Väitös: Haitallisten vuorovaikutusten ennustaminen ja ehkäisy tehoelektroniikkaan perustuvissa sähköjärjestelmissä
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
Linkit
Tietoja julkaisijasta
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
ProDigial testaa nyt infra-alan tuottavuutta parantavia ratkaisuja käytännössä – myös tekoälyn käyttöä tutkitaan25.4.2024 08:00:00 EEST | Tiedote
Infra-alan tuottavuutta ja digitalisaatiota kirittäneen, Tampereen yliopiston johtaman ProDigial-tutkimusohjelman jatkokaudella testataan kehitettyjen ratkaisujen toimivuutta tilaajaorganisaatioiden arjessa. Laajaan yhteistyöhön ja sen kehittämiseen nojaava tutkimusohjelma selvittää lisäksi tekoälyn käyttömahdollisuuksia infrahankkeiden elinkaarella.
Ihmisen ja tekoälyn välinen yhteistyö parantaa autonomisten työkoneiden turvallisuutta24.4.2024 10:47:20 EEST | Tiedote
Tampereen yliopiston väitöskirjatutkija Marea De Koning kehittää autonomisten liikkuvien työkoneiden mukautuvia turvallisuusjärjestelmiä teollisuuden tarpeisiin. Tutkimus on paljastanut vakavia puutteita turvallisuuslakien noudattamisessa, kun käytetään tekoälyn ohjaamia liikkuvia työkoneita.
Uusi professuuri edistää kaupunkien elinvoimaisuudelle tärkeää elämystaloutta24.4.2024 09:00:00 EEST | Tiedote
Tampereen yliopisto perustaa strategisessa yhteistyössä Tampereen kaupungin kanssa elämystalouden työelämäprofessuurin. Elämystalouden professuuriin kytkeytyy tutkimus- ja koulutuskokonaisuus, jonka avulla luodaan uutta ymmärrystä elämystalouden ekosysteemeistä ja kehitetään osaamista elinkeinoelämän ja julkisten organisaatioiden tarpeisiin.
Tampereen yliopistossa kehitetään syöpään uudenlaisia täsmälääkkeitä, jotka kohdistuvat RNA:n rakenteeseen22.4.2024 11:15:00 EEST | Tiedote
Tenure track -professori Minna-Liisa Änkö johtaa uutta hanketta, jossa tutkitaan solujen RNA:n laskostumiseen vaikuttavia tekijöitä paksusuolen syövässä. Tavoitteena on selvittää, voivatko syöpäsoluille tyypilliset RNA-rakenteet toimia perustana uusille kohdennetuille syöpähoidoille. Jane ja Aatos Erkon säätiö myönsi hankkeelle 932 000 euron rahoituksen.
Väitös: Sydänsähkökäyrän avulla voidaan arvioida pallolaajennuksella hoidetun sydäninfarktipotilaan ennustetta17.4.2024 08:20:00 EEST | Tiedote
Lääketieteen lisensiaatti Joonas Leivo selvitti väitöstutkimuksessaan, miten sydänsähkökäyrästä eli EKG:stä nähtäviä muutoksia voi käyttää sydäninfarktipotilaan ennusteen arvioinnissa. Lisäksi hän tutki, hyötyvätkö potilaat, joilla on korkean riskin muutos, rutiininomaisesta trombi-imusta pallolaajennuksen yhteydessä.
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