Liikekiinteistöjen virtuaalivoimalan tekniset edellytykset ja mahdollisuudet
Peltonen, Keni (2022)
Diplomityö
2022
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022120168669
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022120168669
Tiivistelmä
Diplomityössä tutkittiin liikekiinteistöjen kysyntäjoustomahdollisuuksia. Tuloksina löydettiin mitkä kulutuskuormista ovat ohjattavissa rakennusautomaatiosta ja ovat riittävän tehokkaita, jotta niiden hallinnalla on aitoa merkitystä. Kysyntäjoustoon soveltuvia kuormia löydettiin sekä supermarket- että hypermarket-kiinteistöistä. Tulosten perusteella laskettiin tyypilliset kysyntäjoustokapasiteetit järjestelmittäin. Tutkitut järjestelmät olivat ilmanvaihto, valaistus, lämmitykset, kylmäjärjestelmä, sähköautojen lataus, UPS, pumput ja lämpöpumput. Lisäksi analysoitiin kohteiden rakennusautomaatiota ja sähkön mittausten nykytilannetta. Laskennan tuloksia hyödynnetään suuremman kiinteistömassan kartoittamiseen.
Tutkimuskohteissa havaittiin nykytilassaan esteitä kysyntäjouston nopealle käyttöönotolle Fingridin markkinoita ajatellen. Havaintojen mukaan kysyntäjouston käyttöönottoon käytännön haasteet liittyvät ohjattavien kuormien ohjaus- ja mittaustapoihin. Kysyntäjouston käyttöönoton jälkeen, kiinteistöissä joudutaan tekemään priorisointia kysyntäjoustojen ja olosuhteiden (lämpötilat, ilmanvaihdon teho, valaistustaso ym.) välillä.
Fingridin ylläpitämän kantaverkon kannalta kysyntäjoustoa pyritään rakentamaan sähkökapasiteeltitaan riittävän suuriksi paketeiksi, jotta säädöillä olisi todellista merkitystä kantaverkon kannalta. Ratkaisuna edellä mainittuun ongelmaan, kiinteistöjen kysyntäjoustokuormien toisiinsa liittämisessä tutkittiin ratkaisuna virtuaalivoimala-konseptia, jossa useiden kohteiden kuormat liitetään ohjelmallisesti yhdeksi suureksi kokonaisuudeksi. Tutki-muksessa tutkittiin myös spot-hintaperusteista ohjausta ja huipputehon leikkausta.
Fingridin kantaverkkoa tukevista markkinatuotteista tutkittiin reservimarkkinoita ja analysoitiin niiden soveltuvuutta ja teknisiä reunaehtoja liikekiinteistöistä löydettyihin kysyntä-joustokuormiin. Diplomityön tulokset toimivat pohjana yrityksen kysyntäjoustostrategian muodostamiselle ja mahdolliselle tulevalle virtuaalivoimalaitokselle. The diploma thesis studied the demand response possibilities of commercial real estate. As a result, it was found which loads can be controlled by building automation and are efficient enough so that their management has real effect. Suitable loads for demand response were found in both supermarket and hypermarket properties. Based on the results, typical demand response capacities were calculated for each system. The studied systems were ventilation, lighting, heating, cooling system, electric car charging, UPS, pumps and heat pumps. Building automation of the sites and the current situation of electrical measurements were also analyzed. The results of the calculation will be used for mapping of a larger real estate mass.
The practical challenges to the implementing of demand response are related to the control and measurement methods of controlled loads. In a case demand response is already implemented, properties have to be prioritize between demand response and conditions, like power of ventilation, indoor temperature or lux level of lights.
Fingrid needs demand response to balance the grid’s supply and demand of electricity.
Fingrid needs demand response capacity of properties aggregated into large packages to be able to use it. The virtual power plant (vpp) concept means demand response loads of several properties are virtually connected into one large controllable entity.
Based on the results of the diploma thesis, a scalable virtual power plant would enable demand response for mass of commercial real estates. It would also produce economic benefits. In area of demand response, other earning models were also found. Such models include control based on spot prices and avoiding high power payments with local power limitation.
Fingrid’s reserve market was studied in terms of technical boundaries in current state of the properties. The results of the diploma work serve as a basis for forming the company's demand flexibility strategy and for a possible future virtual power plant.
Tutkimuskohteissa havaittiin nykytilassaan esteitä kysyntäjouston nopealle käyttöönotolle Fingridin markkinoita ajatellen. Havaintojen mukaan kysyntäjouston käyttöönottoon käytännön haasteet liittyvät ohjattavien kuormien ohjaus- ja mittaustapoihin. Kysyntäjouston käyttöönoton jälkeen, kiinteistöissä joudutaan tekemään priorisointia kysyntäjoustojen ja olosuhteiden (lämpötilat, ilmanvaihdon teho, valaistustaso ym.) välillä.
Fingridin ylläpitämän kantaverkon kannalta kysyntäjoustoa pyritään rakentamaan sähkökapasiteeltitaan riittävän suuriksi paketeiksi, jotta säädöillä olisi todellista merkitystä kantaverkon kannalta. Ratkaisuna edellä mainittuun ongelmaan, kiinteistöjen kysyntäjoustokuormien toisiinsa liittämisessä tutkittiin ratkaisuna virtuaalivoimala-konseptia, jossa useiden kohteiden kuormat liitetään ohjelmallisesti yhdeksi suureksi kokonaisuudeksi. Tutki-muksessa tutkittiin myös spot-hintaperusteista ohjausta ja huipputehon leikkausta.
Fingridin kantaverkkoa tukevista markkinatuotteista tutkittiin reservimarkkinoita ja analysoitiin niiden soveltuvuutta ja teknisiä reunaehtoja liikekiinteistöistä löydettyihin kysyntä-joustokuormiin. Diplomityön tulokset toimivat pohjana yrityksen kysyntäjoustostrategian muodostamiselle ja mahdolliselle tulevalle virtuaalivoimalaitokselle.
The practical challenges to the implementing of demand response are related to the control and measurement methods of controlled loads. In a case demand response is already implemented, properties have to be prioritize between demand response and conditions, like power of ventilation, indoor temperature or lux level of lights.
Fingrid needs demand response to balance the grid’s supply and demand of electricity.
Fingrid needs demand response capacity of properties aggregated into large packages to be able to use it. The virtual power plant (vpp) concept means demand response loads of several properties are virtually connected into one large controllable entity.
Based on the results of the diploma thesis, a scalable virtual power plant would enable demand response for mass of commercial real estates. It would also produce economic benefits. In area of demand response, other earning models were also found. Such models include control based on spot prices and avoiding high power payments with local power limitation.
Fingrid’s reserve market was studied in terms of technical boundaries in current state of the properties. The results of the diploma work serve as a basis for forming the company's demand flexibility strategy and for a possible future virtual power plant.