Sähkönkäyttöennusteiden tarkkuuden parantaminen

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Metsä Fibre Äänekosken biotuotetehtaalle ja työn aiheeksi valikoitui sähkönkäyttöennusteiden tarkkuuden parantaminen. Äänekosken biotuotetehdas on merkittävä toimija Suomen sähkömarkkinoilla ja velvoitettu tekemään sähkön tuotanto- ja kulutusennusteen päivittäin pohjoismaisille sähkömarkkinoille sekä ilmoittamaan mahdollisista häiriöistä sähköntuotannossa.

Opinnäytetyön aihe syntyi biotuotetehtaalla kesätyöaikana käytyjen keskustelujen ja havaintojen perusteella. Havainnot osoittivat sähköennusteiden tekemisen haastavuuden nykyisellä mallilla. Erityisesti huoltopäivien sekä häiriötilanteita sisältävien päivien ennusteiden tekeminen on haastavaa. Aiheen valintaan vaikutti myös sähkönmyynnin suuri taloudellinen potentiaali toimeksiantajalle: mahdollisimman tarkat sähköennusteet auttavat potentiaalin hyödyntämisessä. Tehtaan laajan kokonaisuuden takia opinnäytetyö rajattiin koskemaan vain bruttosähkönkulutusennusteiden kehittämistä.

Työn tavoitteena oli tutustua biotuotetehtaan sähkönkulutukseen, selvittää tarkemmin tämänhetkiset haasteet sähkönkulutuksen ennustamisessa ja kehittää ennusteiden tekemistä näiden pohjalta. Opinnäytetyön teoriaosuudessa tutustuttiin sulfaattisellun valmistukseen sekä sellutehtaan osastoihin ja Äänekosken biotuotetehtaan osastojen sähkönkäyttöihin. Teoriaosuudessa perehdyttiin myös pohjoismaisiin sähkömarkkinoihin, kantaverkkoyhtiöiden toimintaan sekä sähkönennusteiden tekemiseen toimeksiantajan näkökulmasta.

Toiminnallisessa osuudessa haastateltiin käyttöhenkilökuntaa sekä toimeksiantajalle sähkökauppaa tekevän yrityksen edustajaa sähköennusteiden tekemisestä. Haastatteluiden pohjalta päädyttiin tekemään Valmet DNA- automaatiojärjestelmään operointisivut sähkön oman kulutuksen ennustamista varten. Operointisivun tavoitteena on tuoda toimeksiantajalle taloudellista hyötyä tarkempien ennusteiden muodossa sekä helpottaa ja selkeyttää käyttöhenkilökunnan työtä ennusteiden tekemisessä.

Opinnäytetyön myötä toimeksiantajalle valmistui operointisivut eli sähköennuste näyttöjä sekä käyttöohjeet helpottamaan sähköennusteiden tekemistä ja parantamaan niiden tarkkuutta. Sähköennustenäytön myötä toimeksiantajalla on nyt konkreettinen työkalu bruttosähkönkulutuksen ennustamiseen, joka on aikaisemmin puuttunut. Taulukon jatkokehityspotentiaali on myös suuri ja vastaavanlainen työkalu on mahdollista tehdä toimeksiantajan muihin tuotantoyksiköihin.

This thesis was conducted at Metsä Fibre Äänekoski’ s bioproduct mill, focusing on improving the accuracy of electricity consumption forecasts. The Äänekoski bioproduct mill is a significant player in Finland's electricity market, obligated to provide daily production and consumption forecasts to the Nordic electricity markets and report any disruptions in electricity production.

The thesis topic arose from discussions and observations during a summer job at the bioproduct mill, highlighting the challenges of current electricity forecasting methods. Particularly, forecasting on maintenance days and days with disruptions is challenging. The choice of topic was also influenced by the significant economic potential of electricity sales for the client, which accurate electricity forecasts support. Due to the comprehensive nature of the factory, the thesis was limited to the development of gross electricity consumption forecasts.

The aim was to familiarize with the bioproduct mill's electricity consumption, identify current forecasting challenges, and improve forecasting based on these findings. The theoretical part explored sulphate pulp production, mill departments, electricity usage, Nordic electricity markets, transmission system operator activities, and electricity forecasting from the client's perspective.

The practical part involved interviewing operational staff and a representative from a company trading electricity for the client. Based on these interviews, operational pages for electricity consumption forecasts were developed in the Valmet DNA automation system. The operational page aims to provide the client with financial benefits in the form of more accurate forecasts and simplify the operational staff's work.

As a result of the thesis, the client received operational pages, i.e., electricity forecast displays, and user instructions to facilitate the creation of electricity forecasts and improve their accuracy. With the electricity forecast display, the client now has a tangible tool for forecasting gross electricity consumption, which was previously lacking. The potential for further development of the table is also significant, and a similar tool can be created for the client's other production units.