innovatsioon elektri- jaotusvõrkudes · innovatsiooni mõiste innovatsioon on majanduslikus...

Innovatsioon

elektri jaotusvõrkudesTarmo Mere

Elektrilevi OÜ juhatuse esimees

23. september 2015

Innovatsiooni mõiste

Innovatsioon on majanduslikus tegevuses

konkurentsieelise saavutamine läbi ettevõtte tootmis,-

tehnoloogia,- juhtimis,- jms protsesside muutmise

ja/või tooteuuenduste.

Innovatsioon elektri jaotusvõrkudes on selle tegevuse

tõhustamine kaasaegsete meetmete abil ja võrgus

uudsete lahenduste leidmine.

Taustainfo

Elektri jaotusvõrgu

tegevusala eripära• Elutähtsa teenuse osutamine – kriitiline ühiskonna toimimise seisukohast

• Olemuselt monopoolne – tegutsemine tegevusloa alusel

(arenduskohustus, kadu)

• Püsiv nõudlus teenuse järele

• Varad on pika elueaga ning nende maht on suur

• Tehtavate investeeringute kasutatavust kaugemas tulevikus on raske

prognoosida – ei ole võrguettevõtte poolt juhitav

• Riiklik järelevalve ja avalikkuse kõrgendatud tähelepanu

• Lubatud tootluse määr on ette antud ja kasum sõltub reguleeritava vara

mahust

• Üle 100 000 kliendiga võrguettevõtjale on karmimad nõuded

Investeeringud ohutuse tagamiseks

Elektrituruseadus

Võrgueeskiri

Arendus-, järjepidevuse tagamise ja

võrguga liitmise kohustus

Ehitusseadustik

Nõuetekohased mõõteseadmed ja

mõõteandmete tootmise ning edastamise

kohustus

Kaugloetavad arvestid, 01.01.2017

Andmete konfidentsiaalsuse tagamine

Lubatud katkestusajad klientidel (12, 16 h...)

Varustuskindluse parandamine, SAIDITOTAL 90

Tegevusluba Kadude vähendamine

Riigiplaneering

Eesti 2030+Võrklinnastumisega arvestamine

ENMAK

Kohustus investeerida

Raske raud

Mõõtepunktide arv 660 595 tk

Piirkonnaalajaamad 265 tk

Alajaamad 23 386 tk

Jaotusalajaamad 217 tk

110kV trafod 16 tk

6-35kV liinid 29 346 km• maakaabelliinid 8 269 km

• õhuliinid 21 077 km

0,4kV liinid 34 715 km• maakaabelliinid 9 928 km

• õhukaabelliinid 13 386 km

• õhuliinid 11 401 km

Liine kokku 64 061 km

KP/MP alajaamade jagunemine vanuse järgi

6 - 35 kV jaotlate ja jaotusalajaamade jagunemine

Liinide vanuseline jagunemine

Rikkeliste katkestuste võrdlus

naaberriikidega (SAIDI)

tormita

Väljakutsed

Investeerimisrisk

• vananev rahvastik

• suurim rahvastiku väljaränne

• äriklientide osa elektritarbimises on vähene

• ebamäärane teave võrguteenuse vajaduse kohta

• tasuvusajad reeglina üle varade eluea (keskmiselt 100 a)

Hajaasustusega territooriumil (sinine):

• 60 % võrku

• 13 % kliente

• 4 % tarbimisest

Tormide sagedus suureneb

10 aastaga on lisandunud 7 tormipäeva aastas

Looduskatastroofide

trend maailmas

Tulevikulahenduste

mõju võrguleHeitlik tarbimine

• Elektriautod

• Laadimisseadmed

• Superkondensaatorid

Heitlik tootmine• Mikrotootmine

• Päikese- ja

tuuleelektrijaamad

• Koostootmisjaamad

Häiringud• Elektroonikaseadmed

• Inverterid

Vähenev tarbimine• A klassi tarvitid

• Nullenergiahooned

• Soojuspumbad

• LED valgustid

Ootamatu tootmine• Prosumerid

• Energiaühistud

Ootamatu tootmine

• Prosumerid

• Energiaühistud

Suurema

läbilaskevõimega

võrk

Heitlik tootmine

• Mikrotootmine

• Päikese- ja

tuuleelektrijaamad

• Koostootmisjaamad

Meetmed innovatiivsete

lahenduste integreerimiseks

Filtrid

Häiringuallikate kõrvaldamine

Seadmete heakskiit

Häiringud

• Elektroonikaseadmed

• Inverterid

Võrguteenuse tegeliku vajaduse

selgitamine - püsitasu

Väiksema läbilaskevõimega võrk

Vähenev tarbimine

• A klassi tarvitid

• Nullenergiahooned

• Soojuspumbad

• LED valgustid

Haja-asustuses on 58% võrku, samas rahvastik linnastub.

Hinnavahed alternatiivsete lahendustega vähenevad

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Täna elekter kliendi väravas Päikeseenergialahenduse kulu Võrgukulu hajaasustuses

€/M

Wh 50-150

€/MWh

-60 – 140

€/MWh

Koormuse juhtimine

Salvestusseadmed

Off-grid lahendused

Heitlik tarbimine

• Elektriautod

• Laadimisseadmed

• Superkondensaatorid

Milline on innovatsiooni mõju

organisatsioonile ja

inimestele?

IT areng

OT areng

Lahendused võrgus

Strateegiliselt on

oluline tõsta

kesktiheda

piirkonna

varustuskindlust.

Võrgud on piirkonniti erinevad

Erinevusi uuriti kahes uurimustöös

I TTÜ töö:

Elektrilevi OÜ kesk- ja madalpingevõrgu varustuskindluse näitajad ja muutuste

mõjurid erinevates varustuskindluse piirkondades üleminekul kaablivõrgule,

TTÜ, 2013

II TTÜ töö:

Elektrilevi OÜ hajavarustuskindluse piirkondade võrguinvesteeringute

eesmärgid, realiseerimise meetodid ja nende valikukriteeriumid, TTÜ 2014

Tarbimise iseloom

hajaasustuses

Tarbimisandmetest

lähtuvalt ei ole ca 45%

hajaasustuses olevatest

majapidamistest kasutuses

aastaringselt.

Majanduslikult sobivaim

investeerimine• Erinevates varustuskindluse piirkondades on erinevad tehnilised lahendused

• Investeeringute mahtu suuname tulenevalt suurimast ühiskondlikust kasust, et

panustada rohkem piirkondadesse, kus on suurim mõju klientide rahulolule ja luuakse

suuremat ühiskondlikku kasu

Fookus

hooldamisel

KP automatiseerimine,

MP paljasjuhtmete

asendamine

õhukaabliga,

liinikoridoride

puhastamine

9%customers

Hooldamine ja investeerimine

Vanade osade asendamine,

KP automatiseerimine

Fookus

investeerimisel

KP õhuliinide

asendamine

maakaablitega,

KP automatiseerimine,

MP paljasjuhtmete

asendamine

õhukaabliga

46%Customers

Ülitihe TiheKesktihe

Haja

KP - keskpinge MP- madalpinge

Innovatsioon andmehalduses

Marti Laidre

23 000

62 000

650 000

35 000 000

411 000 000

7 500 000 000

+11 400 000 000

alajaama

km võrku

tarbimiskohta

rida seadmeid

rida andmeid

andmevälja

andmevälja aastas

Raske raua andmed

KESKKONDmaakate

pinnas

ilmastik

kliima

VÕRK

KLIENDID

harjumused

tarbimine

segmendid

tootmine

kriitilisus

demograafia

majandus

topoloogia

parameetrid

seisukord

varad

konfiguratsioon

rikked

sensoridarvestid

Kuidas siduda miljardid andmed

informatsiooniks ja otsusteks?

Kuhu investeerida 1 mln € varustuskindluse parandamiseks?

Prognoositud keskpingevõrgu:

• Rikkesagedus

• Kliendikatkestusaeg

• Ühiskondlik katkestuskahju

• 99 muud väljundit

Code in Estonia

Elektrilevi start-up’id

Eesti maakatte mudel Piirkonnaalajamade toitealadVarustuskindluse

piirkonnad0,4 kV pingekao

optimeerimine

Eesti pinnase mudel

Klientide kaugus

piirkonnaalajamadestÜhiskondliku

katkestuskahju alad

Konfiguratsiooni-

analüüsid

Metsatrasside massarvutus Nõuetekohane võrk SAIDI riskianalüüsIlmastikukindla võrgu

optimeerimine

Ruumilise analüütika rakendusalad

TEADMISED

KAVAD | PLAANID

INFORMATSIOON

MUDELID | ANALÜÜTIKA

SÜSTEEM | ANDMED | TEGEVUSED

OPTIMAALNE

ARENGUKAVA

LÄBIPAISTEVVARAHALDUS

ÕIGUSTATUDINVESTEERINGUD

JUHTKOND

INSENERID

Täielik süsteem

NIS, MMS basic,

DMS, CIS, AS, IPS

PSA

RNA

TSA

PLSQL, RStudio, C++

NIS planning, CPP

MMS Sch, MMS Rep

Vohmaps

Word

Excel

Powerpoint

NIM

NAM

NOHIKUD

NOHIKUD NOHIKUD

NOHIKUD

ERILISED

NOHIKUD

Next-gen insenerid

Mis on tarkvõrk?

Tarkvõrk praktikas on interdistsiplinaarne

valdkond kus ristuvad energeetika,

telekommunikatsioon, IT ja OT

„Smart Grid“ – definitsioonide paljusus

Tarkvõrgu projektiplaan

Euroopa tasemel

Tarkvõrk igapäevases

praktikas

Võrgu igas punktis on igal ajahetkel

mingi rikke realiseerumise

tõenäosuslik potentsiaal

MP KP

25% võrgust läbib metsa, 80% on metsa mõjualas

Eksimine on inimlik...

Mõned käimasolevad

tarkvõrgu projektid

• Kaugloetavad arvestid

• Alajaamade automatiseerimine

• Alajaamade kaughaldus

• Elektri kvaliteedi seiresüsteem

• Lühisekoha automaatne määramine

• Võrgu osaline isetaastumine rikke korral

(FLIR)

Tarkvõrgu praktilised

väljakutsed

Süsteemi integratsioon

DCS – Elutsükkel 20-40 aastat

Süsteemi integratsioon

SCADA – Elutsükkel 10-20 aastat

Küberriskid elektrivõrgule

1. Elektrivõrgu juhtimissüsteem (SCADA) ei tööta või on

pahatahtliku mõju all.

2. Elektrivõrgu autonoomne kaitsesüsteem (DCS) ei tööta või on

pahatahtliku mõju all.

Elektrivõrgu konfiguratsioon ei ole ehitatud üle elama pahatahtlikke

rünnakuid, kus langeb rivist välja korraga rohkem kui 1-2 lüli

korraga.

Kokkuvõte

Väljakutseteks on kiirelt vananev võrk, suur hajaasustus,

sagenevad tormid ja määramatu taastuvenergia mõju

tarbijate käitumises.

Võrgupoolsed lahendused on fokusseeritud

investeerimisstrateegia, taastuvenergia

lahenduste kasutamine, nutikas

andmekasutus, tarkvõrgu arendus.

Traditsioonilises võrgu valdkonnas on

toimumas väga suur innovaatiline revolutsioon.

Tänan!