Sähköverkkoon tuotetun ja verkossa kulutetun sähkötehon on oltava tasapainossa, sillä verkkoon liitettyjen sähkövarastojen  kapasiteetti varata energiaa on toistaiseksi vielä varsin rajallinen. Tasetta on perinteisesti hallittu ilmoittamalla tuotanto- ja/tai kulutusennusteet tuntitasolla, joista taseselvityksen perusteella määräytyy sähkön hinta kullekin tunnille. Suomessa sähkön hinta määräytyy tukkusähkömarkkinoilla eli sähköpörsseissä.

Uusiutuvan energian (aurinko- ja tuulivoima) tuotantomäärät ovat kasvaneet samalla kun perinteistä (ei ulkoisista olosuhteista riippuvaa) tuotantoa on hävinnyt pois. Sähkön tuotannon stabiilisuus on heikentynyt ja tuotannon määrät voivat vaihdella voimakkaasti lyhyelläkin aikavälillä. Stabiilisuuden heikkeneminen on edelleen johtanut sähkön hinnan heilumiseen. Ukrainan sota sulki polttoainekuljetukset ja sähkökaapelin Venäjältä, josta tullut sähköteho oli varsin tasaista ja jopa ennustettavaakin.

 
Stabiilisuuden heikentymiä pyritään kompensoimaan muuttamalla tuntiennusteet 15 minuutin ennusteiksi, josta käytetään termiä varttitase. Varttitase ei ole uusi asia, sillä EU-komission asetus tasehallinnan muutoksista luotiin jo loppuvuodesta 2017. Varttitase ei ole pelkästään stabilisointityökalu, vaan sen avulla pyritään yhtenäistämään nyt Euroopassa vallitsevat 15, 30 ja 60 minuutin tasehallintajaksot.

Suomen energian tuotannossa ja kulutuksessa tämä aiheuttaa etenkin voimalaitoksen, mutta myös tuotantokoneiden ajamisen tarkempaa suunnittelua ja valvontaa. Nykyinen tuntimalli on mahdollistanut tehomuutokset tunnin sisällä, tunnin keskitehon ollessa ennustettu. Nyt tuo ”aikaikkuna” supistuu neljänteen osaan (15 minuutin jaksoihin). 

Tämä vaatii esimerkiksi voimalaitoksen tehon muutostilanteissa entistä tarkempaa toimintaa. Voimalaitoksilla pyörivien koneiden massa ja säätötoimintojen nopeudet määrittävät säätömuutosten nopeuden, jolloin muutostilanteet on huomioitava entistä huolellisemmin. Kun otetaan huomioon sähkön hinta, tullaan tilanteisiin, joissa muut tekijät kuin ajon hyvyys ratkaisevat ajomoodin. Saattaa hyvinkin olla, että laitoksilla tullaan miettimään uusia ajotapoja sekä hankkimaan muita apujärjestelmiä (esimerkiksi akkuja) ei vain tasapainottamaan, vaan myös helpottamaan siirtymää ajotilanteesta toiseen.

Tarvitaan kenties uusia ohjelmistoja tai ainakin olemassa olevien muokkaamista. Skenaariolaskennat ovat yksi tapa suorittaa herkkyystarkasteluja. Ajomoodia ja ajon hyvyyttä kuvastavat (jopa opastavat) laskennat tukevat operaattoria päätöksenteossa. Siirtyminen varttitaseeseen tuo myös lisätyötä sähkön tuotannon ennustamiseen. Ennustettavien arvojen määrä vuorokaudessa  kasvaa 24 tunnista 96 varttituntiin. Myös nämä ennusteet ja ennusteiden korjailut täytyy miettiä uudelleen, sillä numeroiden nelinkertaistuva manuaalinen  hakkaaminen järjestelmään päivästä toiseen ei tunnu mielekkäälle.

Varttitaseeseen siirtymisessä tuodaan vähemmän esille muutoksen vaikutuksia ohjelmistojen laskentoihin ja käyttöliittymiin. Ohjelmistotoimittajan tehtävä on saada tietojen laskenta ja siirtäminen toimimaan uudessa aikaikkunassa luotettavasti ja tehokkaasti. Tunti on ollut helppo aikayksikkö. 1MW teholla ajaminen 1 tunnin ajan on 1MWh. Nyt megawatit ja megawattitunnit täytyy laskea uudelleen ja tarkistaa että tulosten kumuloiminen 15 minuutin tasolta tuntitasolle menee oikein.

Lisäksi ohjelmistotoimittajat kehittävät uusia käyttöliittymiä helpottamaan ennusteiden tekemistä ja korjaamista. Näillä toimilla pyritään ikään kuin ”kompensoimaan” varttitaseen aiheuttama lisätyö.

Syncron Techin ratkaisu on hiirellä säädettävä graafinen ennustetyökalu. Asiakas voi vaihtaa tuntitason ja varttitason näkymiä keskenään ja tehdä säätöjä molempien resoluutioiden kautta. Esimerkiksi säädöt voidaan tehdä tuntitasolla ja tehonmuutoskohdat voidaan tarkentaa 15 minuutin tasolla ja palata takaisin tuntinäkymään kuten alla olevassa kuvasarjassa on esitetty.

• Kuvassa 1 on tuntitason näkymä, jossa kahden sinisen ennustepalkin ennustetta on nostettu.
• Kuvassa 2 on zoomattu sisään eli näkymän lyhyemmällä aikajaksolla tunnin palkki on hajautettu varttitasolle ja muutos on säädetty tasaisemmaksi.
• Kuvassa 3 on palattu takaisin tuntinäkymään. Varttitasolla tehdyt muutokset verrattuna alkuperäiseen tuntitasolla näkyvät pisteinä. Viimeisin varttitasolla muutettu ennustepalkki on 20:00-20:15, minkä takia tuntitasolla muutoksia näkyy palkeissa 19:00 ja 20:00.

Yllä oleva esimerkki on pieni näyte tuotekehityksestä ohjelmistotaloissa, jonka vajaa viisi vuotta sitten julkaistu EU- asetus on saanut aikaan. Tässäkin tapauksessa siirtymäaika on ollut varsin maltillinen.

Hyvä uutinen teollisen mittakaavan energiantuottajille ja -kuluttajille on, että on olemassa valmiita ohjelmistoratkaisuja, joilla muutoksen mukana tulevat säästö- ja ansaintamahdollisuudet on helpompi hallita.

Blogin kirjoittaja on energia-asiantuntija Seppo Vihinen