Teollisuussähköverkon kaukokäyttöjärjestelmän uusiminen

Abstract

Tässä diplomityössä tutkitaan teollisuussähköverkon kaukokäyttöjärjestelmää ja sen kehittämistä. Tämä tehtiin kaukokäyttöjärjestelmän uusinnan yhteydessä. Työssä luodaan katsaus sähköjärjestelmän toimintaan ja käytönhallintaan, sekä kaukokäyttöjärjestelmään liittyvään kirjallisuuteen. Tutkimuskohteena olevan sähköverkon ja sen kaukokäyttöjärjestelmän rakenne ja toiminta kuvataan yleisellä tasolla. Näistä luodaan tarkat, mutta kuitenkin yleisellä tasolla pysyvät kuvaukset. Nämä toimivat hyvinä esimerkkeinä vastaavista teollisuussähköverkoista ja kaukokäyttöjärjestelmistä. Sähköjärjestelmien ja niihin liittyvien laitteiden lisäksi tarkastellaan pohjoismaisiasähkömarkkinoita sekä aiempaa tutkimusta prosessiteollisuuden kysyntäjoustosta. Kirjallisuudesta pyritään myös löytämään arvioita Suomen sähkönkulutuksen kehityksestä tulevaisuudessa ja miten se vaikuttaa sähköjärjestelmiin ja -markkinoihin. Kaukokäyttöjärjestelmän energiamittauksen ja energiamittausten laskentakaavat päivitettiin vastaamaan nykyistä verkon rakennetta ja käyttöä. Haastattelemalla tuotantolaitosten edustajia selvitettiin, millaisia puutteita energiamittauksessa on. Tämän perusteella selvitettiin, kannattaako verkkoon lisätä energiamittareita sekä muokattiin laskentakaavoja. Kirjallisuuskatsauksen sekä tutkittavan sähköverkonpohjalta tehdään alustava kannattavuustutkimus Borealis Polymers Oy:n mahdollisuuksista osallistua reservimarkkinoille. Kannattavuustutkimusta varten kerättiin pohjatietoja samoissa haastatteluissa, joissa selvitettiin energiamittausten tila. Lisäksi tuotantolaitosten henkilökunnan kanssa käytiin tarvittaessa jatkokeskusteluja. Haastattelusta saatuja tietoja verrattiin reservimarkkinoiden vaatimuksiin ja markkinoista löytyviin tilastoihin. Näiden tietojen avulla selvitettiin osallistumismahdollisuuksia ja luotiin arvio mahdollisista tuotoista. Alustavavasta arviosta saatiin tulokseksi, että Borealikselta löytyy kohteita, jotka voidaan tarjota säätösähkömarkkinoille. Muille reservimarkkinoille osallistuminen ei ole mahdollista muun muassa liian pitkistä reagointiajoista johtuen. Tutkimuksen perusteella tuotantolaitokset voisivat pienelläkin vaivalla ja riskillä osallistua reservimarkkinoille ja saavuttaa taloudellisia säästöjä, joten aihetta kannattaa tutkia lisää niin Borealiksella kuin muillakin vastaavilla tuotantolaitoksilla.

In this master’s thesis we study SCADA-system of industrial distribution grid and its development possibilities. This research was performed during the renewal of the SCADA-system. SCADA is abbreviation of Supervisory control and data acquisition. At this thesis we give overview to the operation of industrial distribution grid. We also take a look at the supervisory of electrical system and SCADA applications. Structure of the studied power grid is presented in general level, along with the general level structure of the SCADA-system. These will work as great example of similar systems. We also conduct a literature review of future electricity consumption in Finland, and how this affects the Nordic electricity markets. In the latter part of the thesis we conduct interviews to different production line personnel, in order to define the demand for updating energy consumption calculations in SCADA. In the same time we will try to find out what kind of possibilities Borealis Polymers have to take part on the markets of electrical reserves and balancing power. Preliminary Feasibility study is conducted, which shows some interesting possibilities. We recommend that Borealis will study these possibilities more and similar industrial plants will conduct also research on the topic.