Sähköverkkojen toimintavarmuutta ja häiriönsietokykyä parantava nelivuotinen tutkimushanke saa miljoonan euron rahoituksen STEK ry:ltä. Tampereen yliopiston ja Vaasan yliopiston yhteishanke kehittää kokonaisarkkitehtuurin, joka yhdistää reaaliaikaisen tilannekuvan, hajautetun ohjauksen ja virtualisoidun suojausautomaation. Tavoitteena on parantaa Suomen sähköjärjestelmän kykyä kestää häiriöitä ja nopeuttaa palautumista esimerkiksi myrskyjen tai kyberiskujen jälkeen.

Vaikka Suomen sähkönjakelun luotettavuus on kansainvälisesti huippuluokkaa, kasvaa yhteiskunnan riippuvuus sähköstä jatkuvasti. Viime vuosina sähköverkkoja ovat koetelleet myrskyt ja energiainfrastruktuuriin kohdistuneet kyberuhat. Tampereen ja Vaasan yliopistojen yhteishankkeessa kehitetään innovatiivisia työkaluja ja toimintamalleja, joilla sähkönjakelu varmistetaan vaikeissakin olosuhteissa.

Hanke valittiin rahoitettavaksi STEK ry:n “Sähkö- ja energiajärjestelmän resilienssi”-aiheisesta teemahausta, jossa etsittiin keinoja vahvistaa sähkö- ja energiajärjestelmän resilienssiä, tukea uusiutuvan energian luotettavaa käyttöä ja kehittää uudenlaista yhteistyötä sekä uusia liiketoimintamahdollisuuksia. Haku oli STEKin ensimmäinen teemahaku, jonka aihetta työstettiin yhdessä sidosryhmien kanssa Prässi-työpajoissa. Yhteistyötä sidosryhmien kanssa jatketaan vastedes joka kevät saman vuoden syksyllä aukeavan teemahaun aihepiirin määrittämiseksi.

Digitaaliset kaksoset ja ohjelmistopohjainen suojaus tuovat joustavuutta

Tampereen ja Vaasan tutkijat kehittävät hajautettua ohjausta ja virtualisoitua suojausautomaatiota digitaalisten kaksosten avulla. Hajautettu ohjaus ja älykkäät algoritmit varmistavat, että sähköjärjestelmän eri osat kykenevät automaattisesti tasapainottamaan toimintaansa ja suojaamaan itseään laitevikojen tai kyberhyökkäysten sattuessa. Ohjelmistopohjaiset, virtualisoidut suojausjärjestelmät tuovat lisää joustavuutta ja nopeutta perinteisten suojauslaitteiden rinnalle.

Yhdessä nämä ratkaisut luovat perustan sähköverkolle, joka sopeutuu muutoksiin ja häiriöihin aiempaa tehokkaammin.  

– Ratkaisuistamme on laajasti hyötyä yhteiskunnan toimijoille: sähkönjakeluyhtiöt saavat parempia työkaluja katkosten ehkäisyyn ja häiriöiden korjaamiseen, ja energiajärjestelmien operaattorit sekä palveluntarjoajat voivat tarjota asiakkailleen luotettavampaa ja kustannustehokkaampaa sähköä, sanoo hankkeen vetäjä, apulaisprofessori Hamed Badihi Tampereen yliopistosta.

Yhteistyöllä kohti käytännön sovelluksia ja laajempaa vaikuttavuutta

Hankkeen toteutuksessa korostuu monialainen yhteistyö ja käytännön kokeilut. Konsortio tekee tiivistä yhteistyötä jakeluverkkoyhtiöiden, teollisuuden toimijoiden ja viranomaisten kanssa. Hanke toimii samalla kivijalkana uudelle ekosysteemille, jonka odotetaan laajentuvan ja saavan lisärahoitusta viimeistään vuoteen 2029 mennessä. Näin STEKin rahoitus voi mahdollistaa lisärahoitusta alan kehittämiseksi, kuten teemahaussakin edellytettiin.

Hankkeen edetessä mukaan on tarkoitus liittää uusia kumppaneita pilotointeja varten. Tällä varmistetaan, että projektin tulokset otetaan käytäntöön ja että ne tukevat alan standardisoinnin, sääntelyn ja liiketoimintamallien uudistuksia.

Kestävästä sähköinfrasta menestystekijä ja jopa vientituote

Hankkeen tutkimus- ja kehitystyön tuloksena syntyvät modulaariset ja skaalautuvat teknologiat voivat kiinnostaa myös kansainvälisiä verkkoyhtiöitä ja teknologiatoimittajia.

– Hankkeessa yhdistyy teknologinen kunnianhimo ja konkreettiset ratkaisut, joilla voidaan parantaa sähköverkon häiriönsietokykyä ja niistä palautumista. Lisäksi sen tavoitteet ovat täysin linjassa STEKin mission kanssa: hanke vauhdittaa energiamurrosta, ja sen tuottama lisäarvo voi parhaimmillaan realisoitua uusiksi innovaatioiksi ja liiketoiminnaksi alalle. Juuri tällaisia laajan vaikuttavuuden hankkeita STEK haluaa jatkossakin rahoittaa, jotta energiamurros etenee kestävästi ja tehokkaasti, toteaa STEKin toimitusjohtaja Tapio Koivu.

Projektin tulokset vahvistavat energia-alan kykyä integroida hajautettuja ja uusiutuvia energialähteitä sähköverkkoon turvallisesti ja tehokkaasti, luoden pohjaa entistä ketterämmälle ja kestävämmälle sähköinfrastruktuurille – niin Suomessa kuin kansainvälisesti.

Lisätietoja:

Tapio Koivu, toimitusjohtaja, STEK ry, +358 50 516 0664, tapio.koivu @ stek.fi
Hamed Badihi, hankkeen vetäjä, apulaisprofessori, Tampereen yliopisto, +358 50 569 5950, hamed.badihi @ tuni.fi

Projektiryhmä

Hamed Badihi on automaatiotekniikan ja luotettavien järjestelmien apulaisprofessori Tampereen yliopistossa ja johtaa Dependability and Automation Research in Cyber-Physical Systems (DARES) -tutkimusryhmää. Hän on erikoistunut kunnonvalvontaan, vikatilanteita ja hyökkäyksiä sietäviin ohjausratkaisuihin sekä turvalliseen automaatioon kriittisissä energia- ja teollisuusympäristöissä. Hänellä on laaja kansainvälinen tutkimus- ja opetuskokemus Kanadasta, Kiinasta ja Suomesta. 

Azwirman Gusrialdi on apulaisprofessori Tampereen yliopiston automaatio- ja konetekniikka -yksikössä. Hänen tutkimuksensa keskittyy skaalautuvien ohjaus- ja optimointialgoritmien kehittämiseen. Tavoitteena on varmistaa kyberfyysisten järjestelmien optimaalinen, toimintavarma ja turvallinen toiminta, erityisesti sähköjärjestelmien ja älyliikenteen sovelluksissa. Lisäksi hän johtaa Intelligent Networked Systems -tutkimusryhmää. 

Mike Mekkanen on Vaasan yliopiston vanhempi tutkija, jolla on yli 30 vuoden kokemus sähkötekniikasta, erityisesti IEC 61850 -pohjaisista suojaus- ja automaatiojärjestelmistä. Hänen erikoisalaansa on kyberfyysisten järjestelmien kyberturvallisuus ja digitaalisten kaksosten hyödyntäminen kriittisissä infrastruktuureissa.