I mitten av februari 2020 publicerade telekombolaget Ericsson rapporten ”Bringing 5G to power” som handlar om hur de svenska elbolagen kan göra stora besparingar genom att införa en ny generation styrsystem som baseras på mobilnät och 5G. Avbrottstiden för elkunderna kan reduceras med 50 till 75 procent, enligt rapporten.
– Om elavbrotten för de svenska el-kunderna kan reduceras med 50 till 75 procent så handlar det potentiellt om besparingar med hundratals miljoner kronor varje år. Det finns i så fall en stor möjlighet att spara pengar både för kunderna och för elnätsföretagen, säger Tommy Johansson, avdelningschef på Energimarknadsinspektionen som övervakar elbolagens verksamhet.
Ericssons rapport har utarbetats under diskussioner med en tung grupp aktörer, bland andra Ellevio, Eon och Vattenfall samt ABB, Telia och Tele2.
– Vår uppfattning är att rapporten ger en riktig bild av elbolagens möjligheter att minska elavbrotten, säger Stephan Stålered, ansvarig projektledare på Ellevio.
Ellevio har beslutat att införa avancerad kontroll och styrning av sitt elnät för drygt 960 000 elkunder och kan därmed bli en av de första elnätsföretagen i världen att införa en sådan lösning för hela sitt elnät. En grundbult i den nya systemlösningen är att Ellevio inför ett centralt kontroll- och styrsystem samt ett heltäckande datakommunikationsnät (via 4G, 5G och fiber) för i princip samtliga 24 000 lokala elnätstationer.
– Vi har en utmanande situation med elnätskapaciteten i Stockholmsområdet där elförbrukningen beräknas öka kraftigt. Bra datakommunikation med de lokala elnätstationerna ger oss bättre möjligheter att kontrollera hela elnätet och att i realtid styra om mer el till lokala nätstationer vid behov, säger Stephan Stålered.
– Vi bedömer att det är nödvändigt att införa den nya tekniken senast 2023–2024 och räknar med att införandet blir klart för hela vårt elnät 2026. Av våra 24 000 lokala nätstationer vill vi först ansluta cirka 10 000 till vårt datanät. Vi prioriterar stationer med många anslutna kunder och de som står för en stor del av elförbrukningen. Mindre nätstationer planerar vi att ansluta senare.
Det finns även andra fördelar för Ellevio med att införa den nya tekniken. I framtiden kommer allt fler kunder att kunna producera el själva och de vill sälja överskottet via det lokala elnätsföretaget. Därmed ökar behovet av att i realtid kunna hantera sådana extra oplanerade tillskott från elkunder.
Ellevio har redan idag kommunikationsmöjligheter med sina cirka 500 fördelningsstationer i regionnätet. Men det finns ingen kommunikation till de runt 24 000 lokala nätstationerna runt om i landet. Kostnaden för att dra fram fiber till var och en skulle bli alltför stor, istället tittar man på mobila lösningar.
Ellevio planerar köpa mobilnätskommunikationen som en tjänst av en mobilnätsoperatör. Tanken är att börja med 3G, 4G och sedan övergå till 5G när det blir tillgängligt. Fördelen med 5G, jämfört med 4G, är att 5G har högre kapacitet och klarar realtidskommunikation.
– 5G är nödvändigt för att klara att införa automation i elnätsdriften. Vi behöver 5G för kommunikation med mycket kort fördröjning mellan nätstationer och mellan nätstationer och fördelningsstationer, säger Stephan Stålered.
Samtidigt ska datatrafiken mellan Ellevios lokala nätstationer och företagets kontroll- och styrsystem krypteras för att garantera att ingen obehörig tar del av informationen om elförbrukningen, ett skyddskrav som regleras statligt.
I Sverige hade elkunderna tillgång till elnätet 99,98 procent av tiden 2018. För Ellevio handlar det om elavbrott med i genomsnitt 60–70 minuter per år och kund. Dessa elavbrott inträffar huvudsakligen i och mellan de lokala nätstationerna. Om ett fel inträffar i dagens elnät kopplar fördelningsstationen normalt bort en eller flera nätstationer. En montör skickas ut för att lokalisera felet och sedan åtgärda det.
När den nya tekniken införts skickas istället information från berörda lokala nätstationer och fördelningsstationer till driftcentralen. Därmed blir det möjligt att från driftcentralen identifiera och isolera de nätstationer som är berörda av störningen, för att därefter skicka ut en montör som åtgärdar felet. Det betyder att elen stängs av bara för de som verkligen är berörda och det går snabbare att åtgärda felet. Informationen till kunderna kommer också bli mer detaljerad och exakt.
Ellevio planerar också att installera en lokal styrdator i varje nätstation, som är ansluten till datanätet. Information från nätstationen skickas kontinuerligt till den lokala styrdatorn. Den har en programvara som vid mycket kortvariga störningar direkt kan åtgärda felet i nätstationen. Det innebär att den lokala styrdatorn mycket snabbt åtgärdar felet och att elkunden aldrig märker av något elavbrott.
Driftsystemet klarar feldetektering (fault detection), isolering av fel (isolation) och återuppbyggnad av elnätet vid avbrott (restoration). När 5G införts kan dessa funktioner placeras i den lokala styrdatorn.
Ellevio skriver nu på den tekniska specifikationen för att upphandla produkter och tjänster. De planerar att bjuda in leverantörer att delta i upphandlingen
senare i år och den beräknas bli klar sommaren 2021. Det finns ett antal leverantörer som sedan några år erbjuder produkter med de funktioner som behövs, till exempel ABB och Siemens.
Samtidigt finns ingen europeisk eller internationell standard för styr- och kontrollsystem av det slag som Ellevio nu planerar införa. Det betyder att varje elbolag specificerar vilka funktioner de vill ha i sitt system.
Enligt ABB är det sannolikt att en teknisk arkitektur etableras på detta område och att även tillsynsmyndigheterna upprättar regler för tekniken.
– Min bedömning är att det tar tid att utveckla en sådan arkitektur och sannolikt får vi en stegvis utveckling, säger Petri Hovila, systemexpert på ABB.
De fem viktigaste funktionerna med 5G
Smarta elmätare. Snabbare insamling av information om elförbrukningen.Övervakning av elnätet. Givare placeras ut för att övervaka transformatorer och elledningar så att de inte överbelastas.Styrning och reglering. Det blir enklare att styra produktion och förbrukning av el. Snabbare felsökning. Sensorer placeras i elnätet för att upptäcka kortslutningar eller andra fel. Synkroniserad mätning. Dynamiska förlopp och felfall analyseras och risken för fel reduceras.
Ellevio beräknar att de kan spara cirka 100 miljoner kronor per år på att införa det nya tekniska systemet. Detta baseras på att avbrottstiden reduceras med upp till 75 procent och att priset per avbrottsminut beräknas till cirka två kronor per abonnent och år. En annan viktig del i besparingen handlar om minskat behov av montörstid när nya automatiska rutiner tar över.
Men det finns fortfarande frågetecken kring finansieringen som är olöst och diskussioner pågår med Energimarknadsinspektionen.
– Vi tycker det är rimligt att kostnaden för mobilkommunikationen mellan driftcentralen och de lokala nätstationerna ska bokföras till en kostnad som motsvarar en investering med annuitet. Det tillåter inte Energimarknadsinspektionens regelverk idag, säger Simon Stålered.
– Det regelverk som nu finns stimulerar investeringar i egna kommunikationsnät vilket gör att inköp av tjänster blir dyrare. Vi menar att kundernas avgifter ska användas på bästa sätt och till det som gör mest nytta. I detta fall blir det orimligt dyrt att installera nya fiberkablar och det blir ekonomiskt att köpa mobilnätstjänster.
Energimarknadsinspektionen godkänner beslut om intäktsramar för varje enskilt elnätsbolag i Sverige, och förbättrad leveranssäkerhet är en viktig faktor som myndigheten tar hänsyn till.
– De normer vi har idag för leveranssäkerheten kan komma att förändras radikalt om det som står i Ericssons rapport kan verifieras. Stämmer uppgifterna så är det revolutionerande, säger Tommy Johansson på Energimarknadsinspektionen.
