Vuosaaren Sataman varavoimaverkon investoinnin kannattavuuden selvitys ja suunnittelu
Tick, Arttu (2020)
Diplomityö
2020
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020082663268
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020082663268
Tiivistelmä
Suuret sähkökatkot voivat aiheuttaa isoja kustannuksia esim. teollisuudessa. Nykypäivänä sekä tulevaisuudessa sähköverkon häiriöt ja katkokset, sekä niistä aiheutuvat ongelmat ja riskien vaikutusten minimoiminen ovat tärkeitä asioita ottaa huomioon varsinkin, kun kyseessä on verkon luotettavuus sekä mukavan elämän mahdollistaminen ihmisille.
Verkon katkoksia, häiriöitä, tuotannollisia, logistisia tai taloudellisia ongelmia ja niiden vaikutusta voidaan pienentää hyvin suunnitellun ja oikein valitun automaattisesti toimivan varavoimaverkon avulla. Varavoimajärjestelmät ovat hyvin yleisiä ja kokoluokat vaihtelevat hyvin paljon. Varavoimajärjestelmät ovat yleensä varavoimakoneella tai energiavarastoilla toimivia itsenäisiä tai normaalin verkon kanssa rinnan toimivia järjestelmiä.
Työn ensimmäisenä tavoitteena oli tutkia varavoimaverkkoa, sen sisältöä ja erilaisia tapoja toteuttaa verkkoa. Teoriaosuus käsittelee järjestelmän laitteita, sekä verkon sähkönlaatuun vaikuttavia asioita, joiden avulla lukija saa käsityksen varavoimaverkon kokonaisuudesta. Toisena tavoitteena työssä oli tutkia taloudellista näkökulmaa varavoimaverkon hankintaan.
Asiakkaana työlle toimi Helsingin Satama ja työ tehtiin yhteistyössä Sweco Talotekniikan kanssa. Asiakkaalle selvitettiin Vuosaaren Sataman nykyisen verkon rinnalle hankittavaa varavoimaverkkoa teknisestä ja taloudellisesta näkökulmasta.
Varavoimaverkosta tehtiin kaksi erilaista ratkaisuvaihtoehtoa, joissa tutkittiin lisäksi kahta toisistaan teknisiltä ominaisuuksiltaan eroavia varavoimakoneita. Verkosta tehtiin toimivuuden varmistamiseksi molemmista vaihtoehdoista sähkötekniset laskelmat. Verkosta tehtiin myös taloudelliset laskelmat, joilla kartoitettiin katkoista aiheutuvia kustannuksia sekä varavoimaverkon investointikustannuksia sekä säästöjä mitä verkon investointi tuottaa katkostilanteissa.
Massive power failures can cause large amount of expenses, especially in industry environment. At present day and in the future, failures and disturbances on power grids and the issues caused by them, are becoming important things to keep in mind when it comes to the reliability of the power grids and comfortable living.
Grid failures, disturbances, problems and the impacts in the output, logistic and financial side can be reduced with a correctly designed and selected automatic reserve power grid. Reserve power systems are very common these days and their size in power varies a lot. Reserve power systems are usually fueled by diesel generator or with energy reserves such as batteries. They can be either independent or work in parallel with the normal grid.
The first aim of this master’s thesis was to study and research reserve power grids and systems and different ways to implement them. Theory part in this thesis covers all the possible devices and parts of reserve power grid system and subjects on things that affect the quality of the voltage on the power grid. The theory part of the thesis helps the reader to get an understanding on the whole reserve power grid system. Second aim of this thesis was to form an analysis, whether the financial invest is profitable or not.
Client for this master thesis and its researches and analyses was Port of Helsinki and their needs and interest on the subject in the harbor of Vuosaari. This thesis was made in co-operation with Port of Helsinki and Sweco Building Services. The aim was to research and report a reserve power grid for the client from a technical and financial point of view.
Two different structures for the reserve power grid was made and two different kind of diesel power generators and their functionality in the area was examined. To be clear of the functionality of the reserve power grid, electrical calculations were made. Profitability analysis was also made, aim was to present and clarify the need of reserve power grid and theoretical cost of it.
Verkon katkoksia, häiriöitä, tuotannollisia, logistisia tai taloudellisia ongelmia ja niiden vaikutusta voidaan pienentää hyvin suunnitellun ja oikein valitun automaattisesti toimivan varavoimaverkon avulla. Varavoimajärjestelmät ovat hyvin yleisiä ja kokoluokat vaihtelevat hyvin paljon. Varavoimajärjestelmät ovat yleensä varavoimakoneella tai energiavarastoilla toimivia itsenäisiä tai normaalin verkon kanssa rinnan toimivia järjestelmiä.
Työn ensimmäisenä tavoitteena oli tutkia varavoimaverkkoa, sen sisältöä ja erilaisia tapoja toteuttaa verkkoa. Teoriaosuus käsittelee järjestelmän laitteita, sekä verkon sähkönlaatuun vaikuttavia asioita, joiden avulla lukija saa käsityksen varavoimaverkon kokonaisuudesta. Toisena tavoitteena työssä oli tutkia taloudellista näkökulmaa varavoimaverkon hankintaan.
Asiakkaana työlle toimi Helsingin Satama ja työ tehtiin yhteistyössä Sweco Talotekniikan kanssa. Asiakkaalle selvitettiin Vuosaaren Sataman nykyisen verkon rinnalle hankittavaa varavoimaverkkoa teknisestä ja taloudellisesta näkökulmasta.
Varavoimaverkosta tehtiin kaksi erilaista ratkaisuvaihtoehtoa, joissa tutkittiin lisäksi kahta toisistaan teknisiltä ominaisuuksiltaan eroavia varavoimakoneita. Verkosta tehtiin toimivuuden varmistamiseksi molemmista vaihtoehdoista sähkötekniset laskelmat. Verkosta tehtiin myös taloudelliset laskelmat, joilla kartoitettiin katkoista aiheutuvia kustannuksia sekä varavoimaverkon investointikustannuksia sekä säästöjä mitä verkon investointi tuottaa katkostilanteissa.
Massive power failures can cause large amount of expenses, especially in industry environment. At present day and in the future, failures and disturbances on power grids and the issues caused by them, are becoming important things to keep in mind when it comes to the reliability of the power grids and comfortable living.
Grid failures, disturbances, problems and the impacts in the output, logistic and financial side can be reduced with a correctly designed and selected automatic reserve power grid. Reserve power systems are very common these days and their size in power varies a lot. Reserve power systems are usually fueled by diesel generator or with energy reserves such as batteries. They can be either independent or work in parallel with the normal grid.
The first aim of this master’s thesis was to study and research reserve power grids and systems and different ways to implement them. Theory part in this thesis covers all the possible devices and parts of reserve power grid system and subjects on things that affect the quality of the voltage on the power grid. The theory part of the thesis helps the reader to get an understanding on the whole reserve power grid system. Second aim of this thesis was to form an analysis, whether the financial invest is profitable or not.
Client for this master thesis and its researches and analyses was Port of Helsinki and their needs and interest on the subject in the harbor of Vuosaari. This thesis was made in co-operation with Port of Helsinki and Sweco Building Services. The aim was to research and report a reserve power grid for the client from a technical and financial point of view.
Two different structures for the reserve power grid was made and two different kind of diesel power generators and their functionality in the area was examined. To be clear of the functionality of the reserve power grid, electrical calculations were made. Profitability analysis was also made, aim was to present and clarify the need of reserve power grid and theoretical cost of it.