Uutiset

Talvimyrsky tulossa? Tekoäly ennustaa jo päiviä ennen, aiheuttaako se sähkökatkoja

Aalto-yliopiston ja Ilmatieteen laitoksen menetelmä parantaa sähköyhtiöiden kykyä ennakoida myrskyjen vaikutuksia.
Myrskyennuste

Esimerkkitapaukset mallin vahinkoennusteista Tapani- (a), Rauli- (b) ja Pauliina-myrskyissä (c). Värjätyt alueet kuvaavat mallin ennustamia myrskyolioita eli myrskykeskuksen mukana liikkuvia, tietyn tuulennopeuden ylittäviä alueita ja niiden vaarallisuutta (punainen = suuret tuhot, keltainen = pienet tuhot, vihreä = ei tuhoja). Numerot puolestaan kuvaavat toteutunutta vaarallisuusluokkaa. Sähköverkko-operaattorien toiminta-alueet on kuvattu sinisellä. Kuva: Ilmatieteen laitos / CC BY 4.0

Suomessa myrskyää kaikkina vuodenaikoina. Myrskyjen katkomat puut saattavat kaataa mennessään voimalinjoja ja vaurioittaa muuntajia, minkä seurauksena sadat tuhannet taloudet kärsivät vuosittain sähkökatkoista.

Aalto-yliopiston ja Ilmatieteen laitoksen tutkijoiden kehittämä menetelmä kykenee ennustamaan vakavat myrskyt useita päiviä etukäteen, mikä auttaa sähköyhtiöitä korjausten ja niihin tarvittavan henkilökunnan ennakoinnissa. Menetelmä perustuu tekoälyyn, etenkin koneoppimiseen.

”Aiemmassa mallissamme keskityimme ennustamaan Suomen kesäilmastolle tyypillisiä, erittäin paikallisia ukkosmyrskyjä, joilla oli lyhyt elinkaari. Uusi mallimme tarkastelee suuria matalapaineisia myrskyjä, jotka ovat Suomessa yleisiä myöhään syksyllä ja talvella. Ne ovat kesän rajuilmoihin verrattuna paitsi laajempia, myös selvästi pitkäkestoisempia ja aiheuttavat tuhoja laajemmilla alueilla. Mallissa käytetään jopa kymmenen vuorokauden päähän ulottuvia sääennustetietoja”, sanoo Roope Tervo, Aalto-yliopiston tohtorikoulutettava ja Ilmatieteen laitoksen ohjelmistoarkkitehti.

Malli luokittelee myrskyt kolmeen luokkaan: ei vaurioita, pieniä vaurioita (1–140 vaurioitunutta muuntajaa) ja suuria vaurioita (yli 140 vaurioitunutta muuntajaa). Se kykenee ennustamaan 15 km:n tarkkuudella, mihin myrsky iskee ja kolmen tunnin tarkkuudella sen, milloin myrsky iskee. Mallin herkkyys on noin 0,6, eli se kykenee ennustamaan 60 prosentin tarkkuudella, mihin luokkaan myrsky kuuluu. Tarkkuus puolestaan on noin 0,8, eli 80 prosenttia tuhoisiksi arvioiduista myrskyistä todella aiheuttaa ennustettua vahinkoa.

"Geospatiaalinen ja ajallinen resoluutio tarkentuu säämallien kehittyessä. Vuonna 2024 ennusteen geospatiaalinen ja temporaalinen resoluutio on viisi kilometriä ja yksi tunti”, sanoo Tervo.

 ”Sähkökatkojen ennustustarkkuutta voi myös vielä hieman parantaa. Esimerkiksi routatietojen ja puiden lehtiä koskevan tietojen lisääminen parantaisi todennäköisesti tuloksia. Ennuste ei kuitenkaan koskaan tule olemaan täydellinen. On myös hyvä muistaa, että kun käytetään sääennustetietoja, virheitä tulee sekä sään ennustamisessa että sähkökatkoja ennustavissa malleissa.”

Aallon ja Ilmatieteen laitoksen tiimin aiemmin kehittämää ukkosenennustamistyökalua ovat käyttäneet sähköverkko-operaattorit Järvi-Suomen Energia, Loiste Sähköverkko ja Imatran Seudun Sähkönsiirto.

”Uusi menetelmä on operaattoreiden käytössä entisen käyttöliittymän kautta, ja työkalun käyttö on parhaillaan kokeilussa”, Tervo kertoo.

Tutkimusartikkeli “Predicting power outages caused by extratropical storms” on julkaistu aikakausjulkaisussa Natural Hazards and Earth System Sciences, ja se on kokonaisuudessaan luettavissa täällä.

Lisätietoja:

Roope Tervo
Tohtorikoulutettava, Aalto-yliopisto ja ohjelmistoarkkitehti, Ilmatieteen laitos
[email protected]

Koneoppiminen auttaa ennustamaan myrskyjen aiheuttamia sähkökatkoja

Aalto-yliopiston ja Ilmatieteen laitoksen yhteistyössä hyödynnetään koneoppimista myrskytuhojen ennustamisessa.

Lue lisää
Lightning strikes
  • Julkaistu:
  • Päivitetty:

Lue lisää uutisia

Skanskan kehitysjohtaja Jan Elfving esiintyy Rakennustekniikan päivässä 2024
Yhteistyö Julkaistu:

Rakennustekniikka kutsuu yrityksiä mukaan tulevaisuuden kehitystyöhön

Jo keväiseksi perinteeksi muodostunut rakennustekniikan laitoksen järjestämä sidosryhmätapahtuma Rakennustekniikan päivä pidettiin 25.4.2024 Dipolissa Otaniemessä.
Professor Riikka Puurunen, Professor Patrick Rinke and IT Application Owner Lara Ejtehadian holding sunflowers and diplomas
Palkinnot ja tunnustukset, Kampus, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Aallon avoimen tieteen palkintojuhla toi aaltolaisia yhteen keskustelemaan avoimesta tieteestä

Viime viikolla kokoonnuimme A Gridiin juhlimaan Aallon avoimen tieteen palkinnon 2023 saajia ja keskustelemaan avoimesta tieteestä aaltolaisten kanssa.
Three female students studying
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Hae siemenrahoitusta Aallon, KU Leuvenin ja Helsingin yliopiston yhteisille tutkimusprojekteille

Aalto-yliopisto, KU Leuven (Belgia) ja Helsingin yliopisto avaavat tutkimusyhteistyön käynnistämistä tukevan siemenrahoitushaun. Rahoitushaku on käynnissä 10. syyskuuta 2024 asti.
Kestävä digitaalinen arki Turussa, banneri: Minna Vigren.
Mediatiedotteet Julkaistu:

Aikamatka vuoteen 2050 – kestävän digitaalisen arjen teemaviikko levittäytyy Turkuun toukokuun lopussa

Kestävä digitaalinen arki -teemaviikolla 25.5.–2.6. Turussa pohditaan, minkälaista kestävä digitaalinen arki on, miten sitä voisi edistää ja kuvitellaan myös, miltä tulevaisuuden kestävä digitaalinen arki näyttäisi.