Med forskningsprosjektet MonitorX skal digital teknologi gjør norsk vannkraft mer effektiv og redusere risiko for havarier. (Illustrasjonsfoto: Agder Energi)

Søker digitale gevinster i vannkraft

Fornybarnæringen høster nå kunnskap og erfaringer i det fellesfinansierte forskningsprosjektet MonitorX for digitalisering av vannkraftverk.
Mandag, 8 januar, 2018 - 09:18

Kilde: Energi Norge

Brattset kraftverk i Orklavassdraget i Sør-Trøndelag har produsert strøm i 35 år uten å gjøre noe stort vesen av seg. Nå kan data fra vannkraftverket hjelpe til å revolusjonere måten kraftbransjen gjør vedlikehold på.

I en ikke altfor fjern fremtid vil kraftverkene selv si fra når de «føler» at noe ikke er som det skal. Samtidig vil de fortelle om hva problemet er og hvordan det skal løses. Vedlikeholdet blir billigere, komponentene kan brukes lengre og risikoen for store kostbare havarier av turbiner og generatorer blir mindre. For eierne av kraftverk betyr det store sparte kostnader.

I et stort prosjekt koordinert av Energi Norge skal SINTEF Energi med mange partnere utvikle modeller og algoritmer som kan oppfylle denne fremtidsvisjonen. Men da trengs data, mange data.

– Dette er et spennende og krevende prosjekt med stort engasjement fra hele kraftbransjen, sier rådgiver Iren Aanonsen i Energi Norge.

– Hvis vi får tak i all informasjonen som ligger lokalt i et kraftverk kan vi bruke dem til å analysere om tilstanden er god eller dårlig, sier prosjektleder Thomas Welte i SINTEF Energi.

Problemet er at dataene ikke har vært tilgjengelige. Før nå.

Sikrer seg mot hacking

Marerittet for en kraftverkseier og for samfunnet er om noen greier å hacke seg inn i kontrollsystemet for kraftverkene og sabotere anleggene. Det er derfor bare kraftverkets eget styringsanlegg som kan hente data fra turbiner og generatorer og deres omgivelser. De såkalte SCADA-systemene er lukket for omverdenen.

I tett samarbeid har SINTEF Energi, TrønderEnergi og Voith Hydro funnet en måte der dataene kan hentes ut uten å gjøre prosessanlegget sårbart. Løsningen sikrer at dataene bare kan leses. Det er ikke mulig å gå inn og styre kontrollanlegget.

– Dette var en absolutt forutsetning for å kunne gjøre disse tingene ellers vil vi utsette samfunnskritisk infrastruktur for angrepsmuligheter, sier Øyvind Holm, markedssjef i Voith Hydro, selskapet som har utviklet og levert kontrollanleggene i mange norske kraftverk.

Datamuren er bare første skritt

I dag får de som sitter i driftssentralen i kraftverket alarmer fra målepunkter på turbiner og generatorer når verdiene går over eller under kritiske nivåer. Alle de underliggende dataene forblir i kontrollsystemet og blir ikke sendt videre til de som driver vedlikehold.

– Vi har allerede mye data i kraftverkene våre, men vi har hatt en mur mellom driftssentralen og de som driver med det daglige vedlikeholdet. Så bare det å få disse dataene ut til vedlikeholdspersonellet vil gi en gevinst for oss, sier Gorm Aukrust, senioringeniør i TrønderEnergi.

Gjennom MonitorX-prosjektet er dataene fra Brattset kraftverk nå gjort tilgjengelige for studenter og forskere. De får muligheten til å bruke datasett fra et kraftverk i drift til å utvikle nye algoritmer og modeller.

– Fokus i MonitorX-prosjektet er å utvikle algoritmer og modeller. Men vi har manglet data til å bevise at de faktisk funker. Nå får vi tilgang ti over tusen signaler og vil plukke ut noen komponenter som vi lager algoritmer for, sier Welte.

Lenge mellom hver feil

De store komponentene i vannkraftverk er veldig driftssikre slik at det kan gå mange år mellom hver gang en feil oppstår. Så det kan ta lang tid før forskerne får sjekket at algoritmene er riktige. Løsningen kan være å bygge opp en digital tvilling av det fysiske kraftverket og mate inn alt som finnes av data.

– Har du hundre vindmøller i en vindpark får du raskt statistikk og situasjoner du kan lære av. I vannkraftverkene må vi jobbe ut fra en digital tvilling der du sammenlikner det virkelige anlegget med modellen. Det å bruke algoritmer i MonitorX og bruke dette senere i kombinasjon med digitale tvillinger er spennende, sier Aukrust.

Gevinstene kan bli store

Energibransjen er veldig interessert i resultatene fra prosjektet. Digitalisering er på dagsorden i vannkraftselskapene.

Welte peker på flere gevinster for kraftselskapene: De kan oppdage kritiske situasjoner og utviklinger som kan føre til en stor feil og havari. Et unngått havari sparer selskapene for store kostnader og for tapt produksjon ved en lang driftsstans.

De kan også spare kostnader gjennom effektivisert vedlikehold. Bedre tilstandsovervåking vil redusere behovet for manuelle inspeksjoner i kraftstasjoner, med mindre kjøring til og færre besøk i stasjonene.

De sparer kostnader på utskifting av komponenter. Norske vannkraftverk er 30-50 år gamle. Dersom kraftselskapet kan følge tilstanden til kritiske komponenter kontinuerlig, kan de skifte ut komponenten når den er utslitt. Det vil i praksis si at komponentene kan brukes lengre og dyre investeringer kan utsettes, dvs. levetiden utnyttes bedre.

Kilde: Claude Olsen for Gemini.no

Fakta om MonitorX

MonitorX er et innovasjonsprosjekt organisert av Energi Norge med støtte fra Forskningsrådet. Hovedmålet i prosjektet er å utvikle modeller, algoritmer og tilhørende programvareprototyper for optimal levetidsutnyttelse av komponenter i vannkraftanlegg.

Prosjektperioden er fra 2015 til 2019. Budsjettet er 17,2 millioner kroner. Prosjektet har tre FoU-partnere og et stort antall industripartnere i Norge og Sverige.

På forsiden nå

Denne uken ble arbeidet med hjemkjøp av Kraftmontasje AS sluttført. Etter 10 år som del av det svenske One Nordic konsernet har nå selskapet blitt kjøpt av en eierkonstellasjon bestående av ca. 50 ansatte og entreprenører og investorer fra Romsdal.
Fredag, 19 januar, 2018 - 08:27
I 2017 hadde Statnett Transport 14 kombinerte sjø- og landtransporter med krafttransformatorer. Sett i sammenheng med andre typer oppdrag ga det grunnlag for en positiv utvikling i året som gikk. Det forretningsmessige fundamentet for 2018 borger for fortsatt solid drift.
Torsdag, 18 januar, 2018 - 09:00
Den tidligere papirfabrikken på Follum har tatt skrittet inn i den digitale tidsalderen. Lagerhallene er blitt til serverpark og bruker allerede like mye strøm som 400–500 husstander.
Torsdag, 18 januar, 2018 - 09:04
OED utlyser oppdrag om energiforsyningen på Svalbard. Utredningen skal omfatte en bred teknisk- økonomisk mulighetsstudie, med vurderinger av alle realistiske alternativer innenfor det tidsperspektivet som dagens energiløsning legger for gjennomføring.
Fredag, 19 januar, 2018 - 08:34
Årlig fastsettes ny pris på leie av plass på energiselskapenes lavspenningsmaster for ekom-aktører. Prisene fremforhandles mellom KS Bedrift, Energi Norge og Telenor. Nå er prisene for 2018 fastsatt.
Torsdag, 18 januar, 2018 - 09:09
Batterier kan allerede i dag være et kostnadseffektivt alternativ til tradisjonell nettutbygging, men det bør gis et klart signal fra regulator om at batterier på sikt ikke bør eies av nettselskapene.
Tirsdag, 16 januar, 2018 - 09:47
Natt til tirsdag produserte vindkraftanleggene i Norden mer kraft enn kjernekraftanleggene i Norden til sammen.
Torsdag, 18 januar, 2018 - 09:20
Konkurransekraft og gunstige prisar er nøkkelord når Sogn og Fjordane Energi (SFE) og Sunnfjord Energi no går saman om selje straum til privat- og bedriftskundar.
Onsdag, 17 januar, 2018 - 09:46
Fredagskommentar:
Denne uken har det vært noen krevende dager for flere av nettselskapene sør i landet. I løpet kort tid har kraftig snøfall skapt store problemer for strømforsyningen. Uten heroisk innsats fra dyktige elektrofagfolk kunne det ha gått mye verre.
Fredag, 19 januar, 2018 - 08:45
Tall fra alarmselskapet Verisure viser en økning i boligbranner på 12 prosent fra 2016 til 2017. Tørrkoking, samt feil på eller feil bruk av elektriske apparater, er overrepresentert i statistikken.
Tirsdag, 16 januar, 2018 - 09:27
OneCo spisser satsingen på solenergi gjennom etableringen av OneCo Green Energy. Som et ledd i etableringen har OneCo kjøpt solenergiselskapet Minienergi AS, som inngår i det nye selskapet.
Onsdag, 17 januar, 2018 - 10:02
Nye satsinger, inkludert ny avtale med Olav Thon Gruppen sikrer Grønn Kontakt ytterligere ekspansjon - også i Sverige.
Fredag, 19 januar, 2018 - 08:40
Økende andel vindkraft og solkraft sammen med endringer i forbruksmønstre gir store endringer i det nordiske kraftsystemet, og skaper behov for mer fleksibilitet innen produksjon og forbruk. Statnett har utarbeidet to rapporter om potensial og utnyttelse av fleksibilitet i kraftsystemet.
Mandag, 15 januar, 2018 - 09:36
Troms Kraft Nett gikk 1. januar inn i Astrum, et treårig FoU-prosjekt med fokus på AMS drift, nettdrift, nettutvikling og nettvedlikehold.
Tirsdag, 16 januar, 2018 - 09:37
OED har fattet vedtak i to vannkraftsaker i Nordland. Det er gitt endelig konsesjon til ett av prosjektene. Kraftverket kan, om det blir realisert, bidra med om lag 22 gigawattimer (GWh) fornybar energiproduksjon, som tilsvarer forbruket til om lag 1 100 husstander.
Torsdag, 18 januar, 2018 - 09:27
NVE vil gjennom kravet om det funksjonelle skillet sørge for sammenslåinger av nettselskap. Av beredskapshensyn er dette en dårlig idé.
Mandag, 15 januar, 2018 - 09:23
Clemens Kraft AS og eierne av Ringdal Kraftverk AS har signert en avtale som omfatter alle aksjene i selskapet, og blir dermed småkraftverk nummer 25 i porteføljen til Clemens.
Onsdag, 17 januar, 2018 - 09:38
Fra 4. januar 2018 er Haram Kraft AS heleid av vindkraftutviklingsselskapet Zephyr AS. Selskapet var tidligere eid av Østfold Energi AS (27 %), Vardar Boreas AS (27 %) og Svelgen Kraft AS (46 %).
Onsdag, 17 januar, 2018 - 09:54