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

På ett år har behovet for arbeidskraft i kraftsektoren steget med hele 14 prosentpoeng.
Onsdag, 19 september, 2018 - 09:12
Kraftprisene er preget av den siste ukes hendelser, der en aktør i det finansielle kraftmarkedet ble suspendert etter å ikke kunne stille sikkerhet for sine posisjoner. Omsetningen på de nærmeste kontraktene har vært høy og til tider panikkpreget.
Torsdag, 20 september, 2018 - 09:16
Seks av ti har opplevd uvanlig høy varmeutvikling eller misfarging av utstyr ved lading av mobiltelefon, nettbrett eller PC, viser nye tall.
Onsdag, 19 september, 2018 - 09:26
Dei har god grunn til å smile, lærlingane i Tussa. Å få seg læreplass er ikkje ei sjølvfølge. I yrkesfaga sitt år 2018 tek Tussa inn fleire lærlingar enn dei fleste.
Tirsdag, 18 september, 2018 - 09:22
Den nye digitale fisketelleren i Klosterfoss vil gi ny og viktig kunnskap om fiskevandringen i Skiensvassdraget.
Torsdag, 20 september, 2018 - 09:29
REMA 1000s nye distribunal i Sandnes har en helhetlig energiløsning som gjør at bygget delvis er selvforsynt med elektrisitet. Potensialet for denne nyvinnende energiløsningen er stor også i andre bygg.
Onsdag, 19 september, 2018 - 09:39
Agder Energi's transformatorstasjon utenfor Arendal har blitt et globalt eksempel på hvordan skyteknologi og maskinlæring kan brukes til å revolusjonere kraftbransjen og det kraftsystemet vi kjenner i dag.
Onsdag, 19 september, 2018 - 09:21
Opprinnelsesgarantier skal gjøre det mer lønnsomt å investere i fornybar kraft. Selskaper som Google og IKEA gjør at oppmerksomheten og prisene øker.
Torsdag, 20 september, 2018 - 09:34
Fredagskommentar:
På denne siden av tusenårsskiftet er det bygget flere hundre småkraftverk her i landet. Det kan best karakteriseres som en renessanse av tidligere tiders bygdekraftverk.
Fredag, 14 september, 2018 - 09:39
Torsdag sist veke gjekk første salva på utbygginga av Jølstra kraftverk. Når kraftverket står klart i løpet av 2020 vil det produsere straum tilsvarande forbruket i rundt 12 000 heimar.
Tirsdag, 18 september, 2018 - 09:09
Lyses nye, fleksible og teknologisk avanserte kraftverk i Lysebotn, «Lysebotn 2», åpnes av statsminister Erna Solberg i dag. Se det direkte på NRK2 klokken 11:00.
Mandag, 17 september, 2018 - 10:00
Solcellene må slanke seg. For da kan vi få flere av dem, skriver solcelleforsker Birgit Ryningen.
Mandag, 17 september, 2018 - 09:43
Infratek skal utføre alt av sanerings- og kabelarbeider i fjellanlegget når Skjomen koblingsstasjon i Narvik skal rehabiliteres og fornyes.
Tirsdag, 18 september, 2018 - 09:27
Det var stor festivitas rundt åpningen av det åtte etasjers nye bygget til Ringerikskraft onsdag. Olje- og energiminister Kjell-Børge Freiberg var til stede og klippet snoren, godt assistert av ”kongen”, alias komiker Jonas Rønning.
Torsdag, 13 september, 2018 - 12:45
På Smartgridkonferansen i Trondheim i går lanserer Rejlers Embriq siste tilskudd til Smartgridplattformen Quant: Quant Insight.
Onsdag, 12 september, 2018 - 09:45
25. september åpner Nordic Edge Expo dørene i Stavanger med ambisjoner om 5000 besøkende. Lyse er med som hovedsamarbeidspartner.
Mandag, 17 september, 2018 - 09:19
I løpet av de siste få årene har både strømnett og kraftprodusenter blitt utsatt for hacking. Noen angrep har vært vellykkede og er kjent for offentligheten, mange flere har blitt avverget.
Mandag, 17 september, 2018 - 09:35
Gjennomsnittlig strømpris for husholdningene, utenom avgifter og nettleie, var 44,6 øre/kWh i 2. kvartal 2018 – en oppgang på 35 prosent fra 2. kvartal i 2017. Man må tilbake til 2. kvartal 2011 for å finne høyere strømpris.
Fredag, 14 september, 2018 - 09:20