Muligheter og begrensninger med AMS for registrering og rapportering av spenningskvalitet Tarjei Solvang, SINTEF Energiforskning AS Brukermøte spenningskvalitet Kielfergen 13. 25. September 2009 SINTEF Energy Research 1
Muligheter og begrensninger med AMS for registrering og rapportering av spenningskvalitet Innhold Bakgrunn Målsetning Forutsetninger Beskrivelse Resultater Foreløpige konklusjoner SINTEF Energy Research 2
Bakgrunn Innenfor KMB-prosjektet The PQM project foretas det undersøkelser av energimålere med funksjonalitet for måling av spenningskvalitet Dette gjøres av flere grunner: Tilbakemeldinger fra prosjektpartnere Uttalelser fra målerleverandører Erfaringer fra tidligere tester av spesialiserte målere Endring i forskrift 11. mars 1999 nr. 301 Muligheter for bruk av energimålere med funksjonalitet for måling av spenningskvalitet i PQM-konseptet SINTEF Energy Research 3
Målsetning/Problemstilling PQM-prosjektet ønsker å undersøke energimålere som innehar funksjonalitet for måling av leveringskvalitet Følgende elementer ønskes undersøkt Hva måles? Hvilke standarder er lagt til grunn og hvordan er disse implementert? Hvordan er kvaliteten på målingene? Forskjeller mellom ulike leverandører? Hvordan er funksjonaliteten til de ulike systemene med tanke på måling av spenningskvalitet? Hvordan kan slike målinger inngå i et system med flere ulike målere? Hva er nytteverdien ved å benytte seg av målere med slik funksjonalitet kontra tradisjonelle målere? SINTEF Energy Research 4
Forutsetninger Målerne blir vurdert opp mot det de skal kunne måle Skal se på teknologi som er tilgjengelig pr. i dag Vi ønsker først og fremst å teste målere som er aktuelle for det norske/ nordiske markedet Dataavlesning/konfigurering av målere er gjort ved hjelp av leverandørenes egne løsninger Vurdering/undersøkelser av elementer som kommunikasjonsløsning, dataformat og lignende inngår ikke i undersøkelsene Målerne er mottatt i 1. halvår av 2009, eventuelle nyere versjoner inngår ikke i undersøkelsene Det har vært fokusert på hva målerne leverer i testene og ikke på å få data fra leverandører Ikke en best i test -kåring Anonymiserte resultater Pris på målere er ikke vurdert Pågående undersøkelser Foreløpige konklusjoner SINTEF Energy Research 5
Status Tester er gjennomført på 4 ulike målere fra 3 leverandører på det nordiske markedet Totalt har SINTEF tilgang på 6 ulike målere fra 4 leverandører Det kan bli aktuelt å inkludere flere målere i forsøkene Foreløpig er kun 1-fase tester gjennomført SINTEF Energy Research 6
Beskrivelse Måleoppsett Enkel målekrets med last etablert Påtrykt spenning kontrolleres med programmerbar spenningsgenerator (Haefely Interference Tester) Resultater kontrolleres via klasse A måleinstrument Tester inkluderer: Stasjonære spenningsvariasjoner Spenningsdipp Avbrudd Laveste toleransespenning SINTEF Energy Research 7
Beskrivelse Måler A1 Energimåler levert av leverandør som opererer på det nordiske markedet 3-fase energimåler beregnet for husholdningskunder Skal ifølge leverandør måle spenningskvalitet Skal registrere hendelser som avbrudd og fasebrudd Skal kunne registrere over- og underspenninger Lagrer de 200 siste hendelser Programmerbare terskler for spenning og varighet Mulighet for lokal nedlasting av måledata Innstillinger: Øvre spenningsgrense: 253 V Nedre Spenningsgrense: 207 V Varighet: 10 s SINTEF Energy Research 8
Testresultater Måler A1 Programvare: Til en viss grad lagt opp til avlesning av spenningskvalitet Tidkrevende Stasjonære spenningsvariasjoner: Når måleren påtrykkes en spenning under spesifisert spenningsgrense og med varighet lengre enn den satte varighetsgrensen rapporterer måleren om hendelsen Voltage below limits Tidsstempelet for start og stopp av hendelsen er innenfor +/- 1 sekund av korrekt tid Rapportert minimumsspenning er innenfor 1 V (0,43 % av Unom) av påtrykt spenning Spenningen må være under definert terskelverdi i løpet av det definerte intervallet for varighet SINTEF Energy Research 9
Testresultater Måler A1 Spenningsdipp og avbrudd For spenningsdipp med varighet lengre enn 10 sekunder og restspenning høyere enn 48 % av Unom er resultatene det samme som for stasjonære spenningsvariasjoner Spenningsdipp med varighet mellom 2 og 10 sekunder og restspenning høyere enn 48 % av Unom registreres ikke Spenningsdipp med restspenning på 48 % av Unom eller lavere og varighet på 2 sekunder eller mer registreres som avbrudd Spenningsdipp og avbrudd med varighet på 1 sekund registreres ikke Avbrudd som registreres har en varighet 2 sekunder lengre enn det faktiske avbruddet Oppstartstid SINTEF Energy Research 10
Testresultater Måler A1 SINTEF Energy Research 11
Beskrivelse Måler B1 Energimåler levert av leverandør som opererer på det nordiske markedet 3-fase energimåler beregnet for husholdningskunder Antall faser i bruk kan defineres Måler øyeblikksverdier for spenning, strøm og frekvens Skal registrere hendelser som avbrudd og fasebrudd Registrerer totalt antall hendelser Registrerer 3 siste hendelser med dato og tid Skal kunne registrere underspenninger Programmerbare terskler for underspenning Terskler kan settes mellom 0 og 250 V Så lenge måleren registrerer at spenningen er under spesifisert verdi så registrerer måleren en underspenning (leverandør: Snakk om ms ) Mulighet for lokal nedlasting av måledata Innstillinger: Terskel for underspenning settes lik 207 V SINTEF Energy Research 12
Testresultater Måler B1 Programvare: Mer komplisert enn for måler A1 I liten grad lagt opp for analyse av spenningskvalitet En del ulogiske løsninger Stasjonære spenningsvariasjoner: Måleren viser en øyeblikksverdi for spenningen som er innenfor 0,3 % av reell spenningsverdi Oppløsning spenningsmåling 0,1 V Måleren registrerer at terskelverdien er brutt ved påtrykk av spenninger under 207 V Tidsstempel for når underspenning inntreffer er korrekt innenfor 0,5 minutt Varighet underspenning angis ikke Programvare legger opp til dette Minimum spenning under hendelsen angis ikke SINTEF Energy Research 13
Testresultater Måler B1 Spenningsdipp og avbrudd Spenningsdipp med varighet under 8 sekunder registreres ikke så lenge restspenningen er over 34 % av Unom Måleren registrerer avbrudd ved spenningsdipp med restspenning på 34 % av Unom og varighet på 1 sekund eller mer Tidsstempel for når hendelsen inntreffer er korrekt innenfor 0,5 minutt Varighet underspenning angis ikke Programvare legger opp til dette Minimum spenning under hendelsen angis ikke SINTEF Energy Research 14
Testresultater Måler B1 SINTEF Energy Research 15
Beskrivelse Måler B2 Energimåler levert av leverandør som opererer på det nordiske markedet 3-fase energimåler primært beregnet for næringslivskunder Antall faser i bruk kan defineres Måler øyeblikksverdier for spenning, strøm og frekvens Skal registrere hendelser som avbrudd og fasebrudd Registrerer totalt antall hendelser Registrerer 3 siste hendelser med dato og tid Skal kunne registrere underspenninger, overspenninger og ubalanse Mulighet for å definere egne hendelser Frekvens, strøm og spenning Programmerbare terskler for fasefeil, ubalanse og egendefinerte hendelser Terskler kan settes mellom 0 og 99 % av Unom for fasefeil Øvre og nedre terskel samt varighet og reset-tid settes for egendefinerte hendelser Mulighet for lokal nedlasting av måledata Innstillinger: Terskler for predefinert hendelse 1 settes til 253 og 207 V Terskel for predefinert hendelse 2 settes til 115 V SINTEF Energy Research 16
Testresultater Måler B2 Programvare: Utvidet displayvisning sammenlignet med måler B1 Baserer seg på samme programvare som B1, men med noen flere muligheter Tidsoppløsning på egendefinerte hendelser er 4 sekunder En del ulogiske løsninger Stasjonære spenningsvariasjoner: Måleren viser en øyeblikksverdi for spenningen som er innenfor 0,1 % av reell spenningsverdi Oppløsning spenningsmåling 0,01 V Måleren registrerer underspenning korrekt i forhold til predefinert hendelse Minimum restspenning under predefinert hendelse registreres ikke Varighet for aktuell hendelse registreres med oppløsning på 1 minutt Total varighet for denne type hendelse vises med oppløsning på 1 sekund Totalt antall hendelser vises SINTEF Energy Research 17
Testresultater Måler B2 Spenningsdipp og avbrudd Varighet for aktuell hendelse registreres med oppløsning på 1 minutt Total varighet for denne type hendelse vises med oppløsning på 1 sekund Totalt antall hendelser vises Måleren registrerer i enkelte tilfeller hendelser som har kortere varighet enn den varigheten som er definert som minimum Måleren kan registrere hendelser med minimum restspenning på mer enn 14 % av Unom og varighet over 4 sekunder som predefinerte hendelser Måleren registrerer spenningsdipper med minimum restspenning på 14 % av Unom eller mindre og varighet lengre enn 9 sekunder som avbrudd Med minimum restspenning på 10 % av Unom eller mindre og varighet lengre enn 1 sekund registreres alle spenningsdipper som avbrudd SINTEF Energy Research 18
Måleresultater Måler B2 SINTEF Energy Research 19
Beskrivelse Måler C1 Energimåler levert av leverandør som opererer på det nordiske markedet 1-fase energimåler beregnet for husholdningskunder Måler øyeblikksverdier for spenning, strøm og frekvens Måler 10-minutts gjennomsnitt spenning Skal registrere dato og tid for manglende fase Mulighet for lokal kalibrering Mulighet for lokal nedlasting av måledata Ikke mulig å definere terskler for underspenning eller fasebrudd SINTEF Energy Research 20
Testresultater Måler C1 Programvare: Lite brukervennlig Stasjonære spenningsvariasjoner: Kun mulig å kalibrere med oppløsning på 0,5 V Måleren viser en 10-minutters gjennomsnittsverdi for spenning som er innenfor 0,5 % av reell spenningsverdi Oppløsning på spenningsmåling er 0,1 V Avbrudd Måleren dør ved spenninger lavere enn 28 % av Unom SINTEF Energy Research 21
Testresultater Måler C1 SINTEF Energy Research 22
Oppsummering og konklusjoner Energimålere tilgjengelige i dag kan registrere enkelte relevante fenomener innenfor spenningskvalitet Spenning Strøm Frekvens Fasebrudd Avbrudd Ubalanse Målerne som er undersøkt innehar en tilfredsstillende målenøyaktighet for måling av stasjonær spenning og øyeblikksverdi for spenning (0,1-0,5 % Unom) Alle målerne som er undersøkt ser ut til å takle en definisjonsgrense for avbrudd på 50 % av Unom Men SINTEF Energy Research 23
Oppsummering og konklusjoner Den registrerte varigheten til hendelser som innebærer at målerne dør påvirkes av oppstartstiden Parametere og fenomener som måles varierer mellom ulike leverandører Programvaren som følger med de ulike målerne er dårlig tilpasset analyse av spenningskvalitet Dokumentasjon er begrenset Det ser ut til at både nasjonale og internasjonale standarder for spenningskvalitet er ignorert En overdrivelse(?) å si at disse målerne måler spenningskvalitet SINTEF Energy Research 24
Spørsmål? SINTEF Energy Research 25