|
|
|
Hankekoodi: A77070
Hankkeen nimi: KOESTUS - Sähköverkon suojausten TKI-ympäristö
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 4.1. Tutkimus-, osaamis- ja innovaatiokeskittymien kehittäminen alueellisten vahvuuksien pohjalta
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.6.2021 ja päättyy 31.8.2023
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Pirkanmaan liitto
Hakijan virallinen nimi: Jyväskylän Ammattikorkeakoulu Oy
Organisaatiotyyppi: Ammattikorkeakoulu
Y-tunnus: 1006550-2
Jakeluosoite: Rajakatu 35
Puhelinnumero: +358207438100
Postinumero: 40200
Postitoimipaikka: Jyväskylä
WWW-osoite: http://www.jamk.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Teppo Flyktman
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Lehtori
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: teppo.flyktman(at)jamk.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: +358407167630
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Hankkeen tavoitteena on perustaa sähköverkkojen suojauksen TKI-ympäristö, jossa pystytään tutkimaan ja koestamaan sähköverkkojen suojauksissa käytettäviä suojalaitteita ja uusia suojausfunktioita, kehittämään näihin liittyviä data-analytiikkaratkaisuja sekä vastamaan aihealueeseen liittyvään osaamisvajeeseen. Aiheen merkitys korostuu jakeluverkkojen maakaapeloinnin, hajautetun sähköntuotannon ja sähköverkon älykkyyden lisääntyessä. Tällöin sähköverkon rakenne ja sen vaatimat suojausmenetelmät muuttuvat entistä monimutkaisemmiksi. Samalla kasvavat jakeluverkon suojalaitteiden toimintaan, niistä saatavan tiedon analysointiin ja suojausten parissa työskentelevien henkilöiden osaamiseen liittyvät vaatimukset.
Hankkeessa rakennettavassa TKI-ympäristössä pystytään simuloimaan sähköverkkojen ja niissä käytettävien suojausten toimintaa. Tämä mahdollistaa esimerkiksi suojareleiden toiminnan testaamisen tai uusien suojausfunktioiden kehittämisen aiheuttamatta keskeytyksiä tai muita häiriöitä sähkönjakeluun yleisessä sähköverkossa. Nykyiset sähköverkkojen suojalaitteet sisältävät monipuolisia häiriötallentimia, joilla voidaan tallentaa vian aikaisia suureita osittain jo ennen vikatilannetta. Hankkeessa kennoterminaalien vikatallenteista pyritään identifioimaan erityyppisiä vikatilanteita, jolloin suojaustoiminnon aktivoitumisen aiheuttaja olisi jatkossa mahdollista tunnistaa automaattisesti kennoterminaalin tallentamasta datasta. Lisäksi kennoterminaaleilla sähköverkosta kerättävästä informaatiosta pyritään data-analytiikan keinoin tunnistamaan poikkeamia, jotka mahdollisesti indikoivat häiriötilanteita jo ennakkoon. Löydökset ja ratkaisut tuodaan osaksi TKI-ympäristöä. TKI-ympäristöä voidaan jatkossa hyödyntää myös nykyaikaisiin suojalaitteisiin liittyvien tietoturvariskien kartoittamisessa ja aiheeseen liittyvän osaamisen kasvattamisessa.
Hankkeen tuloksina Keski-Suomen alueen yritysten ja muiden toimijoiden käytettävissä on:
1. Sähköverkon suojalaitteiden TKI-ympäristö sisältäen laitteistoja ja laaja-alaista osaamista
2. Uusinta tietoa sekä testausympäristö liittyen suojalaitteiden keräämän datan hyödyntämiseen häiriötilanteiden tunnistamisessa ja selvittämisessä
3. Sähköverkkojen suojaukseen ja suojausten koestamiseen sekä laitteiden tuottaman datan hyödyntämiseen liittyviä tietopaketteja
4. Asiantuntijaverkosto
Sähköverkon suojausten TKI-ympäristöä hyödynnetään hankkeen päätyttyä TKI-toiminnan ohella monipuolisesti osaamisen kasvattamiseen tähtäävissä toimissa. Tämän seurauksena aihepiiriin liittyvä osaamisvaje helpottaa asteittain jo lyhyellä aikavälillä, mikä lisää Keski-Suomen osaamisomavaraisuutta sähköverkon suojauksiin sekä vikatilanteiden analysointiin liittyen. Pitkällä aikavälillä sähköverkkojen toimintavarmuus paranee, mikä edistää horisontaalisten periaatteiden toteutumista. Hankkeessa syntyvillä tuloksilla parannetaan alueellisten yritysten ja toimijoiden edellytyksiä kehittää sähköverkkojen toimintaa osana kansallista huoltovarmuutta.
Hankkeen kohderyhmään kuuluvat:
- Sähköverkkoyhtiöt
- Sähköverkkojen urakointia ja suunnittelua tekevät yritykset
- JAMK Teknologiayksikkö
Välillisiä kohderyhmiä ovat data-analytiikan ja tiedonsiirron parissa toimivat yritykset, joiden toiminnalla on yhtymäpintaa sähkönjakelusektoriin
Sähkönjakelusektorin yritysten lisäksi em. uusia ratkaisuja kehittävät yritykset (välilliset kohderyhmät) hyötyvät hankkeessa syntyvän TKI-ympäristön tarjoamasta testaus- ja kehitysmahdollisuudesta sekä aiheeseen liittyvästä tietotaidosta. Välillisinä hyötyjinä ovat kaikki sähkönkäyttäjät sähkönjakelun luotettavuuden parantumisen myötä.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 233 322
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 233 322
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 268 603
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 268 603
Maakunnat: Keski-Suomi
Seutukunnat: Saarijärven-Viitasaaren, Jämsän, Joutsan, Jyväskylän, Keuruun, Äänekosken
Kunnat: Petäjävesi, Kannonkoski, Keuruu, Uurainen, Hankasalmi, Kyyjärvi, Viitasaari, Äänekoski, Karstula, Kinnula, Pihtipudas, Jyväskylä, Joutsa, Saarijärvi, Toivakka, Muurame, Konnevesi, Multia, Kivijärvi, Jämsä, Laukaa, Luhanka
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 | 3 |
| Sähköverkon suojausten ja niihin liittyvän osaamisen kehittyminen mahdollistaa omalta osaltaan uusiutuvan energian laajemman liitettävyyden sähköverkkoon. Sähköverkon toimintavarmuuden parantaminen vähentää tuotantolaitosten toimintahäiriöitä ja niistä aiheutuvia päästöjä ja hukkatuotantoa. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 0 | 1 |
| Sähköverkon suojausten ja niihin liittyvän osaamisen kehittyminen mahdollistaa omalta osaltaan uusiutuvan energian laajemman liitettävyyden sähköverkkoon. Sähköverkon toimintavarmuuden parantaminen vähentää tuotantolaitosten toimintahäiriöitä ja niistä aiheutuvia päästöjä ja hukkatuotantoa. | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 0 | 0 |
| Hankkeella ei ole vaikutuksia tähän asiaan. | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 0 | 3 |
| Sähköverkon suojausten ja niihin liittyvän osaamisen kehittyminen mahdollistaa omalta osaltaan uusiutuvan energian laajemman liitettävyyden sähköverkkoon. Uusiutuvien energianlähteiden käyttö vähentää fossiilisten polttoaineiden käyttöä ja vähentää kasvihuonekaasuja. Sähköverkon toimintavarmuuden parantaminen vähentää tuotantolaitosten toimintahäiriöitä ja niistä aiheutuvia päästöjä. | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Hankkeella ei ole vaikutuksia tähän asiaan. | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 0 | 2 |
| Sähköverkon luotettavuuden parantaminen parantaa tuotantolaitosten toimintavarmuutta ja siten edesauttaa materiaalinkäytön optimointia ja hukkatuotannon vähenemistä | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 3 |
| Sähköverkon suojausten ja niihin liittyvän osaamisen kehittyminen mahdollistaa omalta osaltaan uusiutuvan energian laajemman liitettävyyden sähköverkkoon | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 0 | 6 |
| Osaamisen kasvattaminen edistää omavaraisuutta sähköverkon toimintavarmuuden ylläpitämisessä ja kehittämisessä. Luo jatkossa myös mahdollisuuksia uusille innovaatioille esim. häiriötietojen data-analytiikkaan liittyen | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 0 | 4 |
| Luo jatkossa mahdollisuuksia uusille innovaatioille esim. häiriötietojen data-analytiikkaan liittyen | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 0 | 0 |
| Hankkeella ei ole vaikutuksia tähän asiaan. | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 0 | 4 |
| Sähkönjakelun varmatoimisuus luo osaltaan edellytyksiä tasavertaiselle hyvinvoinnille asuinpaikasta riippumatta. | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| Hankkeella ei ole vaikutuksia tähän asiaan. | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| Hankkeella ei ole vaikutuksia tähän asiaan. | ||
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| Hankkeella ei ole vaikutuksia tähän asiaan. | ||
| Ympäristöosaaminen | 0 | 0 |
| Hankkeella ei ole vaikutuksia tähän asiaan. | ||
Hankkeen tavoitteena oli perustaa sähköverkkojen suojausten TKI-ympäristö, jossa pystytään tutkimaan ja koestamaan sähköverkkojen suojauksissa käytettäviä suojalaitteita ja uusia suojausfunktioita, kehittämään näihin liittyviä data-analytiikkaratkaisuja sekä vastamaan aihealueeseen liittyvään osaamisvajeeseen. Aiheen merkitys korostuu jakeluverkkojen maakaapeloinnin, suuritehoisen hajautetun sähköntuotannon ja sähköverkon älykkyyden lisääntyessä. Sähkönjakelujärjestelmän toiminta ja sen vaatimat suojausmenetelmät muuttuvat entistä monimutkaisemmiksi. Samalla kasvavat jakeluverkon suojalaitteiden toimintaan, niistä saatavan tiedon hyödyntämiseen ja suojausten sekä niiden koestamisen parissa työskentelevien henkilöiden osaamiseen liittyvät vaatimukset.
Hankkeessa perustetun laiteympäristön ydin on sähkönjakelujärjestelmää simuloiva ja suojalaitteita sisältävä verkkomalli sekä suojausten koestukseen käytettävä koestuslaite. Verkkomalliin on mallinnettu 110 kV -voimajohto, sähköasemataso kytkinlaitteineen ja muuntajineen sekä tyypillinen 20 kV -jakeluverkko. Voimajohdot on mallinnettu siten, että ne vastaavat oikeaa sähköverkkoa, mutta skaalattuna matalammalle virta- ja jännitetasolle. Keskijänniteistä jakeluverkkoa mallintava osa on toteutettu siten, että on valittavissa vastaavatko johtolinjojen sähköiset ominaisuudet kaupunki- vai maaseutuverkkoa. Verkkomalliin on mahdollista liittää keinokuormien lisäksi myös hajautettua energiantuotantoa simuloivia laitteistoja, jolloin voidaan paneutua myös kaksisuuntaisen tehonsiirron aiheuttamiin ilmiöihin. Erilaisia suojausasetteluja vaativien tilanteiden varioinnit ovat siis mahdollisia ja suhteellisen helposti toteutettavissa. Verkkomalli sisältää myös keskijänniteverkon varayhteydet sekä tyypillisesti maastossa olevia kytkinlaitteita. Laitteistolla voidaan simuloida erilaisia kuormitustilanteita sekä luoda erilaisia vika- ja poikkeustilanteita, kuten oikosulkuja, maasulkuja tai kiertäviä sähkökatkoja. Suojalaitejärjestelmään liittyy myös sähköasematasoinen SCADA-järjestelmä. Kyberturvallisuusaspekti ja siihen liittyvät jatkotoimet huomioitiin hankkeessa sekä käynnistettiin yhteistyö JAMKin Kyberturvallisuuden koulutus- ja tutkimusympäristön asiantuntijoiden kanssa.
Data-analyysin osalta hankkeessa kehitettiin häiriötallenteisiin liittyvää osaamista ja selvitettiin data-analytiikan mahdollisuuksia häiriötallenteiden analysoinnissa. Hankkeessa kokeiltiin syväoppivan neuroverkon käyttämistä häiriötallenteiden tulkinnassa. Tehdyillä pilotoinnella voitiin havaita käytetyn menetelmän soveltuvuus sähköverkon suureiden analysointiin. Samalla voitiin myös tunnistaa olemassa olevia rajoitteita ja huomioitavia seikkoja liittyen häiriötallenteiden analysointiin syväoppivalla neuroverkolla. Kertynyttä kokemusta hyödynnetään TKI-ympäristössä mahdollisesti tehtävissä sähköverkon suureiden analysointiin liittyvissä jatkotoimissa. Valmis TKI-ympäristö sisältää keskeiset data-analytiikassa ja häiriötallenteiden käsittelyssä tarvittavat välineet sekä osaamista aihepiiristä.
Hankkeen tuloksina Keski-Suomen alueen yritysten ja muiden toimijoiden käytettävissä on:
1. Sähköverkon suojausten TKI-ympäristö sisältäen laitteistoja ja laaja-alaista osaamista
2. Uusinta tietoa sekä testausympäristö liittyen suojalaitteiden keräämän datan hyödyntämiseen
3. Sähköverkkojen suojaukseen ja suojausten koestamiseen sekä laitteiden tuottaman datan hyödyntämiseen liittyviä tietopaketteja
4. Asiantuntijaverkosto
Sähköverkon suojausten TKI-ympäristöä hyödynnetään jatkossa TKI-toiminnan ohella yritysten täydennyskoulutuksessa sekä insinöörikoulutuksessa. Hankkeen tuloksena syntyneellä TKI-ympäristöllä tulee olemaan pitkäkestoisia myönteisiä vaikutuksia sähkönjakelusektorille, kun perustettua laiteympäristöä ja uutta tietoa sovelletaan koulutuksessa, TKI-työssä ja muussa yritysyhteistyössä.