AI-verktyg för flexiblare elnät

Samhällets och industrins elektrifiering är ett viktigt verktyg för grön omställning, vilket kräver tillgång till tillförlitlig, säker och konkurrenskraftig elenergi. Energisystemet genomgår en stor förändring där omställningen till fossilfria, gröna energikällor är den enskilt största faktorn. En smartare användning av elnäten och energiuttaget gör övergången till ett elektrifierat samhälle både effektivare och mer robust. Avancerad AI och säker datahantering kan hjälpa till att effektivisera denna övergång. Av den anledningen finansierar Avancerad Digitalisering projekt som utvecklar nya digitaliseringslösningar för samhällets elektrifiering.

En maximerad förståelse av framtiden skapar robusthet i elnäten

Just nu utvecklas ett AI-verktyg som ska kunna ge prognoser av eluttag. Det är Göteborgsbaserade Endre AB som i samarbete med elnätsbolag står bakom denna innovativa AI-modell. Idén är att skapa virtuella världar, digitala tvillingar, av elnäten. Genom en digital kopia ska kommande elanvändning kunna analyseras för att identifiera besparingar och behov av utbyggnad. Projektet har fått finansiering för att utveckla och validera en minimum viable product, MVP, av en digital energitvilling för elnätsplanering. I ett första skede utvecklades tekniken, nu testas och utvärderas den tillsammans med elnätsbolag. Slutligen kommer IP-frågor att hanteras, och projektet kommer att avslutas sommaren 2025.

Många faktorer spelar in i effektuttaget i näten, till exempel väder, beteendemönster och extraordinära händelser. Projektledare Elias Hartvigsson, med bakgrund som doktor inom elteknik på Chalmers, berättar om utformningen:

“Det viktigaste för modellen är grunddatan. Vi identifierar parametrar som är relevanta för att extrahera rätt insikter, och hämtar in bland annat statistiska data, information från myndigheter, satelliter, och naturligtvis data från elnätsbolagen. Vår AI-modell kan identifiera hur olika variationer påverkar elanvändningen och utifrån det titta framåt. Vad händer om vi får en varmare sportlovsvecka? Vilken påverkan har effektiviseringar eller utökad lagring av el?”

Stadsutveckling trots elbrist 

Elnätet är i många fall en begränsande faktor för stadsutveckling och annan expansion. Ett annat projekt som finansieras av Avancerad Digitalisering är Digital Stadsutveckling. Skellefteå kommun tillsammans med Luleå tekniska universitet testar en ny approach till förtätning av ett område. På campus Skellefteå byggs Arctic center for energy, ACE. Redan i byggfasen är byggnaden ett forskningsprojekt och man tittar på hur ett område kan förtätas utan att eluttaget ökar. Avancerad mätutrustning, effektiviseringar i omkringliggande byggnader, batterilager i ACE-byggnadens källare och en smart omfördelning av elenergi gör det möjligt att integrera byggnaden i det befintliga elnätet.

Karl Andersson, professor och dekan inom datavetenskap och cybersäkerhet vid Luleå tekniska universitet, är projektledare för projektet.

“Det kommer bli allt viktigare att kunna bygga ut utan att ytterligare belasta elnätet. Där är effektivisering av det befintliga beståndet minst lika viktigt som den byggnation som tillkommer. Vårt projekt blir en konkret tillämpning av hur stadsutveckling kan se ut i framtiden.”

Även i det här projektet undersöker man vilken data och domänkunskap som är nödvändig för att kunna förutse elanvändning. Projektet har kommit halvvägs och har hunnit installerat en avancerad mätplattform i området, vars data kommer att användas som input för AI-modellen. Förklarbara och transparenta AI-modeller som förutsäger elanvändningen med hög säkerhet gör det enklare för fastighetsägare att genomföra effektiva åtgärder för minskad elförlust.

Stora skillnader mellan länder

Även om behoven av förutsägbarhet och planerbarhet är lika över hela Europa skiljer sig användning och dataunderlag betydligt åt mellan olika länder. Sverige har ett jämförelsevis starkt nät, och god tillgång till relevant data. De största elanvändarna i Sverige är stora industrianläggningar och elektrifieringen av industrin kommer att påverka mycket. Det kommer på så sätt finnas ett stort behov av förutsägbar flexibilitet. Elias Hartvigsson från Endre AB berättar vidare:

“I projektet tittar vi på ett case i Mariestad där Volvo planerar en ny batterifabrik. Elnätsbolaget behöver veta det planerade effektuttaget för att kunna bedöma påverkan på övriga elnätet. Den digitala tvillingen sätter den planerade fabriken i ett sammanhang. Det kan förkorta beslutsprocessen och ge fabriken möjlighet att förutse påverkan på verksamheten.”

Utvecklingen går fort och det vi vet är att elnäten i Europa och Sverige kommer fortsätta utsättas för stora påfrestningar när elanvändningen ökar. Användbara analys- och prognosverktyg kommer att bli allt viktigare. Att kunna förutse hur elnät kan användas flexibelt, effektivt och säkert är en grundförutsättning för elektrifiering och digitalisering av samhället.

“Det viktigaste för modellen är grunddatan. Vi identifierar parametrar som är relevanta för att extrahera rätt insikter, och hämtar in bland annat statistiska data, information från myndigheter, satelliter, och naturligtvis data från elnätsbolagen. Vår AI-modell kan identifiera hur olika variationer påverkar elanvändningen och utifrån det titta framåt. Vad händer om vi får en varmare sportlovsvecka? Vilken påverkan har effektiviseringar eller utökad lagring av el?”

Elias Hartvigsson, Endre