Nye muligheter i belastningsstudier basert på data fra AMS. Smart estimering av P og Q Kjell Sand, Seniorforsker, SINTEF Energi Teknologi for et bedre samfunn 1
kwh/år Algoritmer P, Q Planleggings- og beslutningsprosesser Algoritmer P, Q Planleggings- og beslutningsprosesser Teknologi for et bedre samfunn 2
Nye instrumentering gir nye muligheter og utfordringer eksempel fra Smart Energi Hvaler WWW Smarte energi målere Kommunikasjon Forretnings-systemer WWW HAN Wi-Fi / ZigBee Mesh KIS Radionettverk Push GPRS / Fiber VPN NIS Push IS Plattform MVDB Event manager SCADA Mesh Radionettverk Brannmur Innsamlingssystem Teknologi for et bedre samfunn 3
Teknologi for et bedre samfunn 4
Kvalitetssikring og filtrering blir avgjørende I 2001 rapporterte Price Waterhouse Coopers at 75 % av alle selskaper har problemer på grunn av for dårlig datakvalitet. En annen undersøkelse utført av Data Warehousing Institute i 2002 konkluderte med at dårlig datakvalitet koster amerikanske selskaper 600 millioner dollar årlig. Gartner Group hevdet i 2003 at det innen 2006 var stor sannsynlighet for at selskaper ville tape mer penger på ineffektivitet forårsaket av dårlig datakvalitet enn det de ville investere i IKT Datakvalitet og kostnader ved lav datakvalitet. I Norsk adresseforum er kostnader ved lav datakvalitet et viktig incentiv til å jobbe for bedre bruk av adresseopplysninger. Teknologi for et bedre samfunn 5
Hva får vi til disposisjon etterhvert? 2,8 millioner tilknytningspunkt med times-/ kvartersmålinger Hundretalls målepunkter på apparatnivå med minutts oppløsning Et femtitall målepunkter med avanserte elkvalitetsmålere ned til 20 ms oppløsning Og lengre frem i tid: Elektriske apparater med IPv6 (de finnes nå, men det tar tid før markedsandelen blir betydelig) Teknologi for et bedre samfunn 6
Direkte varmtvannsbereding Eksempel på muligheter for å generere nye lastprofiler basert på eksisterende detaljerte måledata (1. minuttsoppløsning) måledata som ikke inneholder nye forbruksapparater som gjennomstrømningsvarmere, elbil I et test case har vi Estimert virkning ved skifte fra varmtvannsbereding med varmtvannstank til direkte oppvarming Maksimaleffekt og årsenergi for varmtvanns bereding Endret totalforbruk for husholdingskunder Slik modellering kan brukes som input til Useload for å lage nye lastprofiler (timesoppløsning) og studere sammenlagring Teknologi for et bedre samfunn 7
Estimering av forbruk ved direktebereding Kortvarig varmtvannsbruk (f.eks. håndvask) Direkte Tank (estimat) 0.22220439 14.18622 1.89819368 0 1.91220872 0 1.91999801 0 1.92648919 0 1.92120775 0 1.92991177 0 1.92259439 0 1.91970301 0 1.93100357 0 0.48270667 0 Langvarig varmtvannsbruk (f.eks. dusj) Direkte Tank (estimat) 0.25699111 15 1.8451136 15 1.84248765 15 1.84310738 15 1.84130748 11.54099 1.84360886 0 1.84900824 0 1.85060167 0 1.85030651 0 1.85030651 0 1.85119168 0 1.84068791 0 1.83519983 0 1.86818679 0 1.86830473 0 1.87458944 0 1.88290977 0 1.87910382 0 1.88099209 0 1.88370641 0 1.87559255 0 1.87860219 0 1.88019546 0 Lang periode uten forbruk betyr varmetap Direkte Tank (estimat) 0.33801266 0 1.88140519 0 1.87898572 0 1.89388593 0 1.89559714 0 1.89459403 0 1.89500697 0 1.89359077 0 1.89300076 0 1.13831433 0 Teknologi for et bedre samfunn 8
Forventet forbruk med og uten tank (timesverdier) 0,8 Forventet energiforbruk med og uten tank 0,7 0,6 0,5 kwh/h 0,4 0,3 0,2 0,1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Uten tank Med tank Teknologi for et bedre samfunn 9
Oppsummering så langt Direkte varmtvannsberedning er uten akkumulering i tank sparer ca 25% av energien ved at varmetap fra tank unngås Effektbehovet øker voldsomt fra 2 kw til 25 kw eller mer. Teknologi for et bedre samfunn 10
Analyse av detaljerte målinger av aktiv (og reaktiv) effekt Teknologi for et bedre samfunn 11
Tidsoppløsningen i lastmodelleringen påvirker resultatene - eksempel vurdering av spenningskvalitet hvor forskrift om leveringskvalitet krever 1 min. verdier innenfor 230V+/- 10% U rms 230 220 210 207 200 190 180 1 24 47 70 93 116 139 162 185 208 231 254 277 Time 1-minute mean 10-minute mean 10 min mean: U< 207 V in 3,5 % of the time. 1 min mean: U< 207 V in 28,5 % of the time. Dette er en faktor som er meget viktig for kostnadene bl. a. for tilknytning av distribuert produksjon, plusshus.. Teknologi for et bedre samfunn
Detaljerte data for P ned til 20ms oppløsning 2009 Forholdet mellom 20ms Pmin og Pmax: 2857.5533 Forholdet mellom 3s Pmin og Pmax: 13.3121 Forholdet mellom 1-min Pmin og Pmax: 13.2678 Forholdet mellom 10 min Pmin og 10 min Pmax moving:12.5828 Forholdet mellom 60 min Pmin og 60 min Pmax moving: 11.5786 Forholdet mellom 10 min Pmin og Pmax fixed: 12.5217 Forholdet mellom 60 min Pmin og Pmax fixed: 11.404 Forholdet mellom 1-min Pmin og 10 min moving Pmin: 0.97336 Forholdet mellom 1-min Pmax og 10 min moving Pmax: 1.0263 Forholdet mellom 1-min Pmin og 10 min fixed Pmin: 0.97016 Forholdet mellom 1-min Pmax og 10 min fixed Pmax: 1.028 2010 Forholdet mellom 20ms Pmin og Pmax: Inf Forholdet mellom 3s Pmin og Pmax: Inf Forholdet mellom 1-min Pmin og Pmax: Inf Forholdet mellom 10 min Pmin og 10 min Pmax moving:inf Forholdet mellom 60 min Pmin og 60 min Pmax moving: Inf Forholdet mellom 10 min Pmin og Pmax fixed: Inf Forholdet mellom 60 min Pmin og Pmax fixed: Inf Forholdet mellom 1-min Pmin og 10 min moving Pmin: NaN Forholdet mellom 1-min Pmax og 10 min moving Pmax: 1.0896 Forholdet mellom 1-min Pmin og 10 min fixed Pmin: NaN Forholdet mellom 1-min Pmax og 10 min fixed Pmax: 1.0931 2011 Forholdet mellom 20ms Pmin og Pmax: -640.947 Forholdet mellom 3s Pmin og Pmax: Inf Forholdet mellom 1-min Pmin og Pmax: Inf Forholdet mellom 10 min Pmin og 10 min Pmax moving:inf Forholdet mellom 60 min Pmin og 60 min Pmax moving: Inf Forholdet mellom 10 min Pmin og Pmax fixed: Inf Forholdet mellom 60 min Pmin og Pmax fixed: 21.3772 Forholdet mellom 1-min Pmin og 10 min moving Pmin: NaN Forholdet mellom 1-min Pmax og 10 min moving Pmax: 1.0551 Forholdet mellom 1-min Pmin og 10 min fixed Pmin: NaN Forholdet mellom 1-min Pmax og 10 min fixed Pmax: 1.0566 Teknologi for et bedre samfunn 13
Detaljerte data for Q ned til 20ms oppløsning 2009 Forholdet mellom 20ms Qmin og Qmax: -20.2805 Forholdet mellom 3s Qmin og Qmax: 14.3389 Forholdet mellom 1-min Qmin og Qmax: 14.2698 Forholdet mellom 10 min Qmin og 10 min Qmax moving:13.7095 Forholdet mellom 60 min Qmin og 60 min Qmax moving: 11.8131 Forholdet mellom 10 min Qmin og Qmax fixed: 13.5651 Forholdet mellom 60 min Qmin og Qmax fixed: 11.525 Forholdet mellom 1-min Qmin og 10 min moving Qmin: 0.98543 Forholdet mellom 1-min Qmax og 10 min moving Qmax: 1.0257 Forholdet mellom 1-min Qmin og 10 min fixed Qmin: 0.97604 Forholdet mellom 1-min Qmax og 10 min fixed Qmax: 1.0267 2010 Forholdet mellom 20ms Qmin og Qmax: -16.2882 Forholdet mellom 3s Qmin og Qmax: -49.8163 Forholdet mellom 1-min Qmin og Qmax: -54.1763 Forholdet mellom 10 min Qmin og 10 min Qmax moving:-72.0327 Forholdet mellom 60 min Qmin og 60 min Qmax moving: Inf Forholdet mellom 10 min Qmin og Qmax fixed: -70.8904 Forholdet mellom 60 min Qmin og Qmax fixed: Inf Forholdet mellom 1-min Qmin og 10 min moving Qmin: 1.3734 Forholdet mellom 1-min Qmax og 10 min moving Qmax: 1.0329 Forholdet mellom 1-min Qmin og 10 min fixed Qmin: 1.3612 Forholdet mellom 1-min Qmax og 10 min fixed Qmax: 1.0402 2011 Forholdet mellom 20ms Qmin og Qmax: -8.3741 Forholdet mellom 3s Qmin og Qmax: Inf Forholdet mellom 1-min Qmin og Qmax: Inf Forholdet mellom 10 min Qmin og 10 min Qmax moving:inf Forholdet mellom 60 min Qmin og 60 min Qmax moving: Inf Forholdet mellom 10 min Qmin og Qmax fixed: Inf Forholdet mellom 60 min Qmin og Qmax fixed: 43.9224 Forholdet mellom 1-min Qmin og 10 min moving Qmin: NaN Forholdet mellom 1-min Qmax og 10 min moving Qmax: 1.0163 Forholdet mellom 1-min Qmin og 10 min fixed Qmin: NaN Forholdet mellom 1-min Qmax og 10 min fixed Qmax: 1.0246 Teknologi for et bedre samfunn 14
Korreksjonsfaktorer aktiv effekt c P og reaktiv effekt c Q Observation period 29-01-2009 to 01-01- 2010 01-01-2010 to 01-01-2011 01-01-2011 to 01-09- 2011 Average 1 hour peak power 106 kw 77 kw 74 kw c P1min 0,108 0,138 0,091 0,112 c P10min 0,077 0,041 0,032 0,050 c Q1min 0,155 0,098 0,098 0,117 c Q10min 0,125 0,055 0,071 0,084 c P1min - 1 minute correction factor active power P 1min - 1 minute peak load P 60min - 60 minute peak load Teknologi for et bedre samfunn 15
Oppsummert: Nye utfordringer Nye data Nye muligheter Teknologi for et bedre samfunn 16