Fremtidens driftssentral

Transkript

1 Nyhetsbrev nr 1 Januar 2012 Innhold: - Innledning - Prosjektteamet - Workshop Hafslund - Workshop NTE - Scenarier for Fremtidens driftssentral Innledning Prosjektet "Fremtidens driftssentral" er for alvor kommet i gang; siste kontrakt fra våre partnere ble underskrevet i midten av desember Som mange kjenner til så har prosjektet sitt utgangspunkt i en prosjektsøknad til Forskningsrådet i Denne søknaden fikk dessverre ikke støtte fra Forskningsrådet, men IME-fakultet ved NTNU (Fakultet for informasjonsteknologi, matematikk og elektroteknikk - ) anså prosjektet å være så strategisk viktig at det burde søkes startet uten støtte fra Forskningsrådet. Et viktig strategisk element for NTNU er behovet for å bygge flerfaglig undervisningskompetanse for utdanning av morgendagens "Smartgrid-eksperter". Siden prosjektet er et samarbeidsprosjekt mellom IME-instituttene Elkraftteknikk, Datateknikk og Telematikk, ligger det vel til rette for å koble sentrale fagdisipliner innen Smartgrids. NTNU vedtok derfor at dersom bransjen opprettholdt den planlagte støtten til prosjektet på ca 1,4 mill. kr pr. år, så skulle NTNU ved IME-fakultetet bidra med 4 PhD/PostDoc-stillinger til prosjektet. I februar 2011 ble det klart at bransjestøtten ble det i alt vesentlig opprettholdt, og prosjektet kunne starte med rekruttering av PhD/ PostDoc-kandidater. Til sammen er det planlagt 5 PhD/PostDoc-stillinger i prosjektet den 5. vil altså bli finansiert av bransjefinansieringen. Som en av oppstartaktivtetene i prosjektet ble det arrangert en workshop den 17. juni 2011 hvor alle prosjektpartnere var invitert. Utover høsten har arbeidet med rekruttering fortsatt. Det har vært diverse faglige aktiviteter, men det har også gått med betydelig innsats i å få på plass kontrakter med partnerne. Nyhetsbrev nr Side 1 av 9

2 Prosjektteamet Nedenfor finner du en kort presentasjon av NTNUs deltakere i prosjektet. er PhD-student ved Institutt for telematikk. Hun har Mastergrad fra Asian Institute of Technology, i Software Engineering og Bachelorgrad fra Shinawatra University og i Computer Science. Hennes forskningsinteresser er innenfor: - Semantic Web - Knowledge Representation - Web Technology Peach startet sitt doktorgradsarbeid i oktober 2011 er instituttleder og professor ved institutt for telematikk ved NTNU. Hans forskerfokus dekker evaluering og management av pålitelighet og ytelse i kommunikasjonssystemer. Av spesielle interesser kan nevnes simulering av sjeldne hendelser av stor betydning, ruting og management i dynamiske og autonome system. Hovedinteressen innen Smart Grid er pålitelighet, management og drift av Smart Grid, særlig utfordringer knyttet til integrasjon og samvirke mellom IKT system og kraftnett. Poul er veileder for Jonas. er post doktor ved Institutt for Data og Informasjonsvitenskap (IDI) ved NTNU, finansiert av prosjektet "Fremtidens driftssentral". Han forsker på utvikling av systemer som automatisk identifiserer og gjenkjenner mønstre og hendelser i store mengder måledata, for eksempel til prediksjon, feilfinning og beslutningsstøtte. Høverstad kommer fra en stilling som forsker ved SINTEF Marin Miljøteknologi, hvor han jobbet med utvikling av numeriske modeller for spredning og biologisk effekt av uhellsutslipp av olje i marint miljø. Høverstad har en PhD innen kunstig intelligens, med fokus på maskinlæring, søkeprosesser og automatisk parameteroptimalisering. Han er spesielt interessert i statistiske modeller, subsymbolske metoder og komplekse nettverk. Nyhetsbrev nr Side 2 av 9

3 er professor ved Institutt for Data og Informasjonsvitenskap (IDI) ved NTNU, der han har vært ansatt side Forskningen hans er innen maskinlæring og datamining, så hovedfokus er på å bruke (semi-)automatiske teknikker til å finne interessante mønstre i store datamengder. I tillegg har Langseth jobbet mye med representasjon av usikkerhet for beslutningsstøtte, altså det å finne gode modeller og algoritmer for å lage datamaskin-systemer som kan hjelpe mennesker med å ta komplekse beslutninger. Før ansettelsen ved NTNU var han ansatt som Seniorforsker ved SINTEFs Avdeling for sikkerhet og pålitelighet, og jobbet med pålitelighetsanalyser, pålitelighetsvurderinger, og metoder for effektiv feilfinning. Helge er veileder for Boye. er seniorforsker ved SINTEF Energi og har bistilling som professor II ved Institutt for elkraftteknikk. Han har jobbet med systemorienterte problemstillinger innenfor kraftnett/kraftsystem: - Kraftsystemanalyse og simulering - Leveringskvalitet (spenningskvalitet, pålitelighet) - Risikostyring - Økonomisk regulering - Tariffer - Levetidskostnader økonomisk optimalisering - Internasjonal standardisering - Programvare for kraftbransjen Kjell er prosjektleder for prosjektet "Fremtidens driftssentral". er post doktor ved Institutt for Data og Informasjonsvitenskap (IDI). Hans forskningsinteresse er rettet mot intelligente systemer for beslutningsstøtte, basert på menneskelige erfaringer og måledata. Tidemann har vært post doktor ved SINTEF Fiskeri og Havbruk, hvor han jobbet med systemer for beslutningsstøtte på regionalt nivå innen fiskerinæringen. Tidemann har en PhD innen kunstig intelligens (2009) hvor han fokuserte på kombinasjonen av subsymbolsk kunstig intelligens og musikkteknologi. Hans interesser omfatter maskinlæring og biologiske modeller for kunstig intelligens. er post doktor ved Institutt for elkraftteknikk, NTNU. Han har M.Tech.- og PhD-grader fra Indian Institute of Technology Bombay, Mumbai, India i 2006 og Han var gjesteforsker i åtte måneder ved University of Saskatchewan, hvor han begynte å jobbe på pålitelighet-basert vurdering av Smart Grid utfordringer, før han flyttet til NTNU. Hans forskningsinteresser er innen områdene av kraftsystempålitelighet, Smart Grids og probabilistiske metoder anvendt på systempålitelighet. For tiden er Vijay medforfatter en bok med tittelen "Reliability of Power Systems in the Deregulated Market Environment", som vil bli utgitt av Springer forlag, London. Nyhetsbrev nr Side 3 av 9

4 fikk sin mastergrad i datavitenskap fra ETH (Swiss Federal Institute of Technology) i Zürich i Fra 2008 til 2011 jobbet han som konsulent og prosjektleder for sveitsiske everk og den sveitsiske TSO (Transmission System Operator). Han har arbeidet med data-og kommunikasjonsnettverk, så vel som mer generelle IT-emner og arbeidsprosesser hos everk. Jonas startet sitt doktorgradsarbeid i juni er førsteamanuensis ved Institutt for Data og Informasjonsvitenskap ved NTNU. Hennes forskningsinteresse er innen kunstig intelligens med spesiell vekt på kunnskapsbaserte systemer og beslutningstøtte. Hun jobber med erfarings-baserte teknikker hvor systemer lærer fra sine egne problemløsningsprosesser og gjenbruker den samme kunnskapen når de møter igjen lignende problemer. Hun jobber også med multiagentsystemer hvor en større oppgave er delt mellom et sett av agenter som kommuniserer og samarbeider. Hun har vært ansatt ved NTNU siden 2002 og var ansatt ved Sintef før det. Pinar er veileder for Axel. er professor ved Institutt for telematikk, NTNU. Hans viktigste forskningsinteresse er Network and Service Management med fokus på fleksible systemer. Dette omfatter også hans viktigste undervisningsansvar ved NTNU. Han har en bred erfaring fra telekommunikasjon basert på mer enn 37 års forsknings- og foredragsvirksomhet innen design, spesifikasjon, validering, implementering og ytelsesevaluering av telematikksystemer. Finn Arve er veileder for Peach. Nyhetsbrev nr Side 4 av 9

5 Workshop Hafslund Arbeidspakke 1 (WP1) i prosjektet omfatter en kartlegging av arbeidsoppgaver og arbeidsprosesser i dagens driftssentralmiljø. WP1 er spesielt viktig i et slikt tverrfaglig prosjekt med mange deltakere uten spesiell erfaring fra elkraftdomenet. Fokuset vil være å kartlegge driftssentraloppgaver med vekt på hvordan IKTverktøy og systemer støtter overvåking og beslutning - og hvilke data som er tilgjengelige og hvordan de blir utnyttet i dag. Som et ledd i dette arbeidet ble det arrangert en workshop med Hafslund Nett på driftssentralen på Smestad med ca 20 deltakere. Sigurd Kvistad presenterte Hafslund Driftssentral A/S (presentasjonen er vedlagt). Driftssentralen er organisert som vist i figuren nedenfor: Hafslund Driftssentral Drift & Beredskap Olav Homme Økonomi John Schmidt Kvalitet & Utvikling Sigurd Kvistad Produksjon & Regionalnett Stein Orrem Distribusjonsnett Ulf Petter Solli Fjernvarme Ola Dybsland driftskontrollsystem systemstøtte IKT feilanalyse beslutningsstøtte kvalitet IK og HMS skadebehandling Hafslunds kraftverk i Glomma 3 TWh produksjon, 560 MW regionalnett (33, 47, 66, 132 kv), 3 fylker 1,4 mill. mennesker MW, 24 TWh overvåking, styring, optimalisering høyspent distribusjon (5, 10, 17, 22 kv) lavspentnett overvåking, styring, optimalisering kundehenvendelser: samtaler årlig produksjon og distribusjon 800 MW 1,8 TWh varmepumpe, biobrensel, avfall, gass, el, olje, (pellets) overvåking, styring, optimalisering De viktigste hovedfunksjonene i driftssentralen til Hafslund er: Planlagte arbeider i nettet (størstedelen av aktiviteten er knyttet til planlagte arbeider i nettet) Overvåkning og styring Driftskontrollsystemet Værvarsel, lynweb Håndtering av driftsforstyrrelser Lokalisering og isolering, innkobling av friskt nett Mannskapslogistikk, flåtestyring Reparasjon Informasjon om driftsforstyrrelsen Nyhetsbrev nr Side 5 av 9

6 Eksempler på interessante muligheter som Hafslund ser i et Smart Grid perspektiv: Bedre beslutningsunderlag o Sensorer Overføring av signaler fra nettstasjoner (temperatur, last, spenning, retninger på kortslutnings- og jordslutningsstrømmer) Raskere feilretting o Mer fjernstyring o Feillokalisering og automatisk isolering av feil Vern Vern i transformatorstasjoner som viser avstand til feilsted Linjebrytere som isolerer feilbefengt linjedel Vern og automatikk i maskenett som foretar omkoblinger og isolerer feilbefengt nettdel AMS Detektere feil i lavspenningsnettet raskere Sjekke om feil er hos kunden eller i vårt nett Lastkontroll - styre laster (utkobling og struping) Videre ble diskutert hvilke utfordringer fremtiden byr på i et Smart Grids perspektiv: Integrasjoner mellom systemer o Masterdata og dataarkitektur o Datakvalitet Hvordan utnytte tilgjengelig informasjon o Nice to have/need to have Kostnader o Investeringer o Nye driftskostnader som følge av nye arbeidsoppgaver Håndtering og utnyttelse av store datamengder/informasjon Påliteligheten i et mer komplekst og samspillende system? Utfordringer på kompetansesiden o Kombinasjonen IKT-kompetanse prosess/elkraftkompetanse blir etterspurt framover Workshopen ble avsluttet med en grundig demonstrasjon av driftssentralfunksjonalitet av Olav Homme. Nyhetsbrev nr Side 6 av 9

7 Workshop NTE For å få inn synspunkter fra flere nettselskap, ble det organisert en workshop i regi av prosjektet hos NTE på Steinkjer. I tillegg til en presentasjon av dagens driftssentral og callcenter, diskuterte vi også scenarier vedrørende Fremtidens driftssentral. Dette temaet er relevant for arbeidspakke 2, "Scenarios for Smart Grid Control Centres". Nettdirektør Jan A. Foosnæs innledet workshopen med en presentasjon av NTE og driftssentralens rolle. NTE har i dag to "driftssentraler" i driftssentralen produksjonssentralen og nettsentralen. Nettsentralen er delt i to, nord og sør, for å fordele arbeidsbelastningen. NTE har 49 transformatorstasjoner, og kommunikasjonen er i stor grad basert på radio og fiber. De viktigere stasjonene (klasse 2-stasjonene) har dublert samband og det er radio som gjerne prøves først med fiber som reserve Som hos Hafslund (og ellers) er det stort sett kun i transformatorstasjonene hvor det er måling og fjernstyring. Det er noen få fjernstyrte brytere ute i nettet. Det er kun 66 og 132 kv-vernet som gir feilstrøm-informasjon til driftssentralen slik at driftssentralsystemet kan estimere avstand til feilsted. Slikt vern har de ikke på 22 kvavgangene. Prioritering av arbeid under feil skjer mye ut fra operatørens erfaring. De har også lister som gir KILE pr. 22 kv avgang for en times avbrudd som brukes til støtte for denne prioriteringen. NTE har en god del småkraft, men aktuell innmating fra denne er ikke kjent på driftssentralen da målinger av aktiv og reaktiv effekt ikke overføres til sentralen. Dette er et betydelig problem. Dersom de ved feil i nettet kan forsyne i øydrift fra småkraft, må de ringe kraftverkseier og avtale levering. Småkraft kan også brukes når man forsyner samleskinnene i en trafostasjon via 22 kv-nettet fra en annen trafostasjon. Småkraft kan da være med å holde en akseptabel spenning i 22 kv-nettet, men dette krever tilgang til målinger hos produsent og ute i nettet. NTE har fått medhold om krav til egen bryter i tilknytning til småkraft, bl.a. av sikkerhetshensyn. De har også mange eksempler (flere enn 10) på at ved vernutløsning i tilknytning til småkraft, er det stort sett alltid NTEs vern som løser ut. Småkrafteier vil gjerne stille vernet høyest mulig for å unngå å bli frakoblet. Kortslutningsindikatorer er generelt sett lite brukt. FASIT-arbeidet tar mye tid på driftssentralen særlig i forbindelse med større utfall. Automatisering av FASIT-arbeidet ved hjelp av støtte fra Smart Grid-teknologier ville vært til stor hjelp. Det er her viktig å skille mellom FASIT-arbeidet i normal arbeidssituasjonen på driftssentralen og arbeidssituasjonen ved store utfall. På Call-senteret til NTE jobber ca 50 personer, og de tar i mot samtaler pr år. Henvendelser som går på feilmeldinger om strøm loggføres, og loggen er tilgjengelig for personellet på driftssentralen. Nyhetsbrev nr Side 7 av 9

8 Scenarier for Fremtidens driftssentral Ut fra diskusjoner i workshopene, ser det ut til å være hensiktsmessig å tenke scenarier rundt fremtidens driftssentral ut fra hvilke arbeidsprosesser som blir døgn-kontinuerlige prosesser (24/7-prosesser) i fremtiden. Siden fremtidens smarte(re) kraftsystem vil gi et kvantesprang i de datamengder som må håndteres (innsamles, kvalitetssikres, utnyttes), og håndtering må skje stadig raskere for å være a jour (flere prosesser blir mer sanntidsprosesser), er det naturlig å tenke seg et betydelig utvidet driftssentralkonsept. Som det fremgår av workshopene med Hafslund og NTE omfattes dagens driftssentralrom av et lite antall "driftssentraler", som for eksempel: Driftssentral for regionalnett, driftssentral for produksjon, driftssentral for fjernvarme og driftssentral for høyspennings distribusjonsnett. Fremtidens driftssentral vil kunne bestå av en rekke "driftssentraler". Som et innspill til diskusjonen vedrørende scenarier er listen utvidet til å omfatte: Driftssentral for regionalnett Driftssentral for storskala produksjon (typisk tilknyttet regionalnett) Driftssentral for fjernvarme Driftssentral for høyspennings distribusjonsnett (MV) Driftssentral for lavspennings distribusjonsnett (LV) Driftssentral for distribuert produksjon (MV, LV og plusskunder) Driftssentral for laststyring hos kunder (HV, MV, LV) Driftssentral for overvåking og styring av kommunikasjonsnettet Driftssentral for måleverdiinnsamling (timesmålinger m.m.) Driftssentral for håndtering av elbil-lading Driftssentral for overvåking av spenningskvalitet Driftssentral for overvåking av tilstandsdata (nettforvaltningsdata, målinger i nettstasjoner m.m.)) Driftssentral for autoregistrering av kunder og registrering av smart utstyr hos kunder Meldingsmottaket for kundehenvendelser (kundesenteret) vil kunne få henvendelser som er mer bredspektret enn i dag, og samspill/integrasjon/arbeidsdeling med fremtidens driftssentral vil være et viktig punkt å avklare. Nyhetsbrev nr Side 8 av 9

9 Prosjektet "Fremtidens driftssentral" er et samarbeidsprosjekt mellom IME-instituttene Elkraftteknikk - Datateknikk - Telematikk Kontakt: Kjell Sand kjell.sand@sintef.no (prosjektleder) Deltagende bedrifter: Statnett Nyhetsbrev nr Side 9 av 9