Kaukolämmön kulutusjoustopotentiaalin tarkastelu kulutushuippujen tasoittamisessa

Abstract

Diplomityössä tutkitaan kaukolämmön kulutusjoustoa ja kulutusjoustopotentiaalia Rauman Energia Oy:n kaukolämpöjärjestelmässä. Työn tavoitteena oli tutkia ja selvittää kaukolämmön kulutusjoustopotentiaalia valitun asiakasmassan osalta työssä toteutettujen joustotestien perusteella.

Työ jakautuu teoria- ja käytännön osuuteen. Työn teoriaosuudessa tutustuttiin kaukolämmön toimintaan ja kaukolämmön kulutusjoustoon tilastojen, kirjallisuuden sekä aiempien tutkimusten kautta. Työn käytännön osuudessa toteutettiin kulutusjoustotestejä viiteen Rauman Energia Oy:n etähallintaan liitettyyn pilottikohteeseen. Kulutusjoustotesteissä pilottikohteiden lämmitysverkostojen menolämpötiloja pudotettiin aikaohjatusti referenssitasoista 2 – 4 tunnin aikajaksoiksi. Testien avulla työssä tarkasteltiin joustoilla saavutettavia tehonalenemia, joustojen optimaalista toteutumista sekä pyrittiin havainnoimaan eri muuttujien vaikutuksia joustojen toteutumiseen. Testien tuloksia peilattiin suurempaan asiakasmassaan, jonka perusteella työssä selvitettiin asiakasmassalla saavutettavaa kulutusjoustopotentiaalia. Lopulta työssä arvioitiin kulutusjoustojen hyötypotentiaalia Rauman Energian kaukolämpöjärjestelmässä.

Työn tuloksien perusteella valitulla asiakasmassalla on saavutettavissa riittävästi tehonjoustopotentiaalia hyötyjen saavuttamiseen järjestelmätasolla. Merkittävimmät hyödyt arvioitiin olevan huipputuotannon tarpeen vähentämisessä ja edullisemman peruslämmön tuotanto määrien kasvattamisessa. Tällaisia tilanteita esiintyy Rauman Energian kaukolämpöjärjestelmässä kuitenkin vain vähän vuositasolla, sillä kaukolämpöjärjestelmä on tällä hetkellä peruslämmön tuotantokapasiteetiltaan väljä suhteessa lämpökuormaan.

The thesis examines the demand-side management of district heating and the demand-side flexibility potential in the district heating system of Rauman Energia Oy. The objective of the thesis was to research and estimate the demand-side flexibility potential of the selected customer group based on the flexibility tests implemented in the work.

The thesis is divided into a theory part and a practical part. In the theory part of the work, district heating operation and the demand-side management of district heating were introduced through statistics, literature and previous studies. In the practical part of the work, demand-side flexibility tests were implemented on five buildings connected to Rauman Energia Oy's control system. The tests were implemented by lowering the supply temperature of the building's radiator networks for 2 to 4 hour periods by using time-based control method. Along with the tests, the achieved power reductions of the buildings, the optimal implementations of the test and the effects of different factors on the implementations were examined. The results of the demand-side flexibility tests were extended to a larger customer group, on the basis of which the thesis determined the demand-side flexibility potential that could be achieved with the customer group. Finally, the work estimates the benefit potential of demand-side management in Rauma Energia's district heating system.

Based on the results, the customer group selected has sufficient demand-side flexibility potential to achieve benefits at the system level. The most significant benefits were estimated to become in reduction of the need for peak production and increase of utilization rate of the primary production. However, such situations occur in Rauma Energia's district heating sys tem only rarely on an annual basis. The reason for this is the wide primary production capacity of the district heating system in relation to the heat load.