|
|
|
Hankekoodi: A70126
Hankkeen nimi: eDEMVE
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 4.1. Tutkimus-, osaamis- ja innovaatiokeskittymien kehittäminen alueellisten vahvuuksien pohjalta
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 2.1.2015 ja päättyy 30.4.2017
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Pirkanmaan liitto
Hakijan virallinen nimi: Vaasan yliopisto
Organisaatiotyyppi: Yliopisto
Y-tunnus: 0209599-8
Jakeluosoite: PL 700
Puhelinnumero: 029 449 8000
Postinumero: 65101
Postitoimipaikka: VAASA
WWW-osoite: http://uva.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: VÄLISUO PETRI
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Tutkijatohtori
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: petri.valisuo(at)uva.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: 029 449 8330
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Vaasan alueen energiaklusterin yksi keskeinen tuote on sähköverkon älykkäät suojaus ja ohjauslaitteet, kuten suojareleet. Näiden suojalaitteiden välinen tietoliikenne on hiljattain standardoitu. Tämä IEC 61850 standardi asettaa vaatimuksia sähkötekniikan ammattilaisten lisäkoulutukselle ja luo tarpeen eri valmistajien laitteiden yhteensopivuuden testaamiselle ja tutkimukselle. Tätä tarkoitusta varten on Vaasan alueen energiaklusteri jo perustanut Development of theEducation Services of IEC 61850 in Multi Vendor Environment (DEMVE) -laboratorion.
eDEMVE–projektin tavoitteena on liittää laboratorioon paikallisen PK–yrityksen ja muiden laboratoriosta vielä puuttuvien valmistajien tuotteita sekä fyysisesti että virtuaalisesti. Tämän lisäksi hankeen avulla pyritään tuomaan DEMVE–laboratorion koulutus, testaus ja tutkimuspalvelut entistä joustavammin
myös niiden yritysten käyttöön, joiden laitteistoa ei ole DEMVE-laboratoriossa kiinteästi. Tarkoituksena on myös laajentaa laboratorion toimintaa tukemaan paremmin IEC 61850 ed2 standardiversion tutkimusta, koulutusta ja testausta.
Tavoitteiden saavuttamiseksi hankkeessa toteutetaan laboratorion etäkäyttöyhteys, johonkin hankkeessa mukana olevan tahon omaan laboratorioon, ja sen toimivuutta ja rajoituksia testataan. Etäkäytön helpottamiseksi toteutetaan myös varausjärjestelmä, jolla laitteiston käyttövuoroja voidaan varata joustavasti. Toisen työpaketin tarkoituksena on lisätä uusi, IEC 61850 ed2 standardiversion laitteita sisältävä sähköasemasuojarelekehikko. Kun IEC 61850 ed2 tuki ja etäyhteydet on saatu rakennettua, kokeillaan myös hajautetun energiantuotannon kytkemistä IEC 61850 standardin mukaisesti DEMVE laboratorioon. Samalla testataan myös SCADA-järjestelmän käyttöä IEC 61850 ed2 laitteiston ja hajautettun energiantuotannon valvontaan ja ohjaukseen IEC 61850 standardin mukaisesti. Järjestelmän ominaisuudet ja käyttöohjeet dokumentoidaan verkko-oppimisalustalle, jonne myös nykyinen DEMVE-laboratorion XML-muotoinen dokumentaatio siirretään.
Odotetut tulokset ovat:
1. DEMVE laboratorion etäkäyttö yritysten omista laboratorioista tai koulutustiloista käsin
2. Entistä parempi tuki hajautetun energiantuotannon tietoliikennetarpeiden testaamisen
3. Parempi tuki IEC 61850 uuden version (Edition 2) ominaisuuksien kouluttamiselle, testaamiselle ja tutkimiselle
4. Uusi sähköasemakehikko (rack) DEMVE–laboratorioon
5. Koulutusmateriaali verkkokurssina etäkoulutusta varten.
6. Tuki hajatetun järjestelmän valvonnalle ja monitoroinnille IEC 61850 standardin viitoittamalla tavalla SCADA:n ja tiedon integrointipalvelun avulla.
7. Mahdollisuus nopeisiin hyväksyntätesteihin alihankintaketjujen kesken ilman uusia laitehankintoja
Hankkeen kohderyhmänä on energiateollisuus, erityisesti sähköverkkojen ja -tuotannon suojaustekniikkaan erikoistuneet yritykset.
Opiskelijat, jotka hyötyvät päästessään jo käyttämään uusinta teknologiaa. Opettajat saavat käyttöönsä uusinta
teknologiaa, ja alueen yritykset saavat näistä opiskelijoista osaavaa työvoimaa.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 158 015
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 154 908
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 214 719
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 211 084
Maakunnat: Pohjanmaa
Seutukunnat: Vaasan
Kunnat: Mustasaari, Vaasa
Jakeluosoite:
Postinumero:
Postitoimipaikka:
Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00
Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00
| Välitön | Välillinen | |
| Ekologinen kestävyys | ||
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 0 | 4 |
| Tekniikka edistää myös uusiutuvan energian hyödyntämistä. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 0 | 4 |
| Tekniikka edistää myös uusiutuvan energian hyödyntämistä. | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 0 | 0 |
| - | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 0 | 0 |
| - | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| - | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 0 | 0 |
| - | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 8 |
| Tekniikka edistää myös uusiutuvan energian hyödyntämistä. | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 0 | 8 |
| Hanke palvelee energiaklusterin tutkimusta ja tuotekehitystä. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 0 | 8 |
| Hanke palvelee energiaklusterin tutkimusta, tuotekehitystä ja koulutusta. | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 0 | 8 |
| Vähennetään matkustustarvetta IEC 61850 testauksessa. | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 0 | 0 |
| - | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| - | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| - | ||
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| - | ||
| Ympäristöosaaminen | 0 | 0 |
| - | ||
eDEMVE-hankkeen tulokset työpaketeittain:
Työpaketti 1: Etäkäyttö ja hajautettu energiantuotanto
Työpaketin tarkoituksena oli parantaa PAC laboratorion etäkäyttömahdollisuuksia siten, että laboratorion resursseja voisi käyttää myös olematta
paikalla itse laboratoriossa, sekä toisaalta laboratorioon voitaisiin liittää etäällä olevia järjestelmiä yhteyksien testaamista varten. Tällaisia
järjestelmiä olisivat esimerkiksi hajautetun energina tuotantolaitokset. Etäkäytön mahdollistamiseksi pitää kehittää menetelmä käyttövuorojen
varaamiseksi, koska varausta ei voi enää hoitaa vanhaan malliin paikan päällä keskustelemalla.
Hankkeessa toteutettiin suunnitelman mukaisesti varausjärjestelmä laboratoriotilojen varaamiseksi ja varauksista tiedottamiseksi.
Varausjärjestelmää testattiin, mutta sitä ei otettu vielä projektin aikana käyttöön.
Etäyhteyksiä hajautettuihin alijärjestelmiin testattiin rakentamalla tietoliikenneprototyyppi kahdella eri tekniikalla: Avoimen lähdekoodin Raspberry-
PI-alustalle sekä National Instruments:in (NI) kaupallisen LabView-alustan päälle.
Raspberry-PI-toteutus perustuu avoimen lähdekoodin libIEC61850-kirjastoon, jonka ansiosta se tukee MMS ja Goose tiedonvälitystä.
Toteutuksessa testattiin valvontajärjestelmän toimintaa kolmiosaisen järjestelmäarkkitehtuurin avulla
1) Sähköasemalle asennettava RTU, joka on prototyypissä toteutettu libIEC61850–kirjaston ja Raspberry-Pi –laitteiston avulla, 2) pilvipalveluna
toimiva välityspalvelin, jonka prototyyppi perustuu niinikään libIEC61850 –kirjastoon sekä CherryPy-web –palvelimeen, 3) valvomopalveluun, joka
kerää välityspalvelimelta tarvittavat tiedot ja tuottaa niistä selaimessa ajettavan JavaScriptillä toimivan käyttöliittymän.
Työpaketissa testattiin myös LabViewn IEC61850 kirjaston toimivuutta, tekemällä suppea prototyyppi. LabViewn avulla voidaan rakentaa, sekä
IED-laitteita että valvomojärjestelmä, koska LabView tukee IE61850 protokollaa ja siinä on käyttöliittymäkomponentteja myös valvomojärjestelmän
rakentamiseksi.
Laboratoriolaitteiden etäkäytön osalta päädyttiin soveltamaan etätyöpöytäyhteyttä laboratorion tietokoneeseen, koska laitteistojen käyttöön tarvitaan
erityisohjelmistoja, joita laboratorion etäkäyttäjällä ei välttämättä ole saatavilla.
Työpaketti 2: Sähköasemakehys (rack)
IEC 61850 standardi on kehittynyt PAC laboratorion perustamisen jälkeen. Siksi sinne tarvittiin uutta laitteistoa standardin uusien ominaisuuksien
testaamista varten, ja uusien ja vanhojen laitteiden yhteistoiminnan testaamiseksi.
PAC-laboratoriossa oli jo valmiina DEMVE 1 ja 2 hankkeissa toteutetut sähköasemia simuloivat järjestelmäkehikot 1, 2, ja 3.
eDEMVE-projektissa määriteltiin, toteutettiin, testattiin ja dokumentoitiin uusi yksinkertaisen keskijänniteverkon sähköaseman simulaattori/
malli, joka varustettiin useiden eri laitevalmistajien suojareleillä (2 x Arcteq AQ-F215, 2x ABB REF615 versio 5.0 FP1, Siemens 7SJ85, sekä
Vamp 57). Erona aiempiin PAC-laboratorion simulaattoreihin/malleihin on se että uuden simulaattorin/mallin suojareleet tukevat IEC 61850
standardin uudempaa versiota ns. Edition 2:sta, ja että simulaattoriin/malliin asennettiin myös Arcteqin suojareleitä. Arcteq on melko pieni
vaasalainen suojarelevalmistaja, joka on vasta hankkimassa jalansijaa suojarelebisneksessä. Muuten simulaattorin/mallin toiminnallisuus on hyvin
samankaltainen kuin aiemmissakin PAC-laboratorion simulaattoreissa/malleissa.
Projektin tuotoksena oli myös aikasynkronointilaitteen asentaminen, konfigurointi, testaaminen ja dokumentointi. Laitteella synkronoidaan PAC-
laboratorion suojareleet tarkasti globaaliin UTC-aikaan käyttäen satelliitteja. Suojaus- ja automaatiojärjestelmä tarvitsee tarkkaa aikaleimaa
jotta voidaan tutkia sähköasemien välisten tapahtumien todellista ilmaantumisjärjestystä ja näin päätellä mikä tapahtumista on käynnistynyt
tapahtumaketjun alunperin. Laitteistona aikasynkronoinnissa oli Meinberg Lantime M600 -kello, jonka avulla suojareleiden kellot saadaan
synkronoitua joko NTP- tai PTPv2-protokollaa käyttäen.
Työpaketti 3: Verkkokouluspaketti
Projektissa kartoitettiin erilaisia luoda olemassa olevista materiaaleista verkkokursseja. Yksi tällainen on suomalainen Eliademy. Eliademy (https://
eliademy.com/) on verkko-opetussivusto, jolle voi tehdä sekä maksullisia että maksuttomia kursseja. Sen on tehnyt CBTec ja se on avautunut
2013. Kurssit ovat saatavilla verkosta. Kurssi voi sisältää oppimateriaalin ja tehtäviä. Kursseilla on mahdollista järjestää reaaliaikainen keskustelu.
Eliademy on ilmainen MOOC palvelu (MOOC = massiiviset avoimet verkkokurssit). Sivustolle pystyi tekemään myös koekysymyksiä ja arvioimaan
vastauksia. Tällä tavalla pystyttiin testaamaan ko. sivuston toimintaa on-line kurssien järjestämiseen.
Työpaketti 4: Hajautettu valvonta:
Työpaketin tarkoituksena oli toteuttaa SCADA-pohjainen valvonta uusille PAC-laboratorion järjestelmille ja myös luoda pohjaa hajautetun tuotannon
valvonnalle.
Tämän tehtävän ensimmäinen askel oli laatia lähtöasetuksia kaikkiin releisiin joka löytyy uudessa kehikossa, kehikko 6. Koska asetukset ovat
erilaisia riippuen mikä koulutuspaketti viimeksi on käytetty laboratoriossa. COM600- ja SCADA-asetukset aloitetaan valvontakoulutuspaketeissa
aina nollasta, eli niihin ei tarvita lähtöasetuksia. Seuraavaksi laadittiin manuaaleja miten konfiguroida releitä, COM600 ja SCADA jotta kaikki
signaalit joka löytyvät kuudennessa kehikossa saadaan näkyviin ja toimimaan valvontamonitoreille. Loppuasetukset ovat tietysti tehty kaikille releille,
COM600lle ja SCADAlle. Samalla piti myös päivittää COM600-ohjelmistoa jotta IEC61850 ed2 toimisi kunnolla. Laboratorioon oli samalla hankittu
uusi COM600-tietokone, ja tämä toimi paremmin uuden ohjelmiston kanssa kun vanhan. Tämän takia päivitettiin myös lähtö- ja loppuasetukset
kehikkoihin 1, 2 ja 3. Lopputulos on toimivia lähtöasetuksia, loppuasetuksia ja manuaaleja miten päästä lähtöasetuksista loppuasetuksiin releille,
COM600lle ja SCADAlle kaikkiin neljään sähköasemakehikkoon.
Hajautetun energiantuotannon valvonnan tutkimiseen ei juurikaan jäänyt aikaa.