Lappeenrannan energiaverkot Oy:ssä lähdettiin kokeilemaan, miten sähköverkon suunnittelurobotiikkaa voi hyödyntää sähkönjakeluverkon luotettavuuden parantamisessa. Verkkoyhtiö tilasi Trimbleltä palvelupaketin, jossa sovellusrobotti Network Optimizerin avulla etsittiin keskijänniteverkolle uusia kytkinpaikkoja. Kokeilu kannatti, sillä nyt kytkinlaitteiden uusimistarpeita ja priorisointia voi Lappeenrannassa perustella selkein numeroin.
Tukea sähköverkon kehittämissuunnitelmalle
Uteliaisuudella oli osuutensa päätöksessä, kuten ennakkoluulottomaan pilotointiin kuuluu.
Ehdotus kytkinlaitteiden optimoinnin kokeilemiseen tuli sähköistysratkaisuja toimittavalta Enstolta, joka etsi verkkoyhtiötä pilottihankkeeseen. Ajatuksena oli katsoa kytkinlaitteiden sijaintia verkossa taloudellisin perustein, eli laskea kytkinlaitteille takaisinmaksuaikoja säästyneistä keskeytyksistä aiheutuneista haittakustannuksista (KAH).
– Mielenkiinto verkon optimointia kohtaan heräsi jo aikanaan, kun Network Optimizeria esiteltiin Trimblen käyttäjäpäivillä. Halusimme nähdä, mitä Optimizer pystyy käytännössä tekemään, ja nyt kun pääsi omalla verkolla sitä testaamaan, niin päätimme lähteä mukaan, Lappeenrannan Energiaverkkojen käyttöpäällikkö Antti Lintunen perustelee.
Ajoitus kytkinlaitteiden optimoinnin kokeilemiselle osui nappiin, sillä Lappeenrannassa ollaan päivittämässä sähköverkon kehittämissuunnitelmaa.
– Kytkinlaitteiden optimointi tuli hyväksi tueksi kehittämissuunnitelman rinnalle, Lintunen kertoo.
Kytkinlaitteiden hankintajärjestys selville
Optimointi piti alun alkaen tehdä vain yhden sähköaseman alueelle.
– Ensimmäisissä palavereissa aika nopeasti päädyttiin siihen, että meidän kannattaa tehdä kytkinlaitteiden optimointi koko haja-asutusalueen keskijänniteverkolle, Lintunen jatkaa.
Mukaan otettiin katkaisijat sekä kauko- ja käsiohjattavat erottimet. Optimoinnilla selvitettiin, mihin uusia kytkinlaitteita kannattaa Lappeenrannan keskijänniteverkossa sijoittaa ja minkälaiset laitteet kannattaa hankkia. Erityisesti kauko-ohjattavat erottimet olivat tärkeässä asemassa. Pohjana työssä käytettiin Lappeenrannan Energiaverkkojen olemassa olevaa verkkoa ja kytkinlaitteita.
Miten projekti sitten toteutettiin?
Trimblen ohjelmistoasiantuntija Jaakko Anttila kertoo, että ensin sovittiin kytkimiin, hintoihin ja kytkentäaikoihin liittyvistä lähtöarvoista. Sitten sovitettiin Optimizer toimimaan yhteen aineiston kanssa. Johdoille tehtiin kohtalaisen tarkkaa mallinnusta vikataajuuksien osalta.
– Lappeenrannalle tehtiin loppuraportti, jossa tulokset esitettiin mahdollisimman selkeässä muodossa. Ja tässä kun oli sen verran iso verkko, niin kävimme alueittain läpi, että miltä ne tuloksen näyttivät, Anttila kertoo.
Loppuraportissa esitettiin kokonaiskuva kartalla selaimessa, jossa näkyivät kaikki uusien kytkinlaitteiden paikat. Niihin pystyi navigoimaan, ja jokaisen kytkinlaitteen kohdalla raportoitiin, kuinka paljon kytkinlaite säästäisi KAH-kustannusta. Säästön perusteella kytkinlaitteille laskettiin takaisinmaksuaika.
– Siinä saatiin selville, missä järjestyksessä kytkinlaitteita kannattaa alkaa hankkia, Anttila täsmentää.
Network Optimizer tarvitsee lähtötietoja, jotta se voi laskea kytkinpaikat ja -tyypit sekä kytkinten takaisinmaksuajat. Nämä lähtötiedot ovat aina yhtiökohtaiset, eli niiden määrittely jäi verkkoyhtiön tehtäväksi.
– Työmäärä ei meidän näkökulmasta ollut suuri, Antti Lintunen sanoo.
– Alkuun annettiin KAH-parametrit. Tosin ne menivät hyvin pitkälti Energiaviraston mukaan. Määritettiin korkokanta, sitten kuorman kasvu meidän verkolle ja tarkastelujakso. Seuraavaksi määritettiin hintataso käsikäyttöisen erottimen, kaukokäyttöerotinaseman ja maastokatkaisijan asentamiselle sekä kytkentäajat. Sitten vikataajuudet ja keskimääräinen verkon korjausaika. Muuta työtä ei jäänyt meille, Lintunen tarkentaa.
Päätöksiä voi nyt perustella selkeillä numeroilla
Lappeenrannan Energiaverkot on asettanut strategiseksi tavoitteekseen älykkäät verkostot. Sähköverkon automaation lisäämisestä on tarkoitus tehdä oma rakentamisohjelmansa, ja tähän tarpeeseen kytkinlaitteiden optimointi vastaa erinomaisesti.
– Kytkinoptimointi auttaa meitä kohteitten valinnassa, eli että minkälaisia katkaisijoita, kaukokäyttöerottimia tai käsierottimia kannattaa laittaa ja mihin pisteeseen verkkoa. Helpottaa päätöksentekoa, kun on numerot näkyvissä. Myös verkkoyhtiön sisällä on helpompi perustella, miksi kytkinlaitteisiin kannattaa investoida, kun on eurot siellä perusteluissa mukana, Lintunen kertoo.
Verkkoyhtiölle toimitettavan loppuraportin runko on priorisoitu lista, joka alkaa eniten säästävästä kytkinlaitteesta. Listassa oli paljon samoja kytkinlaitteita, joita Lappeenrannan Energiaverkoissa oli jo ajateltu. Näidenkin kytkinlaitteiden osalta priorisointi helpottui.
– Kytkinlaitteille laskettiin takaisinmaksuaika, ja se helpotti päätöksentekoa, kun eurot tulivat näkyville, Lintunen jatkaa.
– Järjestys on selvä, kun sieltä otetaan ne kohteet alkuun, missä säästö on suurin. Kun saadaan ne rakennusohjelmaan ja niille varattua eurot, niin pääsemme niitä toteuttamaan, hän täsmentää.
Hyviä, uusia katkaisijapaikkoja
Se että optimoinnin tulokset olivat hyvin pitkälle samansuuntaisia kuin mitä Lappeenrannan Energiaverkoissa oli itse mietitty, vahvisti uskoa verkkoyhtiön omaan tekemiseen mutta myös kytkinoptimoinnin luotettavuuteen. Optimoinnissa löytyi kuitenkin myös täysin uusia katkaisijapaikkoja.
– Oli siellä sellainenkin johtolähtö, jolle ei oltu edes ajateltu laittaa katkaisijaa. Yksi esimerkki, joka ei ollut edes kovin pitkä lähtö ja siinä jo nykyään oli kolme kaukokäytettävää erotinta, mutta silti Optimizer laski sille yhden katkaisijan lisää. Takaisinmaksuaika oli vain 1,5 vuotta ja oliko se 20 vuoden aikana, niin sille tuli KAH-kustannuksissa säästöjä sadoissa tuhansissa. Että kyllä nämä kohteet olivat meille arvokkaita, Lintunen kertoo.
Miten tulosten kanssa eteenpäin?
Verkkoyhtiö sai siis uusiakin kohteita automaation lisäämiseen tähtäävään rakentamisohjelmaansa, mutta miten he aikovat lähteä hyödyntämään tuloksia?
– Järjestys on selvä, kun listalta otetaan alkuun ne kohteet, missä säästö on suurin. Kun saadaan ne rakentamisohjelmaan ja niille varattua eurot, niin pääsemme niitä toteuttamaan. Itselläni oli ajatus, että otetaan noin 30 parasta katkaisijaa ja kaukokäyttöerotinta ja siitä määrästä vähennetään ne kohteet, jotka meillä on isojen aluesaneerausten myötä tulossa muutenkin. Loppuja sitten ruvetaan rakentamaan verkkoon ohjelman mukaisesti kahdesta viiteen vuodessa, Lintunen avaa jatkosuunnitelmia.
Kytkinlaitteiden optimointi on nopea ja kustannustehokas tapa parantaa verkon luotettavuutta ja säästää keskeytyskustannuksissa, jotka vaikuttavat suoraan sallitun tuoton laskentaan.
Antti Lintunen kertoo, että jos kaikki kytkinoptimoinnin antamat muutokset rakennettaisiin kerralla, niin 20 vuoden tarkastelujakson aikana KAH-kustannuksissa tulisi säästöjä noin seitsemän miljoonaa.
– Aika iso summa. Ja nyt ensimmäisenä vuonna säästö oli 900 000 euroa. Parhaimmat yksittäiset säästökohteet olivat katkaisijalle 300 000 euron luokkaa sen 20 vuoden aikana, Lintunen sanoo.
– Näitten tulosten valossa uskallamme suositella muillekin. Varsinkin jos yhtiössä ei aikaisemmin ole koskaan laskettu kytkimille investointien kannattavuutta. Ja sitten jos on haastetta saada rakentamisohjelmiin automaatiokohteita, niin helpottaa, kun voi osoittaa euromääräisesti, että jokin erotin tai katkaisija säästää tietyssä ajassa tämän verran ja sillä on tällainen takaisinmaksuaika. Siinä kytkinoptimointi tuo apua, Lintunen toteaa.
