Tutkimushankkeita
Asiakkaiden osallistaminen sähköverkon kehittämissuunnitelmaan
Verkkopalveluyhtiöt ovat toimittaneet Energiavirastolle sähköverkkonsa kehittämissuunnitelmat vuodesta 2014 lähtien. Syksyllä 2021 voimaan tulleen sähkömarkkinalain muutoksen myötä verkkopalveluyhtiöiden tehtävänä oli ensimmäistä kertaa julkaista kehittämissuunnitelmansa myös asiakkaidensa ja sidosryhmiensä arvioitavaksi.
Ratkaisuna uuteen vaatimukseen kehitimme Elenia Avoin -palvelun. Kehittämissuunnitelma on hyvin laaja ja monisyinen kokonaisuus ja halusimme esittää sen konkreettisesti asiakasta itseään koskettavalla tavalla. Elenia Avoin -palvelussa syötetään käyttäjää kiinnostava osoite ja palvelu näyttää miltä sähköasemalta kohdetta syötetään ja mitä kehitystoimia omalle sähköasemalähdölle on suunniteltu. Asiakas voi tarkistaa, milloin oman osoitteen lain mukainen toimitusvarmuus saavutetaan sekä minkälaisin kehittämistoimenpitein ja aikatauluin oman alueen jakeluverkkoa kehitetään. Elenia Avoin luo kaivattua läpinäkyvyyttä sähköverkon pitkäjänteisiin suunnitelmiin, sen nykytilaan ja auttaa ymmärtämään, miten jakeluverkko toimii.
Elenia Avoin suunniteltiin ja toteutettiin keväällä 2022. Palvelu on edelleen jatkuvassa käytössä ja asiakkaamme voivat milloin tahansa tutustua heitä palvelevaan sähköverkkoon ja antaa siitä palautetta. Kehittämissuunnitelman lausunnot kerätään myös tulevina vuosina Elenia Avoin -palvelun kautta.
Turvallisuusviestinnän kehittäminen mobiilisovelluksen avulla
Projektin avulla on tarkoitus kehittää työturvallisuutta täysin uudella teknologisella ratkaisulla sekä toimintatavalla kehittämällä HSEQ-raportointipalvelun mobiilisovellukseen räätälöityjä työturvallisuuden ominaisuuksia, jotka hyödyntävät uudella tavalla pelillistämistä ja sosiaalisen median ominaisuuksia.
Mobiilisovelluksen tarkoituksena on, että voimme viestiä kaikille meillä töissä oleville tärkeillä ja erityisesti ajankohtaisilla infoilla turvallisuudesta. Käyttäjiä kannustetaan olemaan itse aktiivisia sovelluksessa jakamalla omia kokemuksiaan, havaittuja riskejä ja turvallisia toimintatapoja. Ominaisuudet suunnitellaan yhdessä urakointikumppaneiden kanssa hyödyntämällä palvelumuotoilua, jotta niistä saadaan maastossa työskenteleville mielekkäitä ja hyödyllisiä. Tämän kaltaisia mobiilisovelluksen ominaisuuksia ei ole aiemmin hyödynnetty alalla eikä vastaavia toiminnallisuuksia ole muuallakaan saatavilla tai käytössä. Projektista tehdään myös diplomityö, jossa arvioidaan turvallisuusviestintää ja HSE-prosessiin vaadittavia muutoksia liittyen mobiilisovelluksen ja HSE-toimintamallin laajamittaiseen uudistukseen. Projekti toteutetaan vuonna 2020–2021.
CCA-kyllästettyjen sähköpylväiden kierrätys
CCA-kyllästettyjen sähköpylväiden jatkokäyttö- ja hävitysmahdollisuuksien kartoittaminen -projektin jatkona Elenia etsi Global EcoProcess Services Oy:n kanssa parempaa ja vastuullisempaa tapaa käsitellä käytöstä poistettuja CCA-pylväitä. Projektissa tutkittiin laboratoriossa uutta käsittelymetodia. Myös kustannustehokkuutta tarkasteltiin. Projekti toteutettiin vuosien 2018–2019 aikana.
Turvallisuuden pelillistäminen
Vuosittain työmailla sattuu useampia läheltä piti -tilanteita sekä poissaoloon johtaneita tapaturmia, jotka olisivat ennaltaehkäistävissä oikeanlaisella asenteella, suunnitelmallisuudella ja valvonnalla. Syksyllä 2018 turvallisuuden kehittämiseksi käynnistetyn TEKO - Terveenä kotiin -ohjelman yhtenä tavoitteena on turvallisuusasenteiden parantaminen, jonka on havaittu olevan erittäin haastavaa. Osana TEKO-ohjelmaa toteutettiin projekti turvallisuuden pelillistämisestä, jossa suunniteltiin ja toteutettiin turvallisuusteemainen pakohuonepeli liikuteltavaan konttiin sekä tutkittiin sen vaikuttavuutta alan ammattilaisten keskuudessa. Tutkimuksen toteuttamiseksi pakohuonepeliä liikutettiin kesän 2019 aikana eri puolilla Suomea. Energia-alalle täysin uudenlaisen lähestymistavan avulla pyritään erityisesti parantamaan asennoitumista turvallisuutta kohtaan. Pakohuonepelin toteuttamisessa hyödynnettiin eri alojen ammattilaisia. Pakohuonepelin pelaamiseen liittyvän konseptin määrittely sekä pelin vaikuttavuuden arviointi toteutettiin diplomityönä. Projekti toteutettiin vuonna 2019.
Kunnossapidon uusien tarkastusmenetelmien tutkiminen
Sähköverkon kunnossapitotarkastuksia tehdään säännöllisesti kaikille sähköverkon osille. Projektissa tutkittiin kahden uuden digitaalisen tarkastusmenetelmän soveltuvuutta sähköverkon tarkastuksiin sekä niiden taloudellisia hyötyjä perinteisiin menetelmiin verrattuna. Uusina menetelminä tutkittiin Noiseless-äänikameran soveltuvuutta ja hyödynnettävyyttä yleisesti tarkastuksissa sekä dronen soveltuvuutta pienjännitteisen ilmajohtoverkon tarkastuksiin. Projekti toteutettiin vuonna 2019.
LVDC Rules
Projektissa tutkittiin ja kehitettiin laitteita, työkaluja ja toimintamalleja tavoitteena mahdollistaa pienjännitteistä tasasähköä (LVDC) hyödyntävän sähkönjakelutekniikan tuotantokäytön aloittaminen. LVDC-sähkönjakelu tunnistetaan potentiaaliseksi teknologiaksi kehitettäessä älykästä sähkönjakeluverkkoa, joka vastaa nykyisiin ja tulevaisuuden haasteisiin. LVDC Rules oli osa Tekesin (nykyinen Business Finland) Green Growth – Tie kestävään talouteen 2011–2015 -tutkimusohjelmaa. Projektissa oli Elenian lisäksi mukana Lappeenrannan teknillinen yliopisto ja Ensto Finland Oy. Projektin aikana kirjoitettiin useita kansainvälisiä julkaisuja sekä järjestettiin julkisia tutkimustyöpajoja – materiaali löytyy projektin verkkosivulta: https://www.lut.fi/web/en/lvdc-projects/lvdc-rules
Projekti oli käynnissä vuosina 2015–2019.
Pienjänniteverkon kulutusmuutosten havainnointi ja sähkön laadun varmistus
Sähkön laatupoikkeamien selvitykset ja toimenpiteet tehdään pääasiassa asiakasilmoitusten perusteella. Asiakkaan ilmoituksen jälkeen tarkistetaan sähkömittarilta sekä verkosta saatavat tiedot ja tehdään tarvittaessa paikallinen sähkönlaatumittaus. Näiden tietojen perusteella suoritetaan korjaavia toimenpiteitä, joita ovat tyypillisesti joko jakeluverkon vahvistus tai liittymispisteen virtojen rajoitus vaatimusten mukaisiksi.
Diplomityössä selvitettiin mahdollisuuksia kehittää sähkön laatupoikkeamien havainnointia käytössä olevien verkkotietojen sekä AMR-mittaustietojen avulla. Työssä sähkön laatupoikkeamien aiheuttajina käsiteltiin jatkuvasti yleistyviä lämpöpumppuja, sähköautoja sekä pientuotantoa. Työssä kehitettiin uusi toimintamalli, joka mahdollistaa sähkön laatupoikkeamien ennakoinnin saatavissa olevien tietojen perusteella. Diplomityössä huomioitiin myös tulevaisuuden AMR-mittareiden määrittely ja seuraavan sukupolven AMR-mittareilta vaadittavat laatuominaisuudet. Diplomityö toteutettiin vuonna 2018.
Koneälymenetelmien kehittäminen
Tulevaisuuden sähkömarkkinat tarvitsevat entistä tarkempaa tietoa. Kkaikkea tietoa ei saada suoraan sähkömittareista vaan kokonaiskuormitustietoa jaetaan pienempiin laitekohtaisiin kulutuksiin ja siihen yhdistetään esim. lämpötilaennusteet. Projektissa kehitetään koneälymenetelmiä tuottamaan tarkkaa kulutusennustetta seuraavalle päivälle sekä reaaliaikaista tietoa kulutuksen jakautumisesta. Projekti käynnistettiin 2017.
Infra-AR PoC
AR (Augmented Reality) eli Lisätty todellisuus tarjoaa laajasti käyttömahdollisuuksia myös infra-alalle, kuten verkonrakentamiseen. Toistaiseksi AR:n käyttö verkon rakentamisessa, kunnossapidossa ja vianhoidossa on ollut hyvin vähäistä. AR:n ja tietomallien käyttö voisi kuitenkin helpottaa ja nopeuttaa esim. suunnittelijoiden työtä. Projektissa tutkittiin ja ratkaistiin mobiililaitteiden paikannustarkkuuteen liittyviä haasteita mobiililaitteiden vertailun, ulkoisten GPS-laitteiden integroinnin sekä manuaalisen kalibroinnin avulla ja kartoitettiin soveltuvat tekniikat ja valittiin soveltuva (riittävän tarkka) päätelaite PoC:iin (Proof of Concept). Projektissa suunniteltiin ja toteutettin PoC sovellukselle, jolla voidaan lisätyn todellisuuden teknologiaa hyödyntäen paikantaa maastossa maahan kaivetut sähkökaapelit, muu maanalainen infra sekä kiinteistöjen rajat. Projektissa luotiin myös suunnitelma jatkotoimenpiteille ja työkalun käyttöönotolle.
Satelliittidatan hyödyntäminen
Hankkeessa selvitettiin avoimeen dataan perustuvan satelliittidatamateriaalin hyödyntämistä sähköverkkojen kasvillisuuden analysointiin sekä verkkoon vaikuttavien ympäristötekijöiden muutosten havaitsemiseen ja tulkintaan. Hanke toteutettiin vuosina 2016–2017.
Käyttökeskuksen toiminnan kehittäminen
Käyttökeskuksemme valvoo sähköverkkoa ja palvelee asiakkaita ympäri vuorokauden. Toimintaympäristössä tapahtuu käyttökeskukseenkin vaikuttavia muutoksia mm. hajautetun tuotannon lisääntyessä, maakaapelointiasteen kasvaessa ja kyberturvallisuusuhkien lisääntyessä. Diplomityössä pohdittiin, kuinka käyttökeskuksen toimintaa tulisi kehittää, jotta näihin muutoksiin voidaan vastata. Työssä vertailtiin lisäksi muiden kriittisen infrastruktuurin valvojien toimintamalleja. Diplomityö toteutettiin vuosina 2016–2017.
Sähköaseman tietomallintaminen
Tutkimuksen tehtävänä oli muodostaa tietomalli ja selvittää, kuinka malliin voidaan luoda sisältöä, esimerkiksi tietoa katkaisijoista, piirikaavioista, valokuvia ja huoltohistoriaa. Asemasta tehtiin 3D-malli ja tutkittiin, kuinka mallin sisällä voidaan liikkua tarkastellen eri yksityiskohtia. Projektin toteuttanut verkostourakointiyritys teki sähköaseman laserkeilauksen, jossa muodostettiin mittatarkka malli sähköasemasta pistepilviavaruuden kautta. Projekti toteutettiin vuonna 2016.
CCA-kyllästettyjen sähköpylväiden jatkokäyttö- ja hävitysmahdollisuuksien kartoittaminen
Elenia uudistaa verkostoaan nostamalla maakaapeloidun verkon osuuden 70 prosenttiin vuoteen 2028 mennessä sähkömarkkinalain vaatimusten mukaisesti. Vanhan verkoston purun myötä purkautuu suuri määrä CCA-kyllästettyjä puisia sähköpylväitä, jotka luokitellaan ongelmajätteeksi. Pylväiden jatkokäyttö- ja hävitysmahdollisuudet ovat haastavia. Projektissa tehtiin kattava selvitys sähköpylväiden jatkokäytön mahdollisuuksista ja ratkaisumalleista materiaalin tuottajalle sekä käsittelijälle. Projektin tavoitteena oli pohtia uusia keinoja pylväiden jatkokäyttöön ja luoda uusia liiketoimintamahdollisuuksia toimijoille. Projekti toteutettiin vuonna 2017.
Sähkönjakeluverkon rakennusmateriaalien tilaus- ja toimitusketjun hallinta
Diplomityössä tutkittiin Elenia Oy:n sähkönjakeluverkon rakennusmateriaalien tilaus- ja toimitusketjun hallintaa. Nykyisessä toimintamallissa materiaalien projektikohtainen toimituslogistiikka rajoittuu tukkuliikkeen tarjoamaan logistiikkapalveluun tai toimittajan suoratoimituksiin. Joidenkin uusien tuotteiden ja/tai valmistajien osalta nykyiset vaihtoehdot eivät käytännön tai kilpailuteknistä syistä ole toimivia. Työssä tuotiin esiin kehitysajatuksia Elenia Oy:n materiaalien tilaus- ja toimitusketjuun sekä esitettiin vaihtoehtoisia toimintamalleja materiaalin varastointiin ja hankintaan. Työssä vertailtiin toimintamalleja kustannus- ja toimintatehokkuuden näkökulmista. Diplomityö toteutettiin vuosina 2016–2017.
Information Management of Material Supply Chain in Electricity Distribution Network Construction
Diplomityössä “Sähkön jakeluverkon toimitusketjujen informaation hallinta” tarkasteltiin Elenian jakeluverkkomateriaalien toimitusketjuja ja toimitusketjun sähköistä integrointia kirjallisuuden ja muiden yritysten toimitusketjujen valossa. Projektissa luotiin toimintamalliehdotus integroidun toimitusketjun parantamiseksi ja kartoitettiin tulevaisuuden mahdollisia kehityskohteita sähköisten toimintaketjujen osalta. Diplomityö toteutettiin vuonna 2015.
Material Purchasing Management in Distribution Network Business
Diplomityössä tehtiin kirjallisuustutkimus, joka perustui alan arvostetuimpiin teoksiin sekä kvalitatiiviseen haastattelututkimukseen materiaalinhallinnasta. Työn taustalla oli tarve kehittää uusia menetelmiä Elenian materiaalien hallintaan sekä toimintamalleja ja menetelmiä uusien materiaalitoimittajien arviointiin. Projektin tuloksena saatiin menetelmä toimittajavalintaan, kysynnän ennustamiseen ja hankintasopimuksen mukaisen toiminnan mittaamiseen (scoreboard). Diplomityön tulokset olivat esillä CIRED:n 2015 konferenssissa (Material Purchasing Management in Distribution Network Business). Diplomityö toteutettiin vuonna 2014.
Lentorobottien pilotointi sähköverkon tarkastuksissa
Pilotissa todennettiin lentorobottien käytännön soveltuvuus ja kustannustehokkuus sähköverkon kunnossapidon suunnittelun apuna. Tarkoitus oli tuottaa osaamista, kokemusta ja tietoa uuden teknologian hyödyntämismahdollisuuksista tulevaisuudessa. Projektien tulosten perusteella lentorobotit ovat soveltuvia erilaisiin sähköverkon tarkastuksiin, mutta esimerkiksi lupaprosessit ja lentorobottien suorituskyky ovat vielä esteenä laajamittaiselle käytölle. Pilotti toteutettiin vuonna 2014.
ACCA – automaattinen laseranalyysi
Hankkeessa luotiin sähköverkkoyhtiöille automaattinen laseranalyysi -työkalu verkon raivaustarpeiden määrittämiseen. Sähköverkkoyhtiöiden, raivausurakoitsijoiden sekä muiden yhteistyökumppaneiden tarpeiden perusteella luotiin työkalu, joka tukee olemassa olevia ja kehitettäviä toimintamalleja ja järjestelmiä. Hankkeen tavoitteena oli tuottaa ohjelmisto, jolla verkkoyhtiöiden laserdatan perusteella voidaan suorittaa raivaustarkastus. Hanke toteutettiin vuonna 2013.
Tulokset:
ACCA jatkohanke
ACCA2‐projektissa kehitettiin aiemman raivaustarveanalyysin perusteella työkalua. Lisäksi selvitettiin mahdollisuus määrittää raivaussuunnitelma automaattisesti tehtyjen raivaustarvehavaintojen pohjalta huomioiden raivaustarve ja raivausmenetelmien kustannustekijät ja sovellettavuus. Menetelmästä toteutettiin järjestelmäpilotti ja kokeiltiin raivaussuunnitelmatiedon tuottamista, esittämistä ja siirtämistä toisiin järjestelmiin, esimerkiksi verkkotietojärjestelmään. Palveuntarjoaja kehitti projektin tulosten perusteella kaupallisesti tarjolla olevan tuotteen. Projekti toteutettiin vuosina 2013–2014.
Tulokset:
Tuuli- ja lumituhojen ennakointi metsäalueilla
Projektissa tehtiin selvitys ja tuotettiin uutta tietoa keskijännitteisten sähkölinjojen vierimetsien määrästä. Lisäksi kehitettiin toimintatapoja, joiden avulla voidaan paikantaa kohteet, joissa vierimetsä muodostaa riskin sähkölinjalle. Projektin tuloksena saatiin uutta tietoa tuulituhoalueista ja kehitettiin toimintamalleja vierimetsien aiheuttamien riskien ennaltaehkäisemiseksi. Lisäksi selvitettiin ennaltaehkäisevien toimenpiteiden taloudellisia vaikutuksia metsänomistajille. Päätoteuttajana oli Metsäkeskus ja se tehtiin Pohjois-Pohjanmaan maakuntaliiton kehittämishankkeena. Projekti totetutettiin vuosina 2013–2014.