Varavoimajärjestelmien suunnittelu ja soveltaminen päivittäistavarakaupan toimintojen turvaamiseksi suurhäiriötilanteissa

Abstract

Varavoimajärjestelmillä turvataan kriittisten toimintojen sähkönsaanti sähköverkon suur-häiriötilanteissa. Päivittäistavarakaupan toiminnan jatkuvuus edellyttää luotettavaa sähkönsyöttöä, ja sähkökatkot voivat aiheuttaa taloudellisia tappioita sekä elintarviketurvallisuuteen liittyviä riskejä.

Varavoimajärjestelmät koostuvat tyypillisesti dieselgeneraattoreista, akkuvarastoista ja uusiutuvista energialähteistä. Hybridijärjestelmät, joissa yhdistyvät nämä energialähteet, tarjoavat parhaan ratkaisun toimintavarmuuden ja energiatehokkuuden näkökulmasta. Lisäksi UPS-järjestelmät ovat välttämättömiä kriittisten järjestelmien, kuten verkko- ja maksujärjestelmien sähkönsyötön jatkuvuuden takaamiseksi.

Varavoimajärjestelmät voivat osallistua sähkömarkkinoille taajuusohjattuna reservinä ja tukea sähköverkon vakautta suurhäiriötilanteissa. Mikroverkot ja hajautetut varavoimaratkaisut parantavat sähköjärjestelmän resilienssiä ja energiankäytön optimointia. Varavoiman liittäminen sähkömarkkinoiden reservikapasiteetiksi voi myös tehostaa järjestelmien käyttöä ja lisätä niiden hyödyntämismahdollisuuksia.

Tekoälyn hyödyntäminen parantaa varavoimajärjestelmien käytettävyyttä. Tekoälypohjaiset energianhallintajärjestelmät mahdollistavat kuormanhallinnan optimoinnin, ennakoivan huollon ja vikaantumisten ennustamisen, mikä parantaa järjestelmien suorituskykyä ja vähentää käyttökatkoja.

Tämän työn tavoitteena on selvittää, millainen varavoimajärjestelmä voi tehokkaasti ja turvallisesti taata päivittäistavarakauppojen toimintavarmuuden sähkökatkoissa. Lisäksi työssä tarkastellaan varavoimajärjestelmien roolia sähköverkon vakauttamisessa sekä tekoälyn tarjoamia mahdollisuuksia varavoiman tehokkuuden ja toimintavarmuuden parantamisessa.

Backup power systems ensure the electricity supply for critical operations during major disruptions in the power grid. The continuity of daily grocery store operations requires a reliable electricity supply, and power outages can cause financial losses as well as risks related to food safety.

Backup power systems typically consist of diesel generators, battery storage, and renewable energy sources. Hybrid systems combining these energy sources provide the best solution in terms of operational reliability and energy efficiency. Additionally, UPS systems are essential for ensuring the continuous electricity supply for critical systems such as payment systems and cold storage.

Backup power systems can participate in the electricity market as frequency-controlled reserves and support grid stability during major disturbances. Microgrids and decentralized backup power solutions improve the resilience of the power system and optimize energy use. Integrating backup power into the electricity market as reserve capacity can also enhance the utilization of these systems and increase their potential applications.

The utilization of artificial intelligence improves the usability of backup power systems. AI-based energy management systems enable the optimization of load management, predictive maintenance, and failure forecasting, which enhances system performance and reduces downtime.

The aim of this thesis is to determine what kind of backup power system can effectively and safely ensure the operational reliability of grocery stores during power outages. Additionally, the study examines the role of backup power systems in stabilizing the electricity grid and the opportunities AI offers to improve the efficiency and reliability of backup power.