillisille yhdistyksille arvokasta työvoimaa, mutta ajoittain saarnaajat myös haastoivat kirkon arvovallan.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme