Tampereen yliopisto

Väitös: Palautuminen valtakunnallisista sähkökatkoista edellyttää suunnittelua, testaamista ja käytännön harjoittelua

Jaa

Valtakunnalliset sähkökatkot eli sähkönsiirron suurhäiriöt ovat harvinaisia, mutta yhteiskunnallisilta vaikutuksiltaan mittavia. DI Antti-Juhani Nikkilän väitöstutkimus esittelee uudenlaisia ja käytännössä testattuja menetelmiä nopeuttamaan sähköjen palauttamista valtakunnallisen sähkökatkon jälkeen. Tutkimus osoittaa, että sähköjen palauttamiseen liittyvien toimintamallien harjoittelu ja sähköverkossa tehtävä käytännön testaaminen on välttämätöntä matemaattisilla simulointimalleilla tehtävän ennakkosuunnittelun lisäksi.

Antti Juhani-Nikkilä. Kuva: Sanna-Kaisa Harjula
Antti Juhani-Nikkilä. Kuva: Sanna-Kaisa Harjula

DI Antti-Juhani Nikkilä perehtyi väitöstutkimuksessaan sähkön siirron runkoverkon eli kantaverkon käyttäytymiseen laajoissa valtakunnallisissa ja jopa valtioiden rajat ylittävissä sähkökatkoissa. Tarkoituksena oli selvittää uusia toimintamalleja sähköjen nopeaan palauttamiseen häiriön jälkeen sekä arvioida miten ja millaisilla menetelmillä sähköjen palautusta tulisi suunnitella etukäteen. Tutkimuksessaan Nikkilä keskittyi tilanteeseen, jossa muiden maiden sähköverkkoja ei voida hyödyntää sähköjen palauttamiseen.

– Tilanne voisi olla esimerkiksi sellainen, että Suomessa on valtakunnallinen sähkökatko eikä naapurimaiden sähköverkkoja pystytä käyttämään palautumisessa avuksi, Antti-Juhani Nikkilä kertoo.

Tällaisessa tilanteessa sähköverkon tekninen käyttäytyminen on hyvin erilaista kuin normaalin päivittäisen käytön aikana. Koska sähköverkkojen luotettavuus on korkealla tasolla ja laajat häiriöt ovat harvinaisia, käytännön kokemusta tällaisten häiriöiden selvittämisestä on niukasti. Lisäksi uudet energiantuotantomuodot ja teknologiat muuttavat koko sähköjärjestelmän toimintaa. Muutokset luovat haasteita muutenkin harvinaisten häiriötilanteiden matemaattiseen mallintamiseen.

Simuloinnit eivät yksin riitä ennakoimaan sähköjen palautumista

Poikkeuksellisiin häiriöihin liittyvät tarkastelut edellyttävät tietokonepohjaisia simulointeja. Antti-Juhani Nikkilä havaitsi väitöstutkimuksessaan, että sähköverkon normaaliin käyttöön laaditut simulointimallit ja menetelmät eivät sellaisenaan välttämättä sovellu häiriötilanteisiin, koska sähköverkko toimii häiriötilanteissa niin eri tavalla.

Pelkillä matemaattisilla malleilla on käytännössä mahdoton saada esille sähköjen palauttamisen kannalta oleellisia yksityiskohtia. Nikkilän mukaan laskentamalleilla suoritettavan suunnittelun rinnalle tarvitaankin soveltuvaa käytännön testaamista.

– Esimerkiksi käytännössä tehtävillä kenttäkokeilla saadaan mittausaineistoa, jota voidaan käyttää tietyn tyyppisten sähkölaitteistojen toiminnan mallintamiseen. Toisaalta myös sähköjen palautuksessa käytettävillä toimintamalleilla sekä näihin liittyvillä valinnoilla voidaan vähentää simulointimallien epätarkkuuksista aiheutuvia epävarmuuksia, Nikkilä toteaa.

Tutkimuksen tulosten avulla voidaan kehittää maantieteellisesti erittäin laajoista sähkökatkoista palautumiseen liittyviä toimintamalleja ja näin nopeuttaa sähköjen palautumista myös hyvin poikkeuksellisissa häiriötilanteissa. Tulosten avulla voidaan myös kehittää sähköverkon operoinnissa käytettäviä tietojärjestelmiä.

Tutkimus on tehty Suomen kantaverkkoyhtiö Fingrid Oyj:ssä, jossa Nikkilä toimii erikoisasiantuntijana.

Diplomi-insinööri Antti-Juhani Nikkilän sähköenergiatekniikan alaan kuuluva väitöskirja Power system restoration after a system level blackout: Measures for system operation to manage technical uncertainties during the bottom-up restoration of a transmission networktarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnassa perjantaina 16.9.2022 kello 12 Tietotalon auditoriossa TB109 Tampereen yliopiston Hervannan kampuksella (Korkeakoulunkatu 1, Tampere). Vastaväittäjinä toimivat professori Herwig Renner Grazin teknillisestä yliopistosta Itävallasta (TU Graz) ja professori Matti Lehtonen Aalto yliopistosta. Kustoksena toimii professori Pertti Järventausta Tampereen yliopistoninformaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnasta.

 

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Antti-Juhani Nikkilä
040 735 2006
antti-juhani.nikkila@tuni.fi / Antti-Juhani.Nikkila@fingrid.fi

Kuvat

Antti Juhani-Nikkilä. Kuva: Sanna-Kaisa Harjula
Antti Juhani-Nikkilä. Kuva: Sanna-Kaisa Harjula
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

Nopea ja kestävä pinnoitusmenetelmä auttaa teollisuutta suojaamaan koneita korroosiolta ja kulumiselta22.9.2022 11:02:57 EEST | Tiedote

Suurnopeuslaserpinnoitus tarjoaa nopean ja ympäristönkin kannalta kestävän tavan suojata metalliseoksia korroosiolta ja korjata vaurioituneita koneenosia. Tämä käy ilmi Tampereen yliopiston tutkimuksesta, joka selvittää lisäksi pinnoitusmenetelmän soveltuvuutta metallien 3D-tulostukseen ja suojaamiseen mikrobeilta. Nopea pinnoitusmenetelmä tuo hyötyä laitteiden ja moottorien valmistukseen ja huoltoon esimerkiksi kaivos- ja puunjalostusteollisuudessa.

Väitös: Voidaanko sijoittajien välistä tiedonvaihtoa havaita osakemarkkinadatasta?15.9.2022 09:55:28 EEST | Tiedote

Saadakseen parempia tuottoja osakemarkkinoilta sijoittajat etsivät tietoa eri lähteistä. Julkisten tiedotteiden lisäksi henkilökohtaisilla yhteyksillä muihin sijoittajiin voi olla suuri merkitys sijoituspäätöksille ja markkinoiden hinnan muodostumiselle. Sosiaalisten kontaktien merkityksen tarkastelussa sijoitustiedon välityksessä haasteena on se, että sijoittajien välinen tiedonvaihto ei ole suoraan havaittavissa. Diplomi-insinööri Margarita Baltakienė, tutkii väitöskirjassaan sijoittajien käyttäytymistä sijoittajaverkostojen näkökulmasta.

Kutsu: Vuorovaikutuksen tutkimuksen päivillä puhuttavat medioitu vuorovaikutus, viestintä terveydenhuollossa sekä tieteellisen ajattelun kehittyminen13.9.2022 14:39:38 EEST | Tiedote

Vuorovaikutuksen tutkimuksen päivät Tampereella 30.9.–1.10. kerää paikalle vuorovaikutuksen tutkijoita, opettajia ja kehittäjiä kuuntelemaan ja keskustelemaan työ- ja yksityiselämän vuorovaikutustilanteista. Osallistujat pääsevät tutustumaan esimerkiksi Tampereen yliopiston TAJU-hankkeeseen, jossa tutkitaan viestinnän ja journalistiikan opiskelijoiden tieteellisen ajattelun kehittymistä. Tilaisuudessa julkistetaan Vuoden vuorovaikutusteko -kunniamaininnan ja Gradupalkinnon saajat vuonna 2022.

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