Sähköverkkojen toimintaan haetaan varmuutta tutkimushankkeella

Sähköverkkojen toimintavarmuutta ja häiriönsietokykyä parantava Tampereen yliopiston ja Vaasan yliopiston nelivuotinen tutkimushanke saa miljoonan euron rahoituksen STEK ry:ltä. 

Yhteishankkeessa kehitetään älykäs kokonaisarkkitehtuuri, joka yhdistää sähköverkon reaaliaikaisen tilannekuvan, hajautetun ohjauksen ja virtualisoidun suojausautomaation. Tavoitteena on parantaa Suomen sähköjärjestelmän kykyä kestää häiriöitä ja nopeuttaa palautumista esimerkiksi myrskyjen ja kyberiskujen jälkeen.

Jakelua varmistetaan kriisitilanteita varten

Vaikka Suomen sähkönjakelun luotettavuus on kansainvälisesti huippuluokkaa, kasvaa yhteiskunnan riippuvuus sähköstä jatkuvasti. Viime vuosina sähköverkkoja ovat koetelleet myrskyt, laiterikot ja energiainfrastruktuuriin kohdistuneet kyberuhat. 

Tampereen yliopiston johtamassa Virtualized Technology Assisted Situational Awareness and Multilayer Resilient Control for Microgrids (ViSMART_MG) – tutkimushankkeessa kehitetään innovatiivisia työkaluja ja toimintamalleja, joilla varmistetaan sähkönjakelu vaikeissakin olosuhteissa.

Hanke sai rahoitusta Sähkötekniikan ja energiatehokkuuden edistämiskeskus STEK ry:n “Sähkö- ja energiajärjestelmän resilienssi”- teemahausta, jossa etsittiin keinoja tehdä sähköverkosta paremmin häiriöitä kestävä, tukea uusiutuvan energian luotettavaa käyttöä ja kehittää uudenlaista yhteistyötä sähköjärjestelmän kokonaisturvallisuuden vahvistamiseksi.

Digitaaliset kaksoset 

Tempereen ja Vaasan yliopistojen tutkijat kehittävät hajautettua ohjausta ja virtualisoitua suojausautomaatiota digitaalisten kaksosten avulla. 

Hajautettu ohjaus ja älykkäät algoritmit varmistavat, että sähköjärjestelmän eri osat kykenevät automaattisesti tasapainottamaan ja suojaamaan itseään esimerkiksi laitevikojen tai kyberhyökkäysten sattuessa. Ohjelmistopohjaiset, virtualisoidut suojausjärjestelmät tuovat joustavuutta ja nopeutta perinteisten suojauslaitteiden rinnalle. 

”Ratkaisuistamme on laajasti hyötyä yhteiskunnan toimijoille: sähkönjakeluyhtiöt saavat parempia työkaluja katkosten ehkäisyyn ja häiriöiden korjaamiseen, ja energiajärjestelmien operaattorit sekä palveluntarjoajat voivat tarjota asiakkailleen luotettavampaa ja kustannustehokkaampaa sähköä, sanoo tiedotteessa hankkeen vetäjä, apulaisprofessori Hamed Badihi Tampereen yliopistosta.

Konsortio tekee tiivistä yhteistyötä jakeluverkkoyhtiöiden, teollisuuden toimijoiden ja viranomaisten kanssa. Hanke toimii kivijalkana uudelle ekosysteemille, jonka odotetaan laajentuvan ja saavan lisärahoitusta vuoteen 2029 mennessä. 

Voisi olla jopa vientituote

Hankkeen edetessä mukaan on tarkoitus liittää uusia kumppaneita pilotointeja varten. Näin varmistetaan, että projektin tulokset otetaan käytäntöön ja että ne tukevat alan standardisoinnin, sääntelyn ja liiketoimintamallien uudistuksia. 

Tutkimus- ja kehitystyön tuloksena syntyvät modulaariset ja skaalautuvat teknologiat voivat kiinnostaa myös kansainvälisiä verkkoyhtiöitä ja teknologiatoimittajia. 

”Hankkeessa yhdistyy teknologinen kunnianhimo ja konkreettiset ratkaisut, joilla voidaan parantaa sähköverkon häiriönsietokykyä ja niistä palautumista.  STEK haluaa jatkossakin rahoittaa, jotta energiamurros etenee kestävästi ja tehokkaasti”, toteaa STEKin toimitusjohtaja Tapio Koivu. 

Projektiryhmä

Hamed Badihi on automaatiotekniikan ja luotettavien järjestelmien apulaisprofessori (Assistant Professor) Tampereen yliopistossa ja johtaa Dependability and Automation Research in Cyber-Physical Systems (DARES) -tutkimusryhmää. Hän on erikoistunut kunnonvalvontaan, vikatilanteita ja hyökkäyksiä sietäviin ohjausratkaisuihin sekä turvalliseen automaatioon kriittisissä energia- ja teollisuusympäristöissä. Hänellä on laaja kansainvälinen tutkimus- ja opetuskokemus Kanadasta, Kiinasta ja Suomesta.

Azwirman Gusrialdi on apulaisprofessori (Assistant Professor) Tampereen yliopiston automaatio- ja konetekniikka -yksikössä. Hänen tutkimuksensa keskittyy skaalautuvien ohjaus- ja optimointialgoritmien kehittämiseen. Tavoitteena on varmistaa kyberfyysisten järjestelmien optimaalinen, toimintavarma ja turvallinen toiminta, erityisesti sähköjärjestelmien ja älyliikenteen sovelluksissa. Lisäksi hän johtaa Intelligent Networked Systems -tutkimusryhmää.

Mike Mekkanen on Vaasan yliopiston vanhempi tutkija, jolla on yli 30 vuoden kokemus sähkötekniikasta, erityisesti IEC 61850 -pohjaisista suojaus- ja automaatiojärjestelmistä. Hänen erikoisalaansa on kyberfyysisten järjestelmien kyberturvallisuus ja digitaalisten kaksosten hyödyntäminen kriittisissä infrastruktuureissa.