ET-05 Digitalisering av elkraftkomponenter for fremtidens kraftnett

Motivasjon og relevans

Det grønne skiftet har som mål å gjøre Norge til et lavutslippsland innen 2050. Dette krever økt integrasjon av fornybar kraft og utstrakt elektrifisering, som igjen øker kompleksiteten i kraftsystemet. Digitale transformatorstasjoner (DS) er en del av en digitaliseringstrend i energisektoren, og innebærer blant annet at ny teknologi tas i bruk for å sikre tids- og kostnadseffektiv overvåkning av kraftsystemet. DS er et paradigmeskifte for norske nettselskaper. Fra en situasjon med punkt-til-punkt forbindelser mellom komponenter, analoge målinger og mange manuelle arbeidsoppgaver, går man over til digitalisert signaloverføring, overvåkning og analyse. Dette gir nye muligheter for bedre tilstandsovervåkning og feilprediksjon av elkraftkomponenter. Dette har stor verdi for nettselskapene, da feil kan medføre avbrudd i strømforsyningen.

Bakgrunn

I ECoDiS-prosjektet har vi ni piloter (inkludert en labpilot). Prosjektet mottar sensordata fra pilotene, blant annet fra effektbrytere og transformatorer. Fra effektbrytere henter vi vibrasjonsmålinger som er målt under inn- og utkobling av bryteren. Mekaniske endringer i bryteren, som for eksempel løse deler, vil gi en endring i vibrasjonssignaturen til bryteren. Således kan vibrasjonsmålinger av effektbrytere brukes til å gi informasjon om bryterens tilstand og dermed avdekke feil som er under utvikling. Fra transformator henter vi temperaturdata fra forskjellige steder inne i transformatoren. Denne temperaturdataen kan ha flere funksjoner, som for eksempel å oppdage feil i kjølesystemet eller for å estimere den såkalte "hotspot"-temperaturen som funksjon av last (det varmeste punktet i transformatorviklingen). Sistnevnte er spesielt interessant, da hotspot-temperaturen er en av de viktigste parameterne med tanke på å estimere transformatorens levetid. Dagens modeller for levetid er veldig konservative, og mange transformatorer som tas ut av drift i dag har i ettertid vist seg å være i overraskende god stand. Bedre hotspot-modeller kan gi bedre (og lengre) utnyttelse av transformatorer.

ECoDiS (Engineering and Condition monitoring in Digital Substations) er et IPN-prosjekt med støtte fra Forskningsrådet, Statnett, Elvia, BKK Nett, Tensio TN, Lede, Agder Energi Nett og NVE med SINTEF Energi AS og NTNU som forskningspartnere.

Oppgave

Arbeidet går ut på å utvikle maskinlæringsmodeller som skal brukes til temperaturprediksjon og/eller deteksjon av unormale hendelser. Modellene lages ved å trene dem på ekte sensordata fra elkraftkomponenter i ECoDiS-pilotene (transformator og/eller effektbryter). Vi bruker Python som programmeringsspråk.

Oppgaven består i å:

• Bidra med å utvikle og forbedre maskinlæringsalgoritmer for prediksjon og anomalideteksjon i effektbrytere og/eller transformatorer.
• Undersøke om modellenes prediktive kraft kan forbedres eller utvides ved bruk av hybride modeller som også utnytter kunnskap om fysiske lover (f.eks. physics-informed neural networks eller scientific machine learning)

Oppgaven knyttes til prosjektet "ECoDiS" ved SINTEF Energi.

Forutsetninger

Det er en fordel at sommerjobberen har kjennskap til (eller evne til å sette seg inn i):

• Maskinlæring: Grunnleggende prinsipper og fordeler og ulemper med ulike modelltyper
• Forstå hvordan fysikk kan brukes i maskinlæring, og hvordan dette gjøres i praksis. Feks ved å bruke etablerte python-biblioteker som DeepXDE.
• Dataanalyse og grunnleggende statistikk
• Python
• Python-biblioteker som brukes mye i forbindelse med maskinlæring, slik som pandas, scikit-learn og tensorflow.

Hovedveileder: Camilla Espedal (Elkraftteknologi)

Medveileder: Maren Istad (Energisystemer)

Slik søker du

Søknad, CV og karakterutskrifter lastes opp der du søker.

Hos SINTEF Energi kan du søke på opptil tre sommerjobber. Om du søker på flere sommerjobber sender du en samlet søknad. Jobbnummer for de ønskede jobbene legges som overskrift i søknadsteksten i prioritert rekkefølge (f.eks GT-01, TE-04 ...). Vi gjør oppmerksom på at søkere kan vurderes for andre sommerjobber enn de har søkt på.

Aktuelle kandidater vil bli kontaktet fortløpende. Vi oppfordrer deg derfor til å søke tidlig.

Søknadsfrist er 1. november kl 23.59. 

Du sender din søknad her

Se alle sommerjobber i SINTEF Energi