Sähkökattilan ja kaukolämpöakkujen ajotapojen optimointi CHP-voimalaitoksen yhteydessä

Abstract

Tässä opinnäytetyössä suunnitellaan Vantaan Energia Oy:n Martinlaakson CHP-voimalaitokselle hankittavien uuden sähkökattilalaitoksen ja kaukolämpöakun ajomallit ja prosessikytkennät siten, että sähkökattilalaitosta pystytään operoimaan mahdollisimman monipuolisesti eri tuotantotilanteissa. Tavoitteena on, että sähkökattilan avulla pystytään maksimoimaan kaukolämpöakkujen lämmönvarastointikapasiteetti optimoimalla akkujen lataus- ja purkulämpötilat. Samaan aikaan vaatimuksena on, että sähkökattilalla pystytään ajamaan mahdollisimman joustavasti sähkömarkkinoiden hinnanvaihtelut huomioiden, siten että sähkökattilalla pystytään osallistumaan säätösähkö- ja reservimarkkinoille.

Työn tuloksena sähkökattilalaitokselle kehitettiin kuusi erilaista ajotapaa, jotka toimivat perusteina laitoksen automaatiosuunnittelulle. Jokaiselle ajotavalle selvitettiin minimi- ja maksimitehon raja-arvot ja prosessisuureet, jotka rajoittavat tuotantoa tarkastelluissa ajotilanteissa. Jokaiselle ajotavalle määritettiin periaatteet ylös ajoa, alas ajoa, sekä ajotavasta toiseen siirtymiseen laitoksen automaatiosuunnittelun lähtötiedoiksi. Lisäksi tarkasteltiin sähkömarkkinoiden toimintaa, sekä selvitettiin mitä vaatimuksia säätösähkö- ja reservimarkkinoille osallistuminen sähkökattilalaitokselle asettaa.