Vantaan raitiotiehankkeen ja kaupungin rakentamisen vaikutukset sähkönjakeluverkkoon

Abstract

Tässä diplomityössä selvitetään Vantaan raitiotiehankkeen ja sitä seuraavan lisärakentamisen vaikutuksia Vantaan Energia Sähköverkot Oy:n keskijänniteverkkoon. Työssä tarkastellaan raitiotien, uudisrakentamisen sekä sähköautojen määrän lisääntymisen vaikutusta jakeluverkon kuormitukseen. Tarkastelu keskittyy raitiotiealueen sähköasemiin sekä asemien johtolähtöjen tuleviin huipputehoihin vuoteen 2050 ulottuvalla ennusteella.

Kuormitusennusteen pohjana käytettiin raitiotiehen liittyvää taustamateriaalia, jonka pohjalta raitiotiestä sekä rakentamisesta seuraavia kuormituksia pystyttiin määrittelemään. Sähköautojen osalta ennuste perustuu liikkumisen tutkimusaineistoon sekä mitattuihin liikennetietoihin. Lähtötietojen avulla luotu ennustettu kuormitus yhdistettiin nykyisen verkon kuormitusprofiiliin.

Tarkastelun perusteella keskijänniteverkon valmius tuleville muutoksille on pääsääntöisesti hyvä. Uusien sähköasemien rakentaminen mahdollistaa uusien kuormituksien sijoittumista raitiotien läntiselle alueelle. Itäisen alueen uusi kulutus pystytään syöttämään nykyisien sähköasemien toimesta, mutta uudelle johtolähdölle on tarvetta tulevien kuormien kattamiseksi.

Vakavan vikatilanteen aikaiseen korvaustilanteeseen täytyy varautua tulevaisuuden osalta uusilla varayhteyksillä Itä-Vantaan sähköasemilla. Näin varmistetaan verkon toimitusvarmuus suuren sähköasemavian sattuessa, ilman huolta kaapeleiden vaurioitumisesta ylikuormituksen takia.

This master’s thesis was made to investigate the impacts of the Vantaa tramroad project and the following urban development on the medium voltage network of Vantaan Energia Sähköverkot Oy. The study examines how the tramroad, new construction and the developing number of electrical vehicles affect the load the distribution network faces. The focus in this work is on the substations within the tramroad area and the future peak power demand on the substation feeder lines. The forecast extends to the year 2050.

The load forecast is based on background material related to the Vantaa tramroad project. This material was used to estimate the loads resulting from the usage of the tramroad and the planned residential and office construction. The electric vehicle forecast relies on research data and measured traffic information. The resulting projected load profile, based on the initial data, is combined with the current network load profile.

According to the analysis, the current medium voltage network is generally ready for the forecasted loads. The construction of two new substations supports new loads taking place in the western area of the tramroad. In the eastern part of the tramroad area, the new consumption can be fed by the existing substations. Although a new feeder line is required to meet the future demand.

To prepare the network for serious fault scenarios, new backup connections are needed between the substations in Eastern Vantaa. These connections help ensure reliable distribution of electricity even in the event of major substation fault, without any damage from overloaded feeder lines.