23 results on '"Haapaniemi, Jouni"'
Search Results
2. Convolutional neural networks in estimating the spatial distribution of electric vehicles to support electricity grid planning
- Author
-
Tikka, Ville, Haapaniemi, Jouni, Räisänen, Otto, and Honkapuro, Samuli
- Published
- 2022
- Full Text
- View/download PDF
3. Laaja-alaisen aurinkosähkön yleistymisen huomioivat sähköverkon mitoitusperiaatteet
- Author
-
Haapaniemi, Jouni, Supponen, Antti, Räisänen, Otto, Haakana, Juha, Vilppo, Julius, Repo, Sami, Lassila, Jukka, Lappeenrannan-Lahden teknillinen yliopisto LUT, Lappeenranta-Lahti University of Technology LUT, and fi=School of Energy Systems|en=School of Energy Systems
- Subjects
Mitoittaminen ,Hajautettu pientuotanto ,Aurinkosähkö ,Sähköverkko ,Sähkönjakelu - Abstract
Tässä raportissa esitetään tutkimushankkeen ”Laaja-alaisen aurinkosähkön yleistymisen huomioivat sähköverkon mitoitusperiaatteet" tuloksia. Tutkimushankkeessa selvitettiin miten nykyiset aurinkosähkön huomioivat sähköverkon mitoitusperiaatteet soveltuvat sekä yksittäisten suurten että laajasti yleistyvien kotitalouskokoluokan aurinkosähköjärjestelmien liittämiseen, ja miten mitoitusperiaatteita tulisi kehittää. Tämän lisäksi tutkimuksessa selvitettiin joustavien ratkaisuiden, kuten aurinkosähköinverttereiden loistehon säädön, vaikuttavuutta verkon kapasiteetin riittävyyteen aurinkosähköjärjestelmien yleistyessä. Tutkimuksessa havaittiin, että nykyisessä nopeiden jännitemuutosten yhtälöön perustuvassa voimalaitoksen vaikutusten mitoitustavassa on päivitystarpeita liittyen aurinkosähkötuotannon ominaispiirteet huomioivaan parametrisointiin. Toisin sanoen, nykyiset parametrisoinnit voivat johtaa tarpeettomiin sähköverkoston vahvistusinvestointeihin tai vaihtoehtoisesti asiakkaiden aurinkosähköjärjestelmien mitoituksen rajoittamiseen tarpeettoman pieniksi. Aurinkosähkön laaja-alaisen yleistymisen huomioinnissa tulee tarkastella myös jännitetason nousua sähköverkossa. Tutkimuksessa havaittiin, että aurinkosähköinvertterien hyödyntämisellä loistehon säätöön voidaan hillitä jännitteen nousun ongelmia. Simulaatioiden perusteella havaittiin myös, että maltillinen aurinkosähkön yleistyminen vähentää sähköverkossa muodostuvia häviöitä. Loistehon säädön käyttämisen havaittiin lisäävän hieman häviöitä ja aiheuttavan jakelumuuntajien ylikuormittumisriskin kasvua, mutta simulaatioiden perusteella näiden merkitys on vähäinen, jollei hyvin suurella osalla asiakkaista ole aurinkosähköjärjestelmää. Publishers version
- Published
- 2022
4. Assessing the feasibility of methods to enhance the security of supply of critical infrastructure
- Author
-
Haakana, Juha, primary, Vilppo, Julius, additional, Raisanen, Otto, additional, Haapaniemi, Jouni, additional, and Lassila, Jukka, additional
- Published
- 2022
- Full Text
- View/download PDF
5. Energy transition changing land use – estimating large-scale PV and Power-to-X potential of present peat production areas
- Author
-
Raisanen, Otto, primary, Vilppo, Julius, additional, Haapaniemi, Jouni, additional, Supponen, Antti, additional, Karjunen, Hannu, additional, Repo, Sami, additional, and Lassila, Jukka, additional
- Published
- 2022
- Full Text
- View/download PDF
6. Crown snow load outage risk model for overhead lines
- Author
-
Räisänen Otto, Suvanto Susanne, Haapaniemi Jouni, and Lassila Jukka
- Subjects
General Energy ,Mechanical Engineering ,Building and Construction ,Management, Monitoring, Policy and Law - Published
- 2023
- Full Text
- View/download PDF
7. Flexible and Reliable Electricity Distribution Network - Electricity distribution regulation and business opportunities
- Author
-
Haakana, Juha, Haapaniemi, Jouni, Räisänen, Otto, Vilppo, Julius, Lassila, Jukka, Lappeenrannan-Lahden teknillinen yliopisto LUT, Lappeenranta-Lahti University of Technology LUT, and fi=School of Energy Systems|en=School of Energy Systems
- Subjects
verkon arvo ,liiketoiminta ,sähkönjakelu ,turnover ,sääntely ,regulation ,liikevaihto ,business ,electricity distribution ,network value - Abstract
Tässä tutkimusraportissa on käsitelty sähkönjakelun sähköverkkoliiketoiminnan näkymiä sekä kehitysaskeleita. Tutkimuksessa on haettu vastauksia siihen, miten sähkömarkkinalakiin vuonna 2021 tehty muutos vaikuttaa sähköverkkoliiketoimintaan tai millaisia vaikutuksia muuttuneilla valvontamenetelmillä on verkkoliiketoimintaan. Näiden suuria linjoja sisältävien tutkimuskysymysten lisäksi esiin on nostettu joukko pienempiä tutkimuskysymyksiä. Sähköverkkotoimiala kohtaa merkittäviä liiketoiminnallisia haasteista tulevien vuosien aikana. Haasteita syntyy sekä lainsäädännöstä että viranomaissääntelystä, mutta myös sähköverkkojen ikääntymisen, sähkön toimitusvarmuuden, sähkön kysynnän muutoksen ja jopa asiakaskadon seurauksena. Haasteet näyttäytyvät aikajanalla eri tavoin. Lyhyellä aikavälillä liiketoiminnan sääntelystä seuraa haasteita, sillä se pakottaa verkkotoimijoita leikkaamaan liikevaihtoaan samanaikaisesti, kun sähköntoimitusvarmuuden kehittämisvelvoitteen täyttäminen edellyttää merkittäviä korjausinvestointien läpiviemistä. Pidemmällä aikavälillä sähkön kysynnässä ja asiakkaiden pysyvyydessä tapahtuvat osin vaikeasti ennakoitavat muutokset voivat heikentää verkon kehittämisratkaisuiden taloudellista kannattavuutta. Tämä tutkimusraportti on osa laajempaa tutkimushanketta Joustava ja toimintavarma sähkönjakeluverkko, jonka yhteydessä on jo aiemmin julkaistu raportit: - Joustava ja toimintavarma sähkönjakeluverkko - Asiakaskatoriski ja käyttöpaikkakohtainen toimitusvarmuus - Joustava ja toimintavarma sähkönjakeluverkko - Joustoresurssit käyttötoiminnassa - Joustava ja toimintavarma sähkönjakeluverkko - Pienasiakkaiden tehoperusteinen sähkönsiirron hinnoittelu haja-asutusalueilla toimivissa jakeluverkkoyhtiöissä This research report deals with the prospects and development steps of the electricity distribution electricity network business. The study has focused on questions; how the amendment to the Finnish Electricity Market Act in 2021 will affect the electricity network business or what kind of effects the changed regulatory methods will have on the distribution network business. In addition to these broad research questions, several smaller research questions have been raised. The electricity distribution sector will face significant business challenges in the coming years. Challenges arise both in terms of legislation and regulation, but also as a result of the aging of electricity networks, security of electricity supply, changes in electricity demand and even customer losses. Challenges appear differently on the timeline. In the short term, business regulation will pose challenges, as it forces network operators to cut their turnover significantly in the next few years, at the same time as fulfilling the obligation to develop security of electricity supply requires significant repair investments. In the long term, changes in electricity demand and customer contract termination may weaken the feasibility of network development solutions. This research report is part of a larger research project Flexible and Reliable Electricity Distribution Network, for which reports have already been published: - Flexible and reliable electricity distribution network – Risk of customer contract termination and security of supply at the customer points - Flexible and reliable electricity distribution network - Flexible resources in operation - Flexible and reliable electricity distribution network - Power-based pricing of electricity distribution for small customers in distribution network companies operating in sparsely populated areas The reports are written in Finnish. Publishers version
- Published
- 2022
8. Joustava ja toimintavarma sähkönjakeluverkko - Pienasiakkaiden tehoperusteinen sähkönsiirron hinnoittelu haja-asutusalueilla toimivissa jakeluverkkoyhtiöissä
- Author
-
Haapaniemi, Jouni, Räisänen, Otto, Haakana, Juha, Vilppo, Julius, Lassila, Jukka, Lappeenrannan-Lahden teknillinen yliopisto LUT, Lappeenranta-Lahti University of Technology LUT, and fi=School of Energy Systems|en=School of Energy Systems
- Subjects
Tehoperusteinen hinnoittelu ,verkkopalvelumaksu ,sähkönjakelu - Abstract
Tässä raportissa käsitellään sähkönjakelun verkkopalvelumaksujen tehoperusteisen hinnoittelun kehittämistä erityisesti harvaan asutuilla alueilla toimivien jakeluverkkoyhtiöiden näkökulmasta. Raportissa esitetään hinnoittelun kehittämiseen liittyviä ilmiöitä, hinnoittelun kehittämisellä saavutettavia hyötyjä sekä aiheutuvia haasteita huomioiden erityisesti maaseutumaisen sähköverkoston ominaispiirteet. Tutkimuksessa havaittiin, että tehoperusteisen hinnoittelun käyttöönotto voi tehostaa verkoston kapasiteetin käyttöä, mikäli asiakkaat ottavat hinnoittelun huomioon laite- ja kuormitusvalinnoissaan. Tämän tulisi pitkällä aikavälillä hillitä verkostoon sitoutuvaa omaisuutta, ja täten verkkopalvelumaksujen korotuspainetta. Hinnoittelun kehittäminen tulee tehdä tarkkaan harkiten, sillä liian korkea tehomaksun painotus voi myös johtaa kustannusvastaavuuden näkökulmasta epäoikeudenmukaiseen maksujen jakautumiseen asiakkaiden kesken, koska harvaan asutuilla alueilla merkittävä osa kustannuksista aiheutuu asiakkaan verkkoliittymän olemassaolosta. Publishers version
- Published
- 2021
9. Joustava ja toimintavarma sähkönjakeluverkko - Joustoresurssit käyttötoiminnassa
- Author
-
Haakana, Juha, Pinomaa, Antti, Karppanen, Janne, Tikka, Ville, Räisänen, Otto, Haapaniemi, Jouni, Mashlakov, Aleksei, Lassila, Jukka, Lappeenrannan-Lahden teknillinen yliopisto LUT, Lappeenranta-Lahti University of Technology LUT, and fi=School of Energy Systems|en=School of Energy Systems
- Subjects
käyttötoiminta ,sähkönjakelu ,joustoresurssit ,electricity distribution ,operations ,flexibility resources - Abstract
Tässä tutkimuksessa on tarkasteltu sähkönjakelun käyttötoiminnan nykytilaa sekä sen käytössä olevia joustoresursseja. Niitä ovat sekä verkkotoimijan hallitsemat tekniset joustoresurssit että verkkotoimijan palveluna ostamat joustoresurssit. Käyttötoiminnan hallinnassa olevia joustoresursseja ovat mm. muuntajien käämikytkimet, verkkoon kytketyt pientuotannon liitäntälaitteet, mikroverkkojen operointilaitteistot ja varavoimakoneet. Näitä hyödyntämällä verkkotoimija voi vaikuttaa verkon jännitteeseen, käyttötilanteeseen, kuormitukseen sekä toimitusvarmuuteen. Verkkotoimijan palveluna hankkimat resurssit ovat toisten osapuolten hallinnassa olevia resursseja. Tällaisia ovat sähkönkäyttäjien ohjattavissa olevat kuormat käsittäen esimerkiksi rakennusten lämmitys- ja sähköauton latauskuormia. Parhaassa tapauksessa verkon kuormitusta voidaan keventää kuormanohjauksella merkittävästi. Joustoresursseja hyödyntämällä käyttötoiminta voi lykätä verkon vahvistusinvestointeja tai parhaassa tapauksessa verkon vahvistaminen voidaan välttää. Joustoresurssien laajamittaiseksi hyödyntämiseksi verkkotoimijoiden on hyvä valmistella hankkeita, joissa joustoratkaisuja koestetaan verkkotoimijoiden omassa toimintaympäristössä. Pilottihankkeet ovat tarpeen erityisesti verkkotoimijan palveluna hankkimissa joustoresursseissa, joissa asiakkaan ohjattavien kuormien lisäksi osapuolena on usein myös kuormanohjausaggregaattori. This study has considered the present state of electricity distribution operations and the flexible resources. These include both the technical flexibility resources managed by the distribution system operator (DSO) and the flexibility resources purchased as a service by DSO. Flexible resources of DSO include for instance transformer on-load tap-changers, grid-connected smallscale production connection devices, microgrid operating equipment and backup power machines. By utilizing these, the DSO can influence the network voltage, operating situation, load and security of supply. Resources acquired by the DSO as a service are resources under the control of other parties. These are the loads that can be controlled by electricity users, including, for example, the heating loads of buildings and electric cars charging loads. In the best case, the load on the network can be significantly reduced by load control. By utilizing flexibility resources, operations can delay network reinforcement investments or, at best, network reinforcement can be avoided. To be able to make extensive use of flexibility resources, it is good for the DSOs to prepare projects in which flexibility solutions are tested in the network operators' own operating environment. Pilot projects are especially needed in flexible resources acquired by a DSO as a service, in which, in addition to the controllable loads of the customer, a load control aggregator is also involved. Publishers version
- Published
- 2021
10. Joustava ja toimintavarma sähkönjakeluverkko - Asiakaskatoriski ja käyttöpaikkakohtainen toimitusvarmuus
- Author
-
Lassila, Jukka, Haakana, Juha, Haapaniemi, Jouni, Räisänen, Otto, Perosvuo, Arimo, Partanen, Jarmo, Lappeenrannan-Lahden teknillinen yliopisto LUT, Lappeenranta-Lahti University of Technology LUT, and fi=School of Energy Systems|en=School of Energy Systems
- Abstract
Tässä raportissa esitetään tuloksia sähkönjakeluverkon toimitusvarmuusjoustoon liittyen. Jouston mahdollisuuksia ja haasteita tarkastellaan tutkimuksessa erityisesti sähkönjakeluyhtiön mutta myös pienasiakkaan näkökulmasta. Raportissa käsitellään myös taantuvien alueisiin liittyvää asiakaskatoilmiötä ja siihen liittyviä taustatekijöitä. Toimitusvarmuusjouston merkitys voi korostua juuri asiakaskatoriskialueilla. Publishers version
- Published
- 2020
11. Open Data in the Development of Future Electricity Distribution Systems
- Author
-
Raisanen, Otto, primary, Haapaniemi, Jouni, additional, Tikka, Ville, additional, Haakana, Juha, additional, Lassila, Jukka, additional, and Partanen, Jarmo, additional
- Published
- 2020
- Full Text
- View/download PDF
12. Electricity customer and electricity distribution network 2030
- Author
-
Lassila, Jukka, Haakana, Juha, Haapaniemi, Jouni, Räisänen, Otto, Partanen, Jarmo, Lappeenrannan-Lahden teknillinen yliopisto LUT, Lappeenranta-Lahti University of Technology LUT, and fi=School of Energy Systems|en=School of Energy Systems
- Subjects
lämmitysjärjestelmä ,sähkön toimitusvarmuus ,sähkön pientuotanto ,change in electricity demand ,heating system ,sähkön kysynnän muutos ,population decline ,security of electricity supply ,haja-asutusalueen sähköverkko ,electricity small-scale production ,sähköautot ,väestön väheneminen ,electric vehicles - Abstract
Hankkeessa saavutetut tulokset ilmentävät sitä haasteellisuutta, mitä liittyy erityisesti taantuvien alueiden sähkönjakeluinfrastruktuurin kehittämiseen. Tulokset tukevat käsitystä, että useissa skenaarioissa verkossa siirrettävän sähköenergian määrä vähenee, mutta tehot kasvavat. Sähköverkon mitoituksen kannalta tämä on haasteellista, koska verkon siirtokapasiteetti määräytyy huipputehojen perusteella. Tulokset indikoivat kuitenkin, että mm. asiakasjoustolla, siirtohinnoittelun kehittymisellä ja uusilla teknisillä ratkaisuilla voidaan myötävaikuttaa sähkönjakelun kustannustehokkaaseen kehittymiseen. Sähkön kysyntä ja siinä tapahtuvat muutokset Keskeisimmät sähkön kysyntään vaikuttavat tunnistetut muutostekijät ovat liikenteen sähköistyminen, aurinkosähkön tuotanto sekä kiinteistöjen lämmitystapamuutokset. Näiden lisäksi taantuvien alueiden väestömuutos sekä ilmastomuutoksen aiheuttama keskilämpötilan kasvu näkyvät sähkön tarpeessa. Muutostekijöiden yhteisvaikutus on huipputehoja kasvattava, vaikka sähköenergian siirtotarve näyttääkin vähenevän. Tehopiikkien kasvu on huomioitava erityisesti pienjänniteverkkojen suunnittelussa. Tulevaisuudessa tekniikan kehittyminen ja sähkönkäytön kustannukset luovat kannustimet vaihtoehtoisille sähköntoimitusratkaisuille. Verkkojen omaisuuden hallinnan, verkostosuunnittelun ja –mitoittamisen näkökulmasta kohdekohtainen sähkönkäytön seuranta, avoimien tietoaineistojen hyödyntäminen sekä asiakaskontaktointi ovat keskeisessä roolissa. Sähköautot Liikenteen sähköistymiselle on vahvat ajurit niin maailmanlaajuisesti kuin kansallisestikin. Sähkön kysynnässä sähköautoilu tulee näkymään sähkön kysynnän kasvuna kasvattaen sekä sähköenergian kysyntää että jakeluverkon huipputehoja paikallisesti varsinkin pienjänniteverkoissa. Tehojen muutoksen suuruuteen vaikuttavat yleistymisen nopeuden lisäksi sähköauton käyttäjien suosimat latausratkaisut (teho ja ajoitus). Sähköenergian tarpeeseen vaikuttavat ajotarpeet (matkat) sekä sähköautojen akkukapasiteetit. Verkkojen kehittämisen näkökulmasta keskeisimmät haasteet liittyvät oikeanlaiseen mitoittamiseen (huipputehojen arviointi) etenkin pienjänniteverkoissa ja siihen, että sähköautojen yleistymisen aikataulu voi olla nopea suhteessa sähköverkon uusiutumiseen. Haitallisia verkkovaikutuksia voidaan hillitä älykkäillä latausratkaisuilla ja lataustehojen suuruuksien järkevöittämisellä. Pientuotanto (aurinkosähköjärjestelmät) Uusiutuvan tuotannon lisääntyminen näkyy haja-asutusalueilla erityisesti aurinkosähköjärjestelmien yleistymisenä. Sähkön kysynnässä aurinkosähkön tuotanto näkyy eniten kevät- ja kesäaikaan. Pienasiakkaalla sähkön tarve on päiväsaikaan yleensä vähäisempää, jolloin tuotanto siirtyy suurelta osin verkkoon päin. Aurinkosähköjärjestelmien tuotantotehopiikit ovat pääsääntöisesti pienempiä kuin asiakkaiden nykyiset vuoden aikana ilmenevät (lämmitys)tehopiikit, mutta tuotantotehojen samanaikaisuus voi alueilla johtaa heikoimmissa verkonosissa jännitetaso-ongelmiin. Tilannetta voidaan helpottaa älykkäillä kuormanohjausratkaisuilla (esim. lämminvesivaraajan samanaikainen käyttö aurinkoisina hetkinä) sekä järjestelmän järkevällä mitoittamisella. Lämmitystapamuutokset Lämmitysjärjestelmäsaneeraukset näkyvät jossakin määrin sähkön kysynnän kehittymisessä. Muutosilmiönä tämä on kuitenkin liikenteen sähköistymistä ja pientuotantoa maltillisempi, mutta voi silti alueellisesti vaikuttaa merkittävästi sähköntarpeeseen, mikäli alueella on paljon saman tyyppisiä lämmitysratkaisuja. Tällöin sähköntarve tyypillisesti kasvaa siirryttäessä esim. öljylämmityksestä maalämpöön tai vastaavasti sähköntarve pienenee muutettaessa nykyinen sähkölämmitys maalämpöön. Saneeraukset voivat joissakin tapauksissa näkyä jännitteen laadun heikentymisenä. Näin voi tapahtua erityisesti kohteissa, joissa on entuudestaan heikko jännitejäykkyys. Väestön väheneminen ja asiakaskato Taantuvilla alueilla väestö vähenee tasaisesti tarkoittaen usein tyhjilleen jääviä kiinteistöjä. Sähkönkäytössä tapahtuvat muutokset riippuvat paljon siitä, jääkö asukkaiden poistuessa kiinteistö kylmilleen, peruslämmöille vai tuleeko kiinteistöön uusia asukkaita. Asiakaskato voi kasvattaa riskiä, että verkosta uusitaan sellaisia osuuksia, joissa ei olekaan sähkönkäyttöä jonkin ajan kuluttua. Tällaisten verkonosien saneerausta onkin pyrittävä lykkäämään hallitusti, mikäli verkon ikä ja mekaaninen kunto sen mahdollistavat. Tällaisissa kohteissa sähkön toimitusvarmuutta voidaan silti parantaa esimerkiksi vierimetsän hoidolla ja johtokatuja leventämällä. Toimenpiteet mahdollistavat tilanteen seuraamisen hallitusti niin, että nähdään, onko verkon saneeraamiselle lopulta tarvetta. Taantuvilla alueilla tällaiselle toimintamallille on erityinen tarve. Sähkön toimitusvarmuus Muutostekijät lisäävät yhteiskunnan odotusarvoa katkottomalle sähkön toimitukselle. Kasvavat odotusarvot näkyvät lainsäädännössä, jonka mukaan haja-asutusalueilla on saavutettava sähkön toimitusvarmuudessa merkittävä kehitysaskel vuoden 2028 tai 2036 loppuun mennessä. Harvaanasutuilla seuduilla sähköverkon saneeraustarpeet ovat huomattavat. Toimitusvarmuustavoitteiden täyttymiseen on käytettävissä useita kehittämisvaihtoehtoja. Kustannustehokkaimmat ratkaisut ovat voimakkaasti alueriippuvaisia. Esimerkiksi alueen sähkönjakeluverkon vikaherkkyys, sähkön tarpeen kehittyminen, kehittämisolosuhteet ja yksikköhinnat vaikuttavat tähän. Tässä raportissa esitettyjen elinkaarilaskelmien esimerkkitulokset pohjautuvat Energiaviraston julkaisemiin valtakunnallisiin yksikköhintoihin. Alueilla, joissa sähkön kysynnässä on esimerkiksi asiakaskadon myötä ennakoitavissa laskua tai alueelle kohdistuu muita epävarmuustekijöitä ja verkko on iän sekä mekaanisen kunnon puolesta hallittavissa, suositellaan saneerausten hallittua lykkäämistä. Tällöin toimitusvarmuuden myönteinen kehitys voidaan varmistaa esimerkiksi vierimetsänhoidon, leveiden johtokatujen ja yksittäisten pylväsvaihtojen muodossa. Varsinaiset verkon saneerausresurssit voidaan tällaisessa toimintamallissa kohdistaa alueille, joissa sähkön kysynnälle ja jakeluverkon olemassa ololle on varmemmat lähtökohdat. Tulevaisuudessa myös asiakas- ja verkkojoustolla voi olla merkitystä toimitusvarmuuden tavoittelussa. Mikroverkkoratkaisut ja asiakaskohtainen sopiminen toimitusvarmuuden täyttymisestä mahdollistaisi harvaanasutuilla seuduilla investointien kohdistamisen ja toteutumisen nykyistä kustannustehokkaammin. The results of the project reflect challenges faced in the development of the electricity distribution infrastructure in declining regions. The results support the notion that in most scenarios the amount of electric energy transmitted on the network will decrease, but the powers will increase. Considering the dimensioning of the distribution network, this is challenging as the transmission capacity of the network is determined based on peak powers. The results indicate, however, that it is possible to contribute to the cost-effective development of electricity distribution for instance by demand response, development of transmission pricing and new technical solutions. Demand for electricity and changes in the demand The key factors of change recognized to have an influence on the electricity demand are electrification of transport, solar power production and changes in methods for heating buildings. Further, demographic changes in declining regions and the increase in the average temperature caused by climate change have an effect on the electricity demand. The combined effect of these factors increases peak powers, even though the demand for electric energy to be transmitted seems to decrease. The increase in power peaks has to be taken into account especially when planning low-voltage networks. In the future, technological development and costs of electricity use will provide incentives for alternative methods of electricity supply. From the perspectives of network asset management, network planning and dimensioning, key actions are monitoring of electricity use on sites of consumption, application of open data, and customer contacts. Electric vehicles Electrification of transport has strong drivers both globally and nationally. Electric vehicles will have an effect on the electricity demand, boosting both the demand for electric energy and peak powers of the distribution network particularly at the local level, most notably in low-voltage networks. Besides the growth rate of the electric vehicle fleet, the magnitude of change in powers is also affected by charging solutions favoured by electric vehicle owners (power and timing). The demand for electric energy is influenced by distances driven and the battery capacities of vehicles. From the perspective of distribution network development, the key challenges are related to correct dimensioning (estimation of peak powers) particularly in low-voltage networks and to the fact that the growth rate of the electric vehicle fleet is high compared with the renewal of the distribution network. Adverse network effects can be mitigated by smart charging solutions and reasonably sized charging powers. Small-scale production (solar power systems) In sparsely populated areas, the increase in renewable energy production is particularly manifested in the growing number of solar power systems. The effects of solar power production on the electricity demand are most visible in spring and summer. For a small-scale customer, the electricity demand is usually lower in the daytime, and a large proportion of the production is transmitted to the network. The peaks in the power production of solar power systems are mainly smaller than the customers’ present (heating) peak powers during the year, yet simultaneous production peaks in certain areas may lead to problems in voltage levels in weaker network sections. The situation can be alleviated by smart load control solutions (e.g. simultaneous use of water heaters when the sun is shining) and rational dimensioning of the system. Changes in the methods of heating buildings Renovation of heating systems has some influence on the development of electricity demand. Compared with electrification of transport and small-scale production, however, this trend of change is moderate, but may still have significant local effects on the electricity demand, if there are plenty of similar heating solutions in use in the area. In that case, the electricity demand typically increases for instance when changing over from oil heating to geothermal heating. Correspondingly, the demand for electricity decreases when an electric heating system is replaced by a geothermal heating system. Renovations of this kind may, in some cases, cause a reduction in the voltage quality. This may happen especially on sites already with a high voltage elasticity (high internal impedance). Population decline and loss of electricity customers In declining regions, the population is constantly decreasing, often resulting in vacant houses in the area. Changes in the electricity use depend highly on whether the house is left unheated after the occupants have moved out, or a certain minimum temperature is maintained by heating of the building, or new occupants move into the house. A loss of electricity customers, again, may increase the risk of renewing network sections where there will be no electricity use in the future. It is thus advisable to postpone the renewal of such network sections, should the age and mechanical condition of the network allow it. On sites of this kind, the security of supply can still be improved for example by forest management close to the power lines and by extending line corridors. These actions allow monitoring of the situation in a controlled manner, and it is possible to consider whether renovation is needed at all. Such an approach is required especially in declining regions. Security of electricity supply The factors of change increase the expectations regarding uninterrupted supply of electricity. The higher expectations are reflected in legislation, according to which a significant advancement in the security of electricity supply has to be achieved in sparsely populated areas by 2028 or 2036. There is a significant need for distribution network renovations in sparsely populated areas. Several development options are available for attaining the objectives for the security of supply. The most cost-effective solutions are highly dependent on the location. For instance, the fault sensitivity of the distribution network, trends of electricity demand, development conditions and unit prices have an effect on solutions available. The results of life cycle calculations presented in this report are based on national unit prices published by the Energy Authority. In areas where the demand for electricity is anticipated to decrease as a result of population decline or where other sources of uncertainty are present, and the age and mechanical condition of the network allow network operation, it is recommended to postpone network renovations. In such cases, a positive development of the security of supply can be ensured for instance by forest management in the proximity of power lines, wide line corridors and replacement of individual poles. The main network renovation resources can then be focused on areas with better prospects for electricity demand and the presence of a distribution network. In the future, also demand response and network flexibility may play a role in advancing the security of supply. Microgrids and customer-specific agreements on the terms for the security of supply could allow allocation and implementation of investments in a more cost-effective way in sparsely populated areas. Publishers version
- Published
- 2019
13. Final report: Multi-objective role of battery energy storages in an energy system
- Author
-
Belonogova, Nadezda, Tikka, Ville, Honkapuro, Samuli, Lassila, Jukka, Haakana, Juha, Lana, Andrey, Romanenko, Aleksei, Haapaniemi, Jouni, Narayanan, Arun, Kaipia, Tero, Niemelä, Hanna, Partanen, Jarmo, Lappeenranta University of Technology, Lappeenrannan teknillinen yliopisto, and Lappeenrannan teknillinen yliopisto, School of Energy Systems, Sähkötekniikka / Lappeenranta University of Technology, School of Energy Systems, Electrical Engineering
- Subjects
Distribution System Operator ,Retailer ,Smart Grid ,Battery Energy Storage System ,Transmission System Operator - Abstract
This research project aimed at establishing an interconnection between multiple battery storage units as well as defining and testing operation strategies for battery energy systems in different use cases. The project took full benefit of the existing battery storage infrastructure located in Helsinki (Suvilahti), Suomenniemi (storage in an LVDC microgrid) and Lappeenranta (LUT Green Campus stationary and mobile storages). Each of these storages was in active operation already before the project started. However, the storages are operated independently of each other, and their operation is not yet fully optimized for the needs of electricity markets and the power system. In the research project, a storage system has a stakeholder-specific multi-objective role, which means that the storage system has to respond to several service requests simultaneously. This may mean, for instance, operating at the same time in the frequency control in the electricity markets, trading electricity in the day-ahead, intraday, and ancillary markets, simultaneously offering various services to local network operations and several other stakeholders. This kind of multi-objective operation requires full understanding of interactions of different markets and stakeholders and risks related to the conflicting objectives of the stakeholders. One of the key outcomes of the project work was the establishment of a connection to the Suvilahti BESS unit through an IEC 104 protocol. Another outcome was constructing a simulation tool in Matlab that enables testing of numerous scenarios of a single BESS unit operation with different operating parameters and various operating strategies. The major part of the analyses was done based on the results of the simulation tool. There are two further main outcomes of the project. The first one is that it is technically possible to remotely control multiple BESS units against multiple tasks according to a pre-defined logic. The second outcome of the project is that a BESS can and should be operated against multiple tasks simultaneously. During such an operation, there may or may not emerge a conflict of objectives between the involved stakeholders. The nature of the conflicts has been investigated and the methods to mitigate the conflict have been analysed. The aggregation of BESS resources is one way to mitigate the conflict of objectives. Publishers version
- Published
- 2018
14. Development options for distribution tariff structures - Impact analyses
- Author
-
Honkapuro, Samuli, Haapaniemi, Jouni, Haakana, Juha, Lassila, Jukka, Partanen, Jarmo, Lummi, Kimmo, Rautiainen, Antti, Supponen, Antti, Koskela, Juha, Järventausta, Pertti, Lappeenranta University of Technology, Lappeenrannan teknillinen yliopisto, and Lappeenrannan teknillinen yliopisto, School of Energy Systems, Sähkötekniikka / Lappeenranta University of Technology, School of Energy Systems, Electrical Engineering
- Subjects
verkkotariffi ,sähkönjakelu ,hinnoittelu - Abstract
Post-print / final draft
- Published
- 2017
15. Changing to Power-Based Grid Pricing - An Incentive for Grid Defections in Nordic Conditions?
- Author
-
Haapaniemi, Jouni, primary, Haakana, Juha, additional, Belonogova, Nadezda, additional, Lassila, Jukka, additional, and Partanen, Jarmo, additional
- Published
- 2018
- Full Text
- View/download PDF
16. Economic Impacts of Power-Based Tariffs on Peer-to-Peer Electricity Exchange in Community Microgrids
- Author
-
Narayanan, Arun, primary, Haapaniemi, Jouni, additional, Kaipia, Tero, additional, and Partanen, Jarmo, additional
- Published
- 2018
- Full Text
- View/download PDF
17. Methodology to Define a BESS Operating Strategy for the End-Customer in the Changing Business Environment
- Author
-
Belonogova, Nadezda, primary, Tikka, Ville, additional, Haapaniemi, Jouni, additional, Haakana, Juha, additional, Honkapuro, Samuli, additional, Partanen, Jarmo, additional, Heine, Pirjo, additional, Pihkala, Atte, additional, Hellman, Hannu-Pekka, additional, and Hvvarinen, Markku, additional
- Published
- 2018
- Full Text
- View/download PDF
18. Effects of Electric Vehicles and Heat Pumps on Long-Term Electricity Consumption Scenarios for Rural Areas in the Nordic Environment
- Author
-
Haakana, Juha, primary, Haapaniemi, Jouni, additional, Lassila, Jukka, additional, Partanen, Jarmo, additional, Niska, Harri, additional, and Rautiainen, Antti, additional
- Published
- 2018
- Full Text
- View/download PDF
19. Impacts of different power-based distribution tariffs for customers
- Author
-
Haapaniemi, Jouni, primary, Haakana, Juha, additional, Lassila, Jukka, additional, Honkapuro, Samuli, additional, and Partanen, Jarmo, additional
- Published
- 2017
- Full Text
- View/download PDF
20. Reforming distribution tariffs of small customers – targets, challenges and impacts of implementing novel tariff structures
- Author
-
Rautiainen, Antti, primary, Lummi, Kimmo, additional, Supponen, Antti, additional, Koskela, Juha, additional, Repo, Sami, additional, Järventausta, Pertti, additional, Honkapuro, Samuli, additional, Partanen, Jarmo, additional, Haapaniemi, Jouni, additional, Lassila, Jukka, additional, Haakana, Juha, additional, and Belonogova, Nadezda, additional
- Published
- 2017
- Full Text
- View/download PDF
21. Risk or benefit on the electricity grid: distributed energy storages in system services
- Author
-
Haakana, Juha, primary, Haapaniemi, Jouni, additional, Tikka, Ville, additional, Lassila, Jukka, additional, and Partanen, Jarmo, additional
- Published
- 2017
- Full Text
- View/download PDF
22. Development options for distribution tariff structures in Finland
- Author
-
Honkapuro, Samuli, primary, Haapaniemi, Jouni, additional, Haakana, Juha, additional, Lassila, Jukka, additional, Belonogova, Nadezda, additional, Partanen, Jarmo, additional, Lummi, Kimmo, additional, Rautiainen, Antti, additional, Supponen, Antti, additional, Repo, Sami, additional, and Jarventausta, Pertti, additional
- Published
- 2017
- Full Text
- View/download PDF
23. Effects of major tariff changes by distribution system operators on profitability of photovoltaic systems
- Author
-
Haapaniemi, Jouni, primary, Narayanan, Arun, additional, Tikka, Ville, additional, Haakana, Juha, additional, Honkapuro, Samuli, additional, Lassila, Jukka, additional, Kaipia, Tero, additional, and Partanen, Jarmo, additional
- Published
- 2017
- Full Text
- View/download PDF
Catalog
Discovery Service for Jio Institute Digital Library
For full access to our library's resources, please sign in.