Strategic roadmap for optimizing Joensuu’s energy system
Tehomaa, Lauri (2023)
Diplomityö
2023
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023061555043
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023061555043
Tiivistelmä
In this master’s thesis commissioned by Savon Voima LTD, a strategic roadmap is drawn up, with the help of which Savon Voima LTD continues to develop the optimization system for the Joensuu energy system owned by the company. In the theoretical part of the work, the operation of the district heating system and optimization methods will be reviewed, as well as the operating principle of sector integration. Also, Savon Voima LTD’s operations are presented, especially in Joensuu. In the empirical part of the work, the needs of the different stakeholder groups of Savon Voima LTD’s personnel for the optimization system are clarified by interviewing, rough energy system operating models are drawn up in different scenarios, and a strategic roadmap is created to support the development of the optimization system.
Semi-structured interviews were chosen as the research method, with the help of which the needs of different stakeholders for the optimization system could be clarified. The optimization system aims to achieve the most economical production of district heat and the most productive electricity production at a cogeneration plant without jeopardizing supply security. In addition to the reliability of the optimization system, flexibility, scalability, and the user interface’s intuitiveness emerged as essential criteria among stakeholders. The basic principles become apparent from the rough operating models of the optimization system. A more accurate simulation of the energy system would require, among other things, the clarification of the missing parameters, for which the scope of the master’s thesis was insufficient.
In addition to the goals of the optimization system, the strategic roadmap considers the necessary resources, matters to be clarified, and the time windows for each phase of the project. The service provider’s help is required to develop the optimization system due to Savon Voima LTD’s limited resources. Tässä Savon Voima Oyj:n tilaamassa diplomityössä laaditaan strateginen tiekartta, jonka avulla Savon Voima Oyj jatkaa optimointijärjestelmän kehittämistä yrityksen omistamalle Joensuun energiajärjestelmälle. Työn teoriaosassa käydään läpi kaukolämpöjärjestelmän toimintaa ja optimointitapoja, sekä perehdytään sektori-integraation toimintaperiaatteeseen. Lisäksi esitellään Savon Voima Oyj:n toimintaa erityisesti Joensuussa. Työn empiirisessä osassa selvitetään haastattelemalla Savon Voima Oyj:n henkilöstön eri sidosryhmien tarpeet optimointijärjestelmälle, laaditaan karkeat energiajärjestelmän toimintamallit eri skenaarioissa ja luodaan strateginen tiekartta optimointijärjestelmän kehittämisen tueksi.
Tutkimusmenetelmäksi valikoitui puolistrukturoidut haastattelut, joiden avulla eri sidosryhmien tarpeet optimointijärjestelmälle saatiin selvitettyä. Optimointijärjestelmän tavoitteena on saavuttaa kokonaistaloudellisesti edullisin kaukolämmön tuotanto, sekä tuottavin sähköntuotanto yhteistuotantolaitoksella ilman, että toimitusvarmuus vaarantuu. Optimointijärjestelmän luotettavuuden lisäksi joustavuus, skaalautuvuus sekä käyttöliittymän havainnollisuus nousi sidosryhmien keskuudessa tärkeiksi kriteereiksi. Karkeista optimointijärjestelmän toimintamalleista käy ilmi perusperiaatteet. Tarkempi energiajärjestelmän simulointi vaatisi muun muassa puuttuvien parametrien selvitystä, mihin diplomityön laajuus ei riittänyt.
Diplomityön tavoitteen mukainen strateginen tiekartta ottaa huomioon optimointijärjestelmän tavoitteiden lisäksi tarvittavat resurssit, selvitettävät asiat sekä aikaikkunat kullekin projektin vaiheelle. Optimointijärjestelmän kehittäminen edellyttää palveluntarjoajan apua Savon Voima Oyj:n rajallisten resurssien vuoksi.
Semi-structured interviews were chosen as the research method, with the help of which the needs of different stakeholders for the optimization system could be clarified. The optimization system aims to achieve the most economical production of district heat and the most productive electricity production at a cogeneration plant without jeopardizing supply security. In addition to the reliability of the optimization system, flexibility, scalability, and the user interface’s intuitiveness emerged as essential criteria among stakeholders. The basic principles become apparent from the rough operating models of the optimization system. A more accurate simulation of the energy system would require, among other things, the clarification of the missing parameters, for which the scope of the master’s thesis was insufficient.
In addition to the goals of the optimization system, the strategic roadmap considers the necessary resources, matters to be clarified, and the time windows for each phase of the project. The service provider’s help is required to develop the optimization system due to Savon Voima LTD’s limited resources.
Tutkimusmenetelmäksi valikoitui puolistrukturoidut haastattelut, joiden avulla eri sidosryhmien tarpeet optimointijärjestelmälle saatiin selvitettyä. Optimointijärjestelmän tavoitteena on saavuttaa kokonaistaloudellisesti edullisin kaukolämmön tuotanto, sekä tuottavin sähköntuotanto yhteistuotantolaitoksella ilman, että toimitusvarmuus vaarantuu. Optimointijärjestelmän luotettavuuden lisäksi joustavuus, skaalautuvuus sekä käyttöliittymän havainnollisuus nousi sidosryhmien keskuudessa tärkeiksi kriteereiksi. Karkeista optimointijärjestelmän toimintamalleista käy ilmi perusperiaatteet. Tarkempi energiajärjestelmän simulointi vaatisi muun muassa puuttuvien parametrien selvitystä, mihin diplomityön laajuus ei riittänyt.
Diplomityön tavoitteen mukainen strateginen tiekartta ottaa huomioon optimointijärjestelmän tavoitteiden lisäksi tarvittavat resurssit, selvitettävät asiat sekä aikaikkunat kullekin projektin vaiheelle. Optimointijärjestelmän kehittäminen edellyttää palveluntarjoajan apua Savon Voima Oyj:n rajallisten resurssien vuoksi.