Energimyndighetens tillsynsmetoders inverkan på automation i distributionsnätets mellanspänningsdel

Abstract

Finlands elnät genomgår för närvarande en omstrukturering där förändringstrycket skapas av de gällande klimat- och energimålen, elmarknadslagens krav på hög leveranssäkerhet samt Energimyndighetens tillsynsmetoder. I denna utveckling står nätautomationen i distributionsnätets mellanspänningsdel (1–70 kV) i en nyckelposition i och med att ett elavbrott här kan få ett stort verkningsområde jämfört med ett avbrott i distributionsnätets lågspänningsdel (0,4 kV).

Den första delen av examensarbetet består av en kostnadsanalys av automationsinvesteringar i distributionsnätets transformatorkiosker. De verkliga kostnaderna för fem produktpaket har jämförts med tillsynsmetodernas jämförpriser. Kostnadsanalysen antyder att jämförpriserna är ofördelaktiga när det gäller automationskomponenter och att det kan vara svårt för nätinnehavarna att via investeringsincitamentet generera avkastning på automationsåtgärder.

I den andra delen av examensarbetet undersöks automation i transformatorkiosker ur ett nätperspektiv. Riktlinjer för automation av mellanspänningsnätet har diskuterats. Inverkan av olika automationsåtgärder på de ekonomiska skadorna av elavbrott har studerats via KAH-beräkningar i ett verkligt nätavsnitt. KAH-värdena har jämförts med kostnadsanalysens värden. Resultatet skapar en helhetsbild av lönsamheten vid automationsåtgärder, från investering, där även tillsynsmetodernas jämförpriser beaktats, till KAH-inbesparingarna som automationen medför.

Suomen sähköverkossa on käynnissä uudelleen järjestäminen, jossa muutospaineen aiheuttavat sähkömarkkinalain vaatima toimitusvarmuus, Suomen ympäristö- ja energiapäämäärät sekä Energiaviraston valvontamenetelmät. Tässä kehityksessä keskijännitejakeluverkon (1–70 kV) verkostoautomaatio on avainasemassa, koska sähkökatkos voi aiheuttaa laajemman katkosalueen kuin sähkökatkos pienjännitejakeluverkossa (0,4 kV).

Opinnäytetyön ensimmäinen osa koostuu keskijännitejakeluverkon puistomuuntamoiden automaatioinvestointien kustannusanalyysistä. Viiden eri tuotepaketin todellisia kustannuksia on vertailtu valvontamenetelmien yksikköhintoihin. Kustannusanalyysi osoittaa yksikköhintojen olevan epäsuotuisat automaatiokomponenttien kohdalla. Verkonhaltijoilla voi olla vaikeaa saada tuottoa automaatiotoimenpiteistään.

Opinnäytetyön toisessa osassa puistomuuntamoiden automaatio tarkastellaan verkkonäkökulmasta. Keskijännitejakeluverkon automaation suuntaviivat on pohdittu. Eri automaatiotoimenpiteiden vaikutus sähkökatkosten taloudelliseen haittaan on tutkittu todellisessa sähköverkon osassa KAH-laskelmien kautta. KAH-arvot on vertailtu kustannusanalyysin arvoihin. Tulokset muodostavat kokonaiskuvan automaatiotoimenpiteiden kannattavuudesta, alkaen investoinnista, jossa myös valvontamenetelmien yksikköhinnat ovat huomioitu, automaation tuomiin KAH-säästöihin.

The Finnish power grid is currently experiencing a restructuration, the driving forces being the Electricity Market Act, the national environmental and energy goals as well as the Energy Authority’s regulation methods. In this development, the automation of the medium voltage part (1–70 kV) of the power distribution grid is in key position since a power outage here may cause a big area of influence compared to a power outage in the low voltage part (0,4 kV).

The first part of the thesis consists of a cost analysis of automation investments in compact secondary substations of the power distribution grid. The real investment costs have been compared to the regulation methods’ unit prices for five product packages. The cost analysis suggests that the unit prices are unfavourable when it comes to automation components and it may be difficult for distribution system operators to generate return on automation investments.

In the second part of the thesis, automation in compact secondary substations has been investigated from a network point of view. Guidelines for automation of the medium voltage part of the power distribution grid have been discussed. The impact of different automation measures on the economic damages of power outages has been studied through KAH calculations in a real power network area. The KAH values have been compared to the values of the cost analysis. The results shape an overall picture of the profitability of automation actions, spanning from investment, where also the unit prices of the regulation methods have been taken into account, to KAH savings brought by the automation measures.