Resilience of Finnish electricity distribution networks against extreme weather conditions

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Mäki, Kari
dc.contributor.author Forssén, Kim
dc.date.accessioned 2016-03-29T11:38:15Z
dc.date.available 2016-03-29T11:38:15Z
dc.date.issued 2016-03-21
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/19983
dc.description.abstract Extreme weather conditions are a major threat to electricity distribution networks, and have caused many severe power outages in the past. A reliable electrical grid is something most of us take for granted, but storms and strong winds, heavy snowfall and accumulation of wet snow, urban flooding and other effects of extreme weather continue to cause disruptions in electricity supply. The main objects of this thesis are to identify the vulnerabilities of the electricity distribution network caused by extreme weather, and the methods that can be taken to improve the network’s resilience. The nature of extreme weather conditions and their consequences varies regionally. Because infrastructure, legislation and practices also vary greatly, this thesis focuses on Finnish networks. The thesis reviews existing literature and statistics, focusing on recent research and information discussing conditions in Finnish environment in particular. The thesis was done as a part of two ongoing projects at VTT: INTACT (Impact of extreme weather on critical infrastructure) and EL-TRAN (Transition to a resource efficient and climate neutral electricity system). Interviews and questionnaires from the INTACT project were utilized in the thesis. This thesis points out that resilience of the electricity distribution networks can be increased significantly through better planning and preparedness, technological solutions and better cooperation between different stakeholders. Planning and preparedness entails adjacent forest management, utilization of broad and shared situational awareness systems, contingency planning for specific threat scenarios and easy access to required resources during an extreme weather event. Technological solutions consist of increased cabling rate, introduction of microgrids and energy storages, increased utilization of emergency power systems, smart grid technologies, distributed generation, taller pylons and unmanned aerial vehicles to inspect the condition of overhead lines. Better cooperation between different stakeholders refers to coordinated and efficient use of resources, such as tree clearance crews, electricians and emergency power generators during extreme weather events. en
dc.description.abstract Äärimmäiset sääolosuhteet uhkaavat jatkuvasti sähkönjakeluverkkoja ja ovat johtaneet useisiin laajoihin sähkökatkoihin viime vuosina. Luotettavaa sähköverkkoa pidetään itsestäänselvyytenä, mutta myrskyt ja kovat tuulet, tykkylumi ja märän lumen kertyminen, kaupunkitulvat ja muut äärisääolosuhteiden vaikutukset aiheuttavat häiriöitä sähkönjakelussa ajoittain. Tämän diplomityön tavoitteena on tunnistaa sähkönjakeluverkon äärisääolosuhteiden aiheuttamia haavoittuvuuksia sekä metodeja, joilla verkon resilienssiä voidaan parantaa. Äärisääolosuhteiden ja niiden seurausten luonne, infrastruktuuri, lainsäädäntö ja toimintatavat vaihtelevat alueittain, mistä syystä tämä diplomityö keskittyy suomalaisiin verkkoihin. Työssä tehdään kirjallisuuskatsaus keskittyen erityisesti tuoreisiin tilastoihin ja tutkimustietoon suomalaisessa ympäristössä. Työ tehtiin osana INTACT- (Impact of extreme weather on critical infrastructure) ja EL-TRAN-projekteja (Transition to a resource efficient and climate neutral electricity system). INTACT-projektin aikana tehtyjä haastatteluja ja kyselyitä on myös hyödynnetty tässä diplomityössä. Työ osoittaa, että sähkönjakeluverkkojen resilienssiä voidaan parantaa merkittävästi paremmalla suunnittelulla ja valmistautumisella, teknologisilla ratkaisuilla ja paremmalla eri tahojen välisellä yhteistyöllä. Suunnittelu ja valmistautuminen käsittävät vierimetsänhoidon, laajan ja yhteisen tilannekuvan käyttämisen, tietynlaisiin uhkaskenaarioihin varautuvan varautumissuunnittelun sekä tarvittavien resurssien helpon saatavuuden myös äärisääolosuhteiden aikana. Teknologiset ratkaisut sisältävät kaapelointiasteen nostamisen, mikroverkkojen ja energiavarastojen sekä varavoimageneraattoreiden käyttöönoton nykyistä laajemmassa mittakaavassa, smart grid –teknologiat, hajautetun pientuotannon hyödyntämisen, korkeampien pylväiden käytön sekä miehittämättömien lennokkien käyttämisen ilmajohtojen kunnon tarkistamista varten. Parempi eri tahojen välinen yhteistyö viittaa koordinoituun ja tehokkaaseen resurssien hyödyntämiseen, jossa resursseja ovat mm. puunraivaajat, sähköasentajat sekä varavoimageneraattorit äärisääolosuhteiden vallitessa. fi
dc.format.extent 98
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.title Resilience of Finnish electricity distribution networks against extreme weather conditions en
dc.title Suomalaisten sähkönjakeluverkkojen resilienssi äärisääolosuhteissa fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö en
dc.contributor.school Insinööritieteiden korkeakoulu fi
dc.subject.keyword electricity distribution networks en
dc.subject.keyword resilience en
dc.subject.keyword extreme weather conditions en
dc.subject.keyword critical infrastructures en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201603291606
dc.programme.major Energiatekniikka fi
dc.programme.mcode K3007 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Lahdelma, Risto
dc.programme Energia- ja LVI-tekniikan koulutusohjelma fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account