Tuulesta temmattua miten turvata kriittisiä perusrakenteita muuttuvassa energiajärjestelmässä

Tässä pro-gradu-tutkielmassa parannettiin ymmärrystä muuttuvasta ja kompleksisesta sähköjärjestelmästä tuulivoimajärjestelmiin kohdistuvan tutkimuksen kautta. Tavoitteena oli ymmärtää, mitä kriittisten perusrakenteiden turvaamisessa tulisi huomioida lisääntyvän tuulivoimatuotannon ja sähköjärjestelm...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Tertsunen, Paavo
Other Authors: Informaatioteknologian tiedekunta, Faculty of Information Technology, Informaatioteknologia, Information Technology, Jyväskylän yliopisto, University of Jyväskylä
Format: Master's thesis
Language:fin
Published: 2024
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/97194
_version_ 1826225756073623552
author Tertsunen, Paavo
author2 Informaatioteknologian tiedekunta Faculty of Information Technology Informaatioteknologia Information Technology Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_facet Tertsunen, Paavo Informaatioteknologian tiedekunta Faculty of Information Technology Informaatioteknologia Information Technology Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä Tertsunen, Paavo Informaatioteknologian tiedekunta Faculty of Information Technology Informaatioteknologia Information Technology Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_sort Tertsunen, Paavo
datasource_str_mv jyx
description Tässä pro-gradu-tutkielmassa parannettiin ymmärrystä muuttuvasta ja kompleksisesta sähköjärjestelmästä tuulivoimajärjestelmiin kohdistuvan tutkimuksen kautta. Tavoitteena oli ymmärtää, mitä kriittisten perusrakenteiden turvaamisessa tulisi huomioida lisääntyvän tuulivoimatuotannon ja sähköjärjestelmän muutoksen myötä. Tavoitteena oli myös kuvata, millaisia tai millaista ilmiöitä, rakenteita tai toimijuutta tuulivoimajärjestelmiin liittyy. Työn teoreettinen viitekehys käsitteli systeemiteoriaa, kriittisiä perusrakenteita sekä niiden kompleksisuutta, resilienssiä ja muutosta koskevaa tutkimusta. Teoreettisessa viitekehyksessä myös kuvattiin energiajärjestelmiä osana kompleksisia, adaptiivisia systeemeitä sekä kriittisiä rakenteita. Tutkimustavoitteita lähestyttiin konstruktiivisesti eli pyrkien ratkaisemaan oikean maailman ongelmia tuottaen viitekehyksenä olevalle tieteelle kontribuutiota. Lopputuloksena esitettiin ratkaisumalleja tuulivoimajärjestelmiä koskien. Tutkimusmenetelminä käytettiin asiantuntijahaastatteluita, systemaattista kirjallisuuskatsausta sekä skenaarioanalyysia. Tutkimustulosten perusteella tuulivoiman mahdolliset häiriötilanteet liittyvät muun muassa jännite-epätasapainoon, matalaan varautumismaturiteettiin, tietoliikenne- ja tietojärjestelmien haavoittuvuuksiin, muuntajiin liittyviin häiriöihin, ennustemallien epävarmuuksiin, kyberhyökkäyksiin, inertian vähenemiseen sähköjärjestelmässä, älykkäiden sähköverkkojen lisäämiin kyberhaavoittuvuuksiin ja esimerkiksi kriittisiin materiaaleihin liittyviin toimitusketjun haasteisiin. Tutkimuksessa tunnistettiin aineiston pohjalta kolme ratkaisumallia: kyberresilienssi ja sen kehittäminen, sähköteknisesti laadukkaat hallinta-, valvonta- ja ennustuskeinot, sekä organisatorinen kyvykkyys. Skenaarioanalyysin perusteella vakavia häiriötilanteita voi muodostua esimerkiksi kybervaikuttamisen, sähköjärjestelmien häiriöiden sekä ns. pirstaloituneiden uhkatilanteiden kautta. Tulosten mukaan erityisesti organisatorisen kyvykkyyden kehittäminen parantamalla valmiuksia kohdata odottamattomiakin häiriöitä voi ehkäistä, estää tai hillitä kaikenlaisten häiriöiden vaikutuksia. This Master’s Thesis produced understanding in regard to complex and evolving electricity system via researching wind energy systems. The goal was to understand, what should one consider due to increasing wind energy production and changes in electricity infrastructures. The goal was also to explain, what kind of phenomena, actors or constructs wind power systems hold inside them. Theoretical part assessed system theory, critical infrastructure and its complexity, resilience, and change. The theoretical part also described energy systems being a part of both complex adaptive systems and critical infrastructure. The research problem was approached with constructive method, trying to solve real life problems while also producing value to scientific community. As a result, solution models were presented. Research methods included expert interviews, a systematic literature review and scenario analyses. Based on the results, the possible disturbance in terms of wind power systems can result from errors in voltage balance or converters, uncertainties in regard to prediction models, cyberattacks, minimal inertia in electric system, cyber vulnerabilities in smart grids, and, for example supply chain issues in critical materials. Three solution models were identified: cyber resilience, high quality electric system management, and organizational capabilities. According to the scenario analysis, serious disturbances may occur due to, for example, cyber activities, errors in electricity systems or due to so-called spallated dangers. Based on the results, especially by improving organizational readiness and capabilities, one can increase preparedness to all kinds of errors and mitigate effects of all three scenarios.
first_indexed 2024-09-25T20:05:08Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "H\u00e4m\u00e4l\u00e4inen, Timo", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Tertsunen, Paavo", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2024-09-25T06:10:02Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2024-09-25T06:10:02Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2024", "language": "", "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/97194", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "T\u00e4ss\u00e4 pro-gradu-tutkielmassa parannettiin ymm\u00e4rryst\u00e4 muuttuvasta ja kompleksisesta s\u00e4hk\u00f6j\u00e4rjestelm\u00e4st\u00e4 tuulivoimaj\u00e4rjestelmiin kohdistuvan tutkimuksen kautta. Tavoitteena oli ymm\u00e4rt\u00e4\u00e4, mit\u00e4 kriittisten perusrakenteiden turvaamisessa tulisi huomioida lis\u00e4\u00e4ntyv\u00e4n tuulivoimatuotannon ja s\u00e4hk\u00f6j\u00e4rjestelm\u00e4n muutoksen my\u00f6t\u00e4. Tavoitteena oli my\u00f6s kuvata, millaisia tai millaista ilmi\u00f6it\u00e4, rakenteita tai toimijuutta tuulivoimaj\u00e4rjestelmiin liittyy. \n\nTy\u00f6n teoreettinen viitekehys k\u00e4sitteli systeemiteoriaa, kriittisi\u00e4 perusrakenteita sek\u00e4 niiden kompleksisuutta, resilienssi\u00e4 ja muutosta koskevaa tutkimusta. Teoreettisessa viitekehyksess\u00e4 my\u00f6s kuvattiin energiaj\u00e4rjestelmi\u00e4 osana kompleksisia, adaptiivisia systeemeit\u00e4 sek\u00e4 kriittisi\u00e4 rakenteita. Tutkimustavoitteita l\u00e4hestyttiin konstruktiivisesti eli pyrkien ratkaisemaan oikean maailman ongelmia tuottaen viitekehyksen\u00e4 olevalle tieteelle kontribuutiota. Lopputuloksena esitettiin ratkaisumalleja tuulivoimaj\u00e4rjestelmi\u00e4 koskien. Tutkimusmenetelmin\u00e4 k\u00e4ytettiin asiantuntijahaastatteluita, systemaattista kirjallisuuskatsausta sek\u00e4 skenaarioanalyysia. \n\nTutkimustulosten perusteella tuulivoiman mahdolliset h\u00e4iri\u00f6tilanteet liittyv\u00e4t muun muassa j\u00e4nnite-ep\u00e4tasapainoon, matalaan varautumismaturiteettiin, tietoliikenne- ja tietoj\u00e4rjestelmien haavoittuvuuksiin, muuntajiin liittyviin h\u00e4iri\u00f6ihin, ennustemallien ep\u00e4varmuuksiin, kyberhy\u00f6kk\u00e4yksiin, inertian v\u00e4henemiseen s\u00e4hk\u00f6j\u00e4rjestelm\u00e4ss\u00e4, \u00e4lykk\u00e4iden s\u00e4hk\u00f6verkkojen lis\u00e4\u00e4miin kyberhaavoittuvuuksiin ja esimerkiksi kriittisiin materiaaleihin liittyviin toimitusketjun haasteisiin. Tutkimuksessa tunnistettiin aineiston pohjalta kolme ratkaisumallia: kyberresilienssi ja sen kehitt\u00e4minen, s\u00e4hk\u00f6teknisesti laadukkaat hallinta-, valvonta- ja ennustuskeinot, sek\u00e4 organisatorinen kyvykkyys. Skenaarioanalyysin perusteella vakavia h\u00e4iri\u00f6tilanteita voi muodostua esimerkiksi kybervaikuttamisen, s\u00e4hk\u00f6j\u00e4rjestelmien h\u00e4iri\u00f6iden sek\u00e4 ns. pirstaloituneiden uhkatilanteiden kautta. Tulosten mukaan erityisesti organisatorisen kyvykkyyden kehitt\u00e4minen parantamalla valmiuksia kohdata odottamattomiakin h\u00e4iri\u00f6it\u00e4 voi ehk\u00e4ist\u00e4, est\u00e4\u00e4 tai hillit\u00e4 kaikenlaisten h\u00e4iri\u00f6iden vaikutuksia.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "This Master\u2019s Thesis produced understanding in regard to complex and evolving electricity system via researching wind energy systems. The goal was to understand, what should one consider due to increasing wind energy production and changes in electricity infrastructures. The goal was also to explain, what kind of phenomena, actors or constructs wind power systems hold inside them. \n\nTheoretical part assessed system theory, critical infrastructure and its complexity, resilience, and change. The theoretical part also described energy systems being a part of both complex adaptive systems and critical infrastructure. The research problem was approached with constructive method, trying to solve real life problems while also producing value to scientific community. As a result, solution models were presented. Research methods included expert interviews, a systematic literature review and scenario analyses. \n\nBased on the results, the possible disturbance in terms of wind power systems can result from errors in voltage balance or converters, uncertainties in regard to prediction models, cyberattacks, minimal inertia in electric system, cyber vulnerabilities in smart grids, and, for example supply chain issues in critical materials. Three solution models were identified: cyber resilience, high quality electric system management, and organizational capabilities. According to the scenario analysis, serious disturbances may occur due to, for example, cyber activities, errors in electricity systems or due to so-called spallated dangers. Based on the results, especially by improving organizational readiness and capabilities, one can increase preparedness to all kinds of errors and mitigate effects of all three scenarios.", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Paivi Vuorio (paelvuor@jyu.fi) on 2024-09-25T06:10:02Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2024-09-25T06:10:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2024", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "82", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "kriittiset perusrakenteet", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Tuulesta temmattua : miten turvata kriittisi\u00e4 perusrakenteita muuttuvassa energiaj\u00e4rjestelm\u00e4ss\u00e4", "language": "", "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-202409256070", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Informaatioteknologian tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Information Technology", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Informaatioteknologia", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Information Technology", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Turvallisuus ja strateginen analyysi", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Turvallisuus ja strateginen analyysi", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "601", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "systeemiteoria", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "resilienssi", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "tuulienergia", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "kompleksisuus", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "energia", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "infrastruktuurit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "turvallisuus", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "energiaj\u00e4rjestelm\u00e4t", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "h\u00e4iri\u00f6t", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "kriittinen infrastruktuuri", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "tuulivoimalat", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_97194
language fin
last_indexed 2025-02-18T10:56:28Z
main_date 2024-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2024
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/17861843-5284-4e53-aea4-f911cf3fc9d2\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-202409256070.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2024
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Tertsunen, Paavo Tuulesta temmattua : miten turvata kriittisiä perusrakenteita muuttuvassa energiajärjestelmässä kriittiset perusrakenteet Turvallisuus ja strateginen analyysi 601 systeemiteoria resilienssi tuulienergia kompleksisuus energia infrastruktuurit turvallisuus energiajärjestelmät häiriöt kriittinen infrastruktuuri tuulivoimalat
title Tuulesta temmattua : miten turvata kriittisiä perusrakenteita muuttuvassa energiajärjestelmässä
title_full Tuulesta temmattua : miten turvata kriittisiä perusrakenteita muuttuvassa energiajärjestelmässä
title_fullStr Tuulesta temmattua : miten turvata kriittisiä perusrakenteita muuttuvassa energiajärjestelmässä Tuulesta temmattua : miten turvata kriittisiä perusrakenteita muuttuvassa energiajärjestelmässä
title_full_unstemmed Tuulesta temmattua : miten turvata kriittisiä perusrakenteita muuttuvassa energiajärjestelmässä Tuulesta temmattua : miten turvata kriittisiä perusrakenteita muuttuvassa energiajärjestelmässä
title_short Tuulesta temmattua
title_sort tuulesta temmattua miten turvata kriittisiä perusrakenteita muuttuvassa energiajärjestelmässä
title_sub miten turvata kriittisiä perusrakenteita muuttuvassa energiajärjestelmässä
title_txtP Tuulesta temmattua : miten turvata kriittisiä perusrakenteita muuttuvassa energiajärjestelmässä
topic kriittiset perusrakenteet Turvallisuus ja strateginen analyysi 601 systeemiteoria resilienssi tuulienergia kompleksisuus energia infrastruktuurit turvallisuus energiajärjestelmät häiriöt kriittinen infrastruktuuri tuulivoimalat
topic_facet 601 Turvallisuus ja strateginen analyysi energia energiajärjestelmät häiriöt infrastruktuurit kompleksisuus kriittinen infrastruktuuri kriittiset perusrakenteet resilienssi systeemiteoria turvallisuus tuulienergia tuulivoimalat
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/97194 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-202409256070
work_keys_str_mv AT tertsunenpaavo tuulestatemmattuamitenturvatakriittisiäperusrakenteitamuuttuvassaenergiajärjestel