Hvorfor publisere nett- og lastdata?

De siste årene har det blitt stadig mer populært med åpen forskningspublisering – også innen kraftbransjen. Det handler om å gjøre forskning mer transparent og enklere å validere gjennom at både forskningsdata, forskningskode og evt. programvare gjøres åpent tilgjengelig.

Åpen forskningspublisering gjør forskningsresultater og data tilgjengelig for alle, uten betalingsmur og med få eller ingen restriksjoner på bruken, for eksempel med såkalt CC BY-lisens. Dette kan være alt fra publisering av rådata og programvarekode i åpne journaler og data-arkiv til deling av forskningsresultater på Researchgate og LinkedIn. Dette kan gi en rekke fordeler, både for andre forskere innen temaet, men også for den som velger å dele dataene.

For oss som forsker på kraftsystemet, så er det noen typer data som er spesielt nyttige å bruke for å teste ut forskningen på et ekte datasett. Det kan for eksempel være nettdatasett som beskriver infrastrukturen av blant annet luftlinjer, kabler og transformatorstasjoner som forsyner sluttbrukere i et område med strøm. Det kan også være tidsserier som viser hvor mye strøm sluttbrukere tar ut fra nettet til enhver tid, også kalt lastdata, eller hvor mye strøm vind-, sol- eller vannkraftprodusenter mater inn i nettet. Nett-, last- og produksjonsdata kan kombineres til å lage en modell av kraftsystemet, og denne kan vi bruke til å teste ut metoder og verktøy som vi utvikler, eller for å teste ut hypoteser i et relevant miljø.

I forskningssenteret FME CINELDI (Centre for Intelligent Electricity Distribution) har det blitt publisert to nett- og lastdatasett til nå, CINELDI-referansenettet og et distribusjonsnett i et industriområde, begge publisert i den åpne journalen Data in Brief.

CINELDI-referansenettet baserer seg på et norsk radielt driftet høyspenning-distribusjonsnett med 124 samleskinner (knutepunkt) og inkluderer blant annet scenarier for fremtidig lastutvikling på grunn av nytilknytninger av f.eks. hurtigladestasjoner og nabolag.

Det industrielle distribusjonsnettet, vist i Figur 1, er et mellom- og lavspennings distribusjonsnett med 45 tilknyttede sluttbrukere i et industriområde med en blanding av handels- og industribygg. Problemstillingen i dette nettområdet, som er representative for mange norske nett om dagen, er at flere nye kunder ønsker å knyttes til nettet, eller eksisterende kunder ønsker å øke lastuttaket sitt betraktelig. Nettselskapet delte derfor datasettet med oss blant annet for å bli bedre kjent med eksisterende (og estimert fremtidig) belastningsgrad i nettet sitt. Etter at dette datasettet ble publisert åpent har det blitt brukt for å undersøke nettkapasitet og forsyningssikkerhet i en masteroppgave, for å kartlegge behov for fleksibilitet i området og for å finne verdien av fleksibilitet hensyntatt trafo-overlast.

Datasettet kan også brukes for å analysere historisk last eller prognosere fremtidig last, studere lasten til enkeltkunder eller for å teste ut nettplanleggingsmetodikk eller investeringsoptimeringsanalyse. På grunn av reserveforsyningsmuligheten (rød linje med bryter i Figur 1) kan datasettet også brukes til å undersøke forskningsspørsmål relatert til forsyningssikkerhet og reservekapasitet i nettet.

Finnes det ikke referansenett tilgjengelig på nett allerede? Joda, men de internasjonale referansenettene som ligger åpent tilgjengelig mangler en del av de typiske kjennetegnene ved det norske strømnettet: En stor og økende andel av nettet ligger i jorda som kabler, luftlinjene er tidvis svært værutsatte, det er lange avstander mellom byene og nettet er radielt driftet, kanskje med store lastuttak på enden, spesielt i kystnære strøk. Strømbruken i Norge skiller seg også fra andre land; vi har høy grad av elektrisk oppvarming og elbilandelen i Norge er langt høyere enn snittet for Europa. Strømproduksjonen i Norge er en blanding av regulerbar og ikke-regulerbar fornybar kraft, først og fremst vannkraft. Når man driver med forskning og utvikling av løsninger for kraftsystemet i Norge, er det altså essensielt å ta utgangspunkt i norske nett, last- og produksjonsdata.

Data som samles inn i forbindelse med et forskningsprosjekt kan i noen tilfeller publiseres åpent for å kunne benyttes av andre forskere, nettselskaper, teknologileverandører og innovatører, myndigheter og medlemsorganisasjoner tilknyttet kraftbransjen. De kan også brukes av universiteter og høyskoler for å gi bachelor- eller masterstudenter relevante data å analysere og skrive oppgaver om. Men er ikke disse dataene sensitive, lurer du kanskje på. Og det stemmer: nettdata kan inneholde kraftsensitiv informasjon, og behandlingen av slike data er forskriftsfestet. Det samme gjelder for lastdata: hvor mye strøm du bruker, og når, er informasjon som er beskyttet av personopplysningsloven og EU-regelverk.

Detaljerte produksjonsdata kan også være både kraftsensitive og markedssensitive. Derfor er det slik at alle som skal håndtere sensitive data må ha riktige avtaleverk, lovforståelse og rutiner på plass. Dette medfører at det er tidkrevende og litt komplisert å håndtere slike data. Sensitive data som skal publiseres, må først igjennom en anonymiseringsprosess: Alle kjennetegn som sier noe om navn på stasjoner i nettet eller på målepunkter, samt geografisk beliggenhet, fjernes. Det kan også være relevant å gjøre forenklinger i nettets topologi, for å fjerne kjennetegn ved nettet i et område. Det er langt enklere for potensielle brukere å håndtere de publiserte, ikke-sensitive dataene, og de gir lik nytteverdi.

For forskningens del kan åpen publisering av nett- og lastdata føre til økt gjennomsiktighet og tillit til forskningsresultatene. Andre forskere innen samme felt kan verifisere resultatene og bygge videre på disse, og slippe å bruke tid på å skaffe de nødvendige dataene selv. Dette øker hastigheten og forbedrer ressursbruken i forskningsprosessen. For andre interessenter kan tilgjengeliggjøring av data og kode føre til økt synlighet og effekt (impact) av forskningen: Når ny kunnskap ikke lenger er bak en betalingsmur, får flere tilgang til den. Dette bidrar til mer tverrfaglig forskning. Åpen tilgang til data bidrar også til mindre dobbeltarbeid siden vi blir mer bevisst på hva som er gjort før.

De anonymiserte datasettene omtalt her brukes for øyeblikket i andre forskningsaktiviteter både i og utenfor FME CINELDI, og forhåpentligvis vil de på sikt også brukes av andre enn forskere.

Håpet er at også teknologileverandører vil ta i bruk åpne nett- og lastdata. Om leverandørene får enklere tilgang til reelle data og problemstillinger, vil det være enklere for dem å utvikle gode løsninger. Forhåpentligvis kan dette føre til at bedre programvareverktøy kan utvikles raskere, også av mindre teknologileverandører som ikke har ressurser til å selv samle inn data direkte fra nettselskapene. Ved å dele anonymiserte nettdata og lastdata åpent bidrar vi altså til forskning, kompetansebygging og innovasjon, i tillegg til at vi legger til rette for en delingskultur og samarbeid i kraftbransjen.

Referanser

• IB Sperstad, OB Fosso, SH Jacobsen, AO Eggen, JE Evenstuen, G Kjølle, «Reference data set for a Norwegian medium voltage power distribution system» (2023)
• S Sandell, D Bjerkehagen, B Birkeland, IB Sperstad, «Dataset for a Norwegian medium and low voltage power distribution system with industrial loads» (2023)
• RG Karlsen, «Evaluation of available capacity in distribution grids» (2022), NTNU Master thesis.
• S Sandell, D Bjerkehagen, IB Sperstad (2022) «Load Analysis for Evaluating Flexibility Needs in the Planning of an Industrial Distribution Grid«
• KE Thorvaldsen, S Nessa, S Sandell, H Sæle, «Spatial dependency on flexibility value considering stacked transformer overload cost» (2023) (Preprint)