Laajakaistamenetelmät varmistavat sähköverkon toiminnan keskellä tuotannon ja kulutuksen murrosta
Sähköverkkomme muodostuu suurista tahtigeneraattoreista, joiden tuottama energia kulutetaan suoraan verkkoon kytkeytyvissä laitteissa, kuten moottoreissa tai vastuksissa. Tämä rakenne on kuitenkin jäämässä historiaan, sillä 2000-luvun sähköverkossa sekä sähköntuotanto että sähkön kulutus ovat muuttumassa merkittävällä tavalla.
– Uudistuvaa sähköverkkoa muokkaa toisaalta uusiutuvan sähköenergiantuotannon, kuten tuuli- ja aurinkovoiman, yleistyminen. Samaan aikaan vastaavasti sähköä kulutetaan enenevissä määrin informaatioteknologian sovellutuksissa, Henrik Alenius kertoo.
Tulevaisuuden sähköverkossa kulutukselle ja tuotannolle on yhteistä tehoelektroninen verkkorajapinta, jonka avulla sähköenergiaa muokataan kunkin sovellutuksen vaatimaan muotoon. Esimerkiksi aurinkopaneelissa tuotettu tasavirta tulee muokata vaihtovirraksi ennen sähköverkkoon syöttämistä. Vastaavasti pilvipalvelut mahdollistavien datakeskusten elektroniikka toimii tasavirralla, jota saadaan kytkeytymällä sähköverkkoon tasasuuntaajan avulla.
– Tehoelektronisten rajapintojen nopea yleistyminen muuttaa sähköverkon dynamiikkaa perustavanlaatuisella tavalla. Tehoelektroniset laitteet, kuten vaihto- ja tasasuuntaajat, vuorovaikuttavat toistensa ja sähköverkon kanssa poikkeuksellisen laajalla taajuusalueella. Tämä altistaa sähköverkon häiriötoiminnalle tai jopa pahimmassa tapauksessa romahdukselle, mikäli verkon hallinta menetetään, Alenius sanoo.
Väitöskirjassaan Henrik Alenius esittelee menetelmiä tehoelektroniikkakeskeisen sähköverkon stabiiliuden tai toiminnan tarkasteluun. Menetelmät soveltuvat laajan taajuusalueen tarkasteluun. Lisäksi niitä voidaan soveltaa reaaliaikaiseen tarkasteluun hyödyntämällä laitteilla itsellään tuotettua mittausdataa.
– Menetelmä kykenee tarkasti ennustamaan mahdolliset haitalliset vuorovaikutukset jo suunnitteluvaiheessa. Siten sen avulla voidaan ennaltaehkäistä paremmin häiriötilanteita ja parantaa sähkön toimitusvarmuutta, Alenius sanoo.
Esitellyt laajakaistamenetelmät mahdollistavat myös aiempaa älykkäämmän sähköverkon hyödyntämisen. Siinä yksittäisten laitteiden on mahdollista mukautua sen hetkiseen toimintaympäristöön ja toisaalta verkon valvontaan voidaan tuottaa reaaliaikaista stabiiliustietoa.
– Stabiiliustarkastelumenetelmien yhtenä merkittävänä sovellutuksena on sähköverkkomme kantokyvyn varmistaminen uusiutuvalle sähköntuotannolle. Ilman tarkkoja menetelmiä vuorovaikutusten tunnistamiseen ja ennaltaehkäisyyn uusiutuvien energianlähteiden liittäminen sähköverkkoomme vaikeutuu verkon rajallisen kantokyvyn vuoksi. Näin uusiutuvan tuotannon kapasiteetti jää rajoitetuksi.
Diplomi-insinööri Henrik Aleniuksen tehoelektroniikan alaan kuuluva väitöskirja Broadband Methods for Stability Analysis of Multi-Parallel Grid-Connected Converters tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnassa perjantaina 1.10.2021 kello 12 Hervannan kampuksella Tietotalon auditoriossa TB109 (Korkeakoulunkatu 1, Tampere). Väitöstilaisuuteen voi osallistua Panopto-etäyhteydellä. Vastaväittäjänä toimii professori Marko Hinkkanen Aalto-yliopistosta. Kustoksena toimii professori Tomi Roinila informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnasta.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Henrik Alenius, puh. 040 7372205, henrik.alenius@tuni.fi
Kuvat
Linkit
Tietoja julkaisijasta
Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 21 000 opiskelijaa ja henkilöstöä lähes 4 000.
Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto
Väitös: Oikea-aikainen ohjaus luo turvallisuutta lennonjohtajien koulutuksessa23.4.2025 10:59:36 EEST | Tiedote
Lennonjohtajat ovat vastuullisia ammattilaisia, joiden tehtävänä on varmistaa lentoliikenteen sujuvuus ja turvallisuus. Yhteiskuntatieteiden maisteri Inka Koskela tarkastelee väitöskirjassaan lennonjohtajien koulutusta ja siihen liittyvää ohjaustoimintaa vuorovaikutuksen näkökulmasta. Tutkimus osoittaa ohjauksen merkityksen koulutustilanteissa, joissa harjoitellaan monimutkaisia työtehtäviä turvallisuuskriittisissä olosuhteissa.
Väitös: Valta-asema selittää presidentin kansansuosiota Euroopan puolipresidentiaalisissa maissa23.4.2025 10:18:54 EEST | Tiedote
YTM Maarika Kujanen tutki väitöskirjassaan presidentin suosiota ja julkista asemaa Euroopan puolipresidentiaalisissa maissa. Kujasen tutkimustulokset osoittavat, että presidentin heikompi valta-asema selittää paitsi presidentin korkeampaa suosiota suhteessa muihin poliittisiin instituutioihin myös sitä, missä määrin presidentin suosio reagoi poliittisessa ympäristössä tapahtuviin muutoksiin. Toisaalta myös puoluepoliittisella ulottuvuudella sekä presidentin ja pääministerin välisellä vuorovaikutuksella on merkitystä, eikä presidentin suosiollinen asema päivänpolitiikan ulkopuolella suojele valtaoikeuksiltaan heikompiakaan presidenttejä loputtomasti.
Väitös: Opettajat ovat keskeisessä roolissa oppilaiden opiskeluinnon tukemisessa – myös vertaisilla ja vanhemmilla on vaikutusta23.4.2025 08:15:00 EEST | Tiedote
Kasvatustieteen maisteri Pihla Rautanen tutki väitöskirjassaan alakoululaisten opiskeluunsa kokemaa sosiaalista tukea opettajalta, vertaisilta ja vanhemmilta sekä tuen yhteyksiä oppilaiden opiskeluintoon. Koulutyön kokeminen itselle tärkeäksi ja innostavaksi vahvistaa oppimista ja myönteisiä suhteita opettajiin ja vertaisiin koulussa. Sillä voi olla kauaskantoisia vaikutuksia myös myöhempään osallisuuteen yhteiskunnassa aikuisena.
Altistuminen myrkyllisille metalleille sota-alueilla vaarantaa lapsen varhaista kehitystä22.4.2025 11:05:04 EEST | Tiedote
Edistynyt sotateknologia altistaa siviilejä useille myrkyllisille metalleille. Uusi psykologian alan tutkimus antaa näyttöä siitä, että äidin ja vastasyntyneen altistuminen myrkyllisille metalleille sotaoloissa vaarantaa lasten motorista, kognitiivista ja emotionaalista kehitystä. Koska imetystä ensimmäisten kuukausien aikana pidetään yleisesti suotuisana lapsen terveydelle, tutkijoita kiinnosti myös imetyksen rooli metallialtistuksessa ja sen yhteydessä kehitysongelmiin.
Pasi Toivonen Tampereen yliopiston journalistiikan työelämäprofessoriksi16.4.2025 13:07:09 EEST | Tiedote
Toimittaja ja tuottaja Pasi Toivonen on valittu Tampereen yliopiston journalistiikan työelämäprofessoriksi lukuvuodelle 2025–2026. Pitkän uran Yleisradiossa tehnyt Toivonen aloittaa tehtävässä elokuussa 2025.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme