Effektiv nettdrift i en digital verden

Høyspentnettet har vært et smart nett en god stund allerede, med ulike systemer for måling og automatisk styring. Nå er også muligheten der i lavspentnettet, hovedsakelig drevet frem av en omfattende AMS-utrulling, muligheten for å installere nettstasjonsovervåking og en rekke andre teknologier og trender.  

Her tar vi for oss noen av de viktigste teknologiene og trendene som vil påvirke nettdriften spesielt og kraftbransjen generelt. 

Avanserte Måle- og Styringssystemer (AMS)

Utrullingen av Avanserte Måle- og Styringssystemer (AMS) er den største oppgraderingen av det norske strømnettet på over hundre år. Det er en omfattende, tidkrevende og kostbar investering, men det er også et kritisk steg i retning av et smart, digitalt strømnett. AMS-investeringen kan gi langt flere muligheter enn fjernavlesning av sluttbrukernes målerverdier og presise fakturaer og lede til betydelige gevinster i nettdriften. 

AMS kan ende opp med å bli nok en silo i nettdriften, eller en uvurderlig informasjons- og innsiktsgenerator. Alt koker ned til hvordan du utnytter dataene. Du kan lese mer om temaet i disse artiklene:

• Skuffet over AMS-investeringen? Er forbruksdata virkelig alt man får?
• Slik utnytter du verdien i AMS-dataene
• Utnytter du potensialet i AMS-investeringen til det fulle? 

Nettstasjonsovervåking (NSO)

I forbindelse med AMS-utrullingen og nye krav fra myndighetene installeres det i dag utstyr for overvåking av nettstasjonene. Tidligere har nettselskapene som regel ikke hatt innsikt i hvor eventuelle feil ligger før de fysisk reiser ut til nettstasjonen. Ved å installere sensorer for overvåking i nettstasjonen og koble dem opp mot driftskontrollsystemet, kan informasjon om feil i strømnettet samles inn. Det vil redusere behovet for inspeksjoner, gjøre det mulig å oppdage feil raskere og øke levetiden til nettstasjonene. På sikt kan det skape «selvhelbredende» strømnett, som oppdager feil automatisk, isolerer feilene og gjenoppretter strømforsyning til andre deler av nettet.

Nettnytte med AMS og nettstasjonsovervåking

Ved å kombinere hendelser og alarmer fra nettstasjonsovervåking, vil nettselskapene få et bedre verktøy til å ta raskere riktige beslutninger i en driftssituasjon: 

• Jordfeilovervåking: AMS-målere i IT-nett har jordfeilovervåking, og utstyr for nettstasjonsovervåking benytter spenningsmålinger mellom fase og jord til å avdekke eventuelle jordfeil. Kombinert gir dette nettselskapene muligheter til en mye raskere og mer effektiv håndtering og saksbehandling av jordfeil.
• Spenningskvalitet: AMS-målerne har flere muligheter for å måle spenningskvalitet. Ikke alle kan benyttes til å avdekke om man tilfredsstiller kravene i FoL, men det vil likevel gi nettselskapene bedre oversikt over spenningskvaliteten i nettet generelt samt enklere og bedre saksbehandling vedr. langsomme spenningsvariasjoner.
• Avbrudd- og feilanalyse: AMS-målerne gir fra seg et «siste sukk» når strømmen forsvinner. I tillegg kan man pinge målerne for å avdekke om de er strømløse eller ikke. Dette kan brukes til å raskere identifisere utfall og finne feilsted, noe som igjen kan føre til at kundene får strømmen tilbake raskere.
• Lastflytanalyse: Med AMS hos alle kundene vil man eksakt kunne beregne lastflyten i alle komponenter i lavspentnettet og dermed få et mye bedre grunnlag for å ta beslutninger ved utbygging og vedlikehold. Med prognosering med maskinlæring er det også mulig å gjøre slike analyser fram i tid.
• Kontroll over nettap: Med balansemåling i nettstasjoner og AMS-målere hos alle kundene, har man mulighet til å analysere nettap og avdekke om nettapet er reelt eller har andre årsaker, som feil konstant på 5A-anlegg eller strømtyveri.

Elhub

IKT-løsningen Elhub vil stå helt sentralt i morgendagens kraftbransje. Utviklet av Statnett etter krav fra Norges Vassdrags- og Energidirektorat (NVE), vil Elhub bli en permanent tjeneste for informasjonsutveksling mellom nettselskaper og kraftleverandører. I dag er kraftleverandører og nettselskaper avhengig av å kommunisere seg imellom for å utveksle målerverdier. Med Elhub vil alle aktører forholde seg til ett grensesnitt, samtidig som databasen åpner for at tredjepartsleverandører kan kvalifisere seg for å hente ut anonymiserte kundedata.

Internet of Things (IoT)

Den radikale økningen av smarte, sammenkoblede sensorer, enheter og systemer som kommuniserer med hverandre over internett – «Internet of Things» (IoT) – skaper store omveltninger innen nettdriften. Ifølge Gartner vil antallet IoT-enheter øke til 20,4 milliarder på verdensbasis innen 2020. For nettselskaper skaper disse enhetene nye muligheter for kundekommunikasjon, ny innsikt i strømnettet og optimaliseringsmuligheter i nettdriften. 

Store datamengder og skytjenester

Over 90 prosent av alle verdens data ble generert i løpet av de siste to årene, og etter hvert som antallet IoT-enheter øker med et enormt omfang, vil mengden data bli enda større. Ifølge Forbes vil 1.7 megabytes med ny informasjon skapes hvert eneste sekund for hvert eneste menneske i 2020.

Slike enorme mengder data, kalles Big Data, datasett som er så store og komplekse at tradisjonelle datahåndteringssystemer ikke er i stand til å bearbeide eller analysere dem. For å møte denne utfordringen, flytter flere nettselskaper over til skyen.

Kort forklart er skybaserte løsninger skalerbare tjenester som tillater deg å lagre, prosessere og hente ut data fra internett. Stadig flere virksomheter flytter over i skyen, og innen nettdriften er skytjenester i ferd med å ta over for tradisjonell lagring av data og informasjon. For nettselskaper bærer skytjenester med seg betydelige fordeler. Microsoft fremhever tre essensielle gevinster:

• Økt fleksibilitet: Etter hvert som IoT-løsninger blir utbredt i nettdriften, kan nettselskaper bruke skytjenester til å integrere en rekke teknologier og arbeidsoppgaver. Samtidig kan nettselskaper sentralisere komponentovervåkningen og forbedre kommunikasjonen på tvers av organisasjonen.
• Effektiv håndtering av Big Data: Skytjenester tilbyr lagringsmuligheter for en rekke ulike datatyper fra ulike datakilder.
• Avanserte analysemuligheter: Skyteknologi tillater nettselskaper å gjennomføre avanserte analyser for å overvåke helsetilstanden til komponenter og muliggjør prediktive vedlikeholdsmetoder, strømlinjet drift og lavere driftskostnader. Kraftige skybaserte analyser kan også assistere med laststyring og etterspørselsprognoser for å optimalisere effektiviteten.

En vellykket skystrategi krever imidlertid at nettselskapene har visse forutsetninger på plass. Hvilke disse er, kan du lese mer om i denne artikkelen: Sky er sky? 5 forutsetninger for en vellykket skystrategi. 

Kunstig intelligens (AI) og maskinlæring

AMS-infrastruktur, sensorer i strømnettet, værdata og data fra sosiale medier skaper muligheten for en enorm innsikt i og helt nye muligheter for nettdriften. Kunstig intelligens (AI) og maskinlæring kan hjelpe nettselskaper til å høste potensialet i en slik ny, datadrevet nettdrift.

Kunstig intelligens og maskinlæring er metoder som hjelper oss å håndtere store mengder data på en intelligent måte. Teknikkene tillater systemene dine å gjenkjenne normale flytmønstre, identifisere mønstre som avviker fra normen og forutse ulike hendelser i strømnettet. Istedenfor å ligge på etterskudd og forsøke å rette opp feil som har skjedd i nettet, skaper kunstig intelligens og maskinlæring muligheten til å være proaktiv og vise hva som kan skje før det faktisk skjer. 

Du kan lese mer om teknologien i denne artikkelen: Hvorfor AI og maskinlæring er avgjørende for ditt nettselskaps framtid.

Prosumenter, batteriteknologi og forbrukerfleksibilitet

Et økende fokus på fornybar energi, både her hjemme og i Europa, bidrar til at flere og flere lokale produksjonsenheter etableres og utfordrer den tradisjonelle enveismodellen for distribusjon av strøm.

Strømforbrukere er ikke hva de en gang var. Før var de passive konsumenter som forbrukte energi produsert ved et sentralisert kraftverk. I dag er de i ferd med å bli aktive prosumenter, som kan produsere, lagre og forbruke energi på egen hånd. Smarte strømmålere legger til rette for at plusskunder eller prosumenter, med eget sol-, vind- eller vannkraftanlegg, kan mate inn overskuddsenergi i nettet.

Etter hvert som fornybar energi inkluderes i distribusjonsnettet, vil energibehovet variere fra time til time, fra dag til dag og fra sesong til sesong. Dette skaper et fluktuerende energiforbruk hos sluttkundene. Batteriteknologi tillater nettselskaper å mellomlagre energi i kortere eller lengre tidsrom. De siste årenes utviklinger innen batteriteknologi gir nettselskaper muligheten til å inkludere batterier i nettdriften, noe som vil skape en rekke gevinster. Blant annet:

• Nyttiggjøre overskuddskraft
• Balansere energiforbruk og -etterspørsel
• Bedre utnyttelse av nettkapasitet i områder med begrenset overføringskapasitet

Elbiler og effektkrevende apparater

Nye forbruksvaner ogen stadig større bruk av effektkrevende apparater, som gjennomstrømmingsvarmere, induksjonsovner, jordvarmepumper og elbilladere, skaper kapasitetsutfordringer i strømnettet. Som NVE påpeker i rapporten «Hva betyr elbiler for strømnettet?» vil økt elbillading skape utfordringer for transformatorer og kabler i distribusjonsnettet, ikke minst i områder med liten kapasitet og mange elbiler. Om etterspørselen overstiger den tilgjengelige kapasiteten, svikter nettet og det oppstår strømavbrudd.

Elektrifisering av transportsektoren, og øvrig bruk av effektkrevende apparater, har vært og er fortsatt en betydelig bekymring for nettselskaper, som står overfor betydelige investeringer for å imøtekomme et økende strømbehov og håndtere kapasitetsutfordringer. Men et økende antall elbiler på norske veier behøver ikke være et problem. Elbilene kan bli en ressurs for strømnettet.  

I dette blogginnlegget kan du lese mer om hvordan: Snu elbilen – gå fra utfordring til ressurs

Kundeforventninger om nye tjenester

Kunder har høyere forventninger til tjenestetilbydere enn noen gang. Gårsdagens passive forbrukere er i ferd med å erstattes av engasjerte og velinformerte kunder. Ifølge en undersøkelse utført av Accenture, ønsker 58 prosent at nettselskapet deres skal tilby dem anbefalinger og forslag til energibesparingsmuligheter. I tillegg har kundene blitt digitale. Ifølge den samme undersøkelsen ønsker 92 prosent personalisert kommunikasjon på digitale flater.

Som en konsekvens etablerer stadig flere nettselskaper mobile apper for faktureringsinformasjon, visualisering av nyttig informasjon, betalingsløsninger og kommunikasjon i forbindelse med strømbrudd. Ringeriks-Kraft, for eksempel, har som mål å bevege seg fra å være kun en kraftleverandør, til å bli en energipartner for kundene sine. Ved hjelp av skybaserte løsninger håndterer de og nyttiggjør seg av dataene som strømmer inn fra kundenes AMS-enheter og gir dem muligheten til å ta kontrollen over sitt eget strømforbruk med den mobile sluttbrukerappen SMARTliv. 

Droner

I nær framtid vil droner revolusjonere nettdriften. Men ikke hvilke som helst droner. Morgendagens nettdrift vil benytte seg av intelligente droner. Ved hjelp av sanntidsanalyser vil morgendagens droner oppdage avvik på stolper, linjestrekk og andre elementer som påvirker kraftlinjene dine. Ved hjelp av sensorer, kunstig intelligens og maskinlæring vil dronene være i stand til å fange opp feil og mangler i kraftnett landet over. 

Intelligente droner bringer med seg følgende muligheter til nettdriften:

• Nye inspeksjonsmetoder
• Raskere responstid ved strømbrudd
• Mer effektiv dataanalyse
• Evnen til å forutse fremtidige hendelser
• Bildeanalyse som tillater dronene å gjenkjenne objekter i nettet ved hjelp av maskinlæring

Les mer om temaet i denne artikkelen: Hvorfor droner vil revolusjonere nettdriften

Flernytteselskaper

Vi beveger oss mot en mer effektiv og økonomisk bærekraftig strømforsyning. Som en konsekvens utvikler stadig flere aktører i kraftbransjen seg til å bli såkalte flernytteselskaper, eller multi-utilities.

Aktører i kraftbransjen kan kombinere forretningsmodeller og skape multifunksjonell infrastruktur og flerfunksjonelle forretningsmodeller. Lyse Energi AS er et godt eksempel. De drifter allerede kraft, varme, gass og bredbåndskommunikasjon og er i ferd med å innlemme interkommunalt vann-, avløps- og renovasjonsverk. 

Ved å ta en aktiv rolle i det fremvoksende smart city-økosystemet, kan også nettselskaper posisjonere seg som en uunnværlig bypartner og avdekke nye inntektskilder. Du kan lese mer om temaet i denne bloggartikkelen: Hvorfor smarte nettselskaper bør hjelpe smarte byer

Norsk energibransje står overfor en digital disrupsjon. Den teknologiske utviklingen har skutt fart og plassert norske nettselskaper midt oppe i en kraftig digitalisering, en utvikling som lokker med nye muligheter for en langt mer effektiv nettdrift enn tidligere mulig. På mange måter har den store AMS-utrullingen som har vært startskuddet som har satt det hele i gang. 

Ved å ta i bruk ny teknologi, der maskinlæring, kunstig intelligens, skybaserte tjenester, Internet of Things og Big Data er bærende elementer, kan norske nettselskaper få dyp innsikt fra dataene AMS-infrastrukturen genererer. Denne innsikten kan brukes for å utnytte den eksisterende infrastrukturen langt mer effektivt. Og flere norske nettselskaper er allerede godt på vei. Her nevner vi noen nettselskaper som har kommet godt i gang med å utnytte gevinstene i AMS-utrullingen og sin digitale transformasjon.

Ringeriks-Kraft

Som en av bransjeaktørene som aktivt forfølger mulighetene i morgendagens nettdrift, har Ringeriks-Kraft gjennomgått store, radikale endringer og aktivt utviklet nye produkter og tjenester for kundene deres. De var det første nettselskapet som rullet ut AMS, og jobber kontinuerlig i forskningsprosjektet Astrum for å realisere ny funksjonalitet som tar i bruk dataene som blir tilgjengeliggjort gjennom AMS-måleren. 

For å utnytte mulighetene og gevinstene som ligger i AMS-infrastrukturen, har Ringeriks-Kraft tatt i bruk et overordnet skybasert system for å visualisere tilstands- og bruksinformasjon til hver av de 22 000 smarte målerne. Morten Sjaamo, prosjektleder i Ringeriks-Kraft, forteller:

«Nå har vi ett sted å gå inn for å se på sammenhengene, og det er den største gevinsten for oss. Vi har fått en løsning for å håndtere belastningsgrad på trafoene og en løsning som hjelper oss med å sende varsel til kundene ved både planlagte utkoblinger og ved feil. Det er to reelle eksempler vi ikke hadde systemer for tidligere, og som vi nå håndterer på en god måte».

Norgesnett

Norgesnett er et resultat av fusjonen mellom Askøy Nett AS, Follo Nett AS og Fredrikstad Nett AS, og har gjennom områdekonsesjon ansvaret for strømnettet i mesteparten av Fredrikstad, Hvaler, Nesodden, Røyken, Enebakk, Ski og Askøy. Med omlag 100 000 kunder og en målsetting om å være blant de mest lønnsomme og effektive nettselskapene i Norge, har Norgesnett tatt i bruk et kjernesystem for måleravlesning og AMS-styring for å sikre at verktøyet er optimalt rigget for å forbedre nettoperasjoner og forbrukerfleksibilitet. 

Norgesnett ser for seg å spare penger på AMS-investeringen ved å:

• Få lavere kostnader i prosessen fra målerverdi til fakturering
• Redusere feil i fakturering og få færre henvendelser til kundesenteret
• Få eksakt kunnskap om belastningen i distribusjonsnettet, noe som igjen gir bedre grunnlag for investeringer, slik at feilinvesteringer kan unngås
• Få alarmer fra AMS, for eksempel fra jordfeil. Dette danner grunnlaget for automatiserte prosesser, som automatisk varsling av kunder i forbindelse med feil. På denne måten kan utrykninger unngås

Systemet samler inn data fra interne og eksterne kilder, gjennomfører analyserer i sanntid og visualiserer dataene i dashbord for å muliggjøre smartere, raskere og bedre beslutninger.

Sogn og Fjordane Energi

Sogn og Fjordane Energi (SFE) er et energikonsern som er både netteier, vannkraftprodusent og kraftleverandør. De har så langt gjennomført det som skal til av avtaler, innkjøp, datavask, tester og systemendringer knyttet til AMS-utrullingen. De har montert den nødvendige infrastrukturen og er klare til å gå i gang med selve målermonteringen. 

For å møte utfordringer knyttet til både kapasitet og ressursbruk samt nettleie og omdømme, har de investert i et toppsystem som vil øke samspillet mellom de ulike fagsystemene og utfylle SCADA på driftssentralen, NIS på nettdrift og nettutvikling og AMS for måling og avregning. Med SCADA som sørger for god kontroll på det overordnede nettet og AMS som gir god kontroll på sluttkundene og den ytterste enden av distribusjonsnettet, fyller toppsystemet tomrommet mellom disse systemene og sammenhengene mellom dem. Som Ole Gaute Hovstad, IKT-arkitekt i Sogn og Fjordane Energi, forteller har dette «gjort oss bedre i stand til å møte den digitale fremtiden». 

Hurum Nett

Hurum Nett holder til på Tofte i Buskerud, og har drøyt 7200 kunder og 12 ansatte. De er eid av Hurum kommune og rår over 550 kilometer fordelingsnett, både høy- og lavspent. Som de fleste andre nettselskaper står de overfor utfordringer med å bruke AMS-dataene på en smart måte som gir merverdi for nettdriften, det vil si mindre tap, bedre investeringer, sikrere nettdrift og bedre effektivitet. 

Men Hurum Nett har kommet godt på vei allerede. De tilbyr allerede plusskunder å selge overskuddsenergi tilbake til strømnettet gjennom ordningen Smart Strøm. I tillegg har de tatt i bruk et toppsystem som kan estimere og validere timesverdier, overføre data til kundesystemet og gi dem oversikt over alarmer og hendelser. På lang sikt ser de for seg gevinster i form av sanntidsovervåking av nettet og bruk av droner til feilsøking og inspeksjon.

Dra nytte av digitaliseringen

Vi i eSmart Systems publiserte i 2018 en e-bok der vi undersøker hvordan fire norske nettselskaper møter utfordringene energibransjen står overfor, hvilke muligheter de ser i en digitalisert nettdrift og hvordan de håndterer den massive utrullingen av AMS-infrastruktur.