Zakłócenia przewodzone w publicznej sieci elektroenergetycznej niskiego napięcia oraz ich wpływ na komunikację PLC w paśmie CENELEC A

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Zakłócenia przewodzone w publicznej sieci elektroenergetycznej niskiego napięcia oraz ich wpływ na komunikację PLC w paśmie CENELEC A"

Marcin Lis
6 lat temu
Przeglądów:

Zakłócenia przewodzone w publicznej sieci elektroenergetycznej niskiego napięcia oraz ich wpływ na komunikację PLC w paśmie CENELEC A Marek Wąsowski Wydział

1 Zakłócenia przewodzone w publicznej sieci elektroenergetycznej niskiego napięcia oraz ich wpływ na komunikację PLC w paśmie CENELEC A Marek Wąsowski Wydział Elektryczny Politechniki Wrocławskiej Jarosław Sokół Tauron Dystrybucja Pomiary sp. z.o.o Łukasz Górnicki Tauron Dystrybucja Pomiary sp. z.o.o tauron-dystrybucja.pl

2 Spis treści Wprowadzenie Rozwój i normalizacja technologii PLC w energetyce Problematyka skuteczności transmisji PLC Doświadczenia własne Tauron Dystrybucja Pomiary sp. z o.o. Wnioski

3 Marek Wąsowski, Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny Część pierwsza Wprowadzenie Problematyka skuteczności transmisji PLC Wyniki badań wstępnych Wnioski

Rozwój i normalizacja technologii PLC w latach 1896-2018

4 Rozwój i normalizacja technologii PLC w latach Marek Wąsowski, Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny

5 Prowadzone badania Marek Wąsowski, Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny Transmisja sygnałów, która odbywa się w przewodach elektroenergetycznych jest przedmiotem poważnej debaty dotyczącej możliwości zakłócania pracy urządzeń elektrycznych przyłączonych do sieci, przez sygnały PLC i odwrotnie. Mechanizmy tych oddziaływań są wciąż mało poznane. Na potrzeby prowadzonych badań, występujące w sieci energetycznej zaburzenia elektromagnetyczne w zależności od źródła pochodzenia, podzielono na: zewnętrzne wewnętrzne.

obwody sieci niskiego napięcia o długości ok.

mocy 2,2 kw zasilany poprzez przemiennik częstotliwości, źródła światła

7 Prowadzone badania Marek Wąsowski, Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny odseparowane (transformatorem separacyjnym) dwa 3-fazowe obwody sieci niskiego napięcia o długości ok. 350 m każdy, analizator jakości zasilania, obciążenia: 3-fazowy silnik o mocy 2,2 kw zasilany poprzez przemiennik częstotliwości, źródła światła (LED, świetlówki kompaktowe, żarowe, sodowe), komputerowe zasilacze impulsowe, przenośna spawarka domowa.

8 Problemy skuteczności transmisji PLC Marek Wąsowski, Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny Przykład: transmisja poprawna obwód nieobciążony Napięcie fazowe: odbiornik/licznik na końcu linii 350m ua 200 Spektrum 2-150kHz: Napięcie fazowe-filtracja HP: odbiornik/licznik na końcu linii 350m 0.2 u [V] t [s] Napięcie fazowe-filtracja HP: odbiornik/licznik na końcu linii 350m uahp u[v] 2 u[v] t [s] Po filtrze analogowym górnoprzepustowym (HP high pass), próbkowanie fs=1.25mhz Zaburzenia 0-2kHz niepożądane w normie Zaburzenia 2-150kHz niepożądane - brak Zaburzenia 2-150kHz intencjonalne (transmisja) w normie 8 f[hz] x 10

Wyniki badań Marek Wąsowski, Politechnika Wrocławska, Wydział

2 Rejestracja pracy systemu podczas obciążenia fazy L1 spawarką z

obciążeniem utracono połączenie z wszystkimi licznikami każdego Dostawcy.

9 Wyniki badań Marek Wąsowski, Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny Krok c.6.2 Rejestracja pracy systemu podczas obciążenia fazy L1 spawarką z obciążeniem rezystorem spawalniczym 80A Po załączeniu spawarki z obciążeniem utracono połączenie z wszystkimi licznikami każdego Dostawcy. Taki stan utrzymał się do końca pracy spawarki. System odbudował swoją konfigurację i powrócił do transmisji danych zaraz po wyłączeniu spawarki.

10 Problemy skuteczności transmisji PLC Marek Wąsowski, Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny Przykład: transmisja niepoprawna obwód obciążony, odbiornik spawarka Napięcie fazowe: odbiornik/licznik na końcu linii 350m Spektrum: Napięcie fazowe-filtracja HP: odbiornik/licznik na końcu linii 350m 0.2 ua 100 u [V] t [s] Napięcie fazowe-filtracja HP: odbiornik/licznik na końcu linii 350m 10 uahp 0.12 u[v] u[v] t [s] Po filtrze analogowym górnoprzepustowym (HP high pass), próbkowanie fs=1.25mhz f[hz] x 10 Zaburzenia 0-2kHz niepożądane znaczące ( w tym spadek napięcia, odkształcenie krzywej napięcia na impedancji przewodu) Zaburzenia 2-150kHz niepożądane - znaczące (wymagają analizy prądowej odbiornika) Zaburzenia 2-150kHz intencjonalne (transmisja) w normie

11 Wnioski Marek Wąsowski, Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny Transmisja sygnałów, która odbywa się w przewodach elektroenergetycznych jest przedmiotem poważnej debaty dotyczącej możliwości zakłócania pracy urządzeń elektrycznych przyłączonych do sieci, przez sygnały PLC i odwrotnie. Mechanizmy tych oddziaływań są wciąż mało poznane. Obecnie badania koncentrują się na poznaniu istoty zaburzeń wewnętrznych oraz ich wpływu na skuteczność transmisji PLC. Ponadto istotnym zagadnieniem równoczesna obecność zaburzeń wewnętrznych z zaburzeniami zewnętrznym. W sytuacji, gdy warunki środowiskowe mieszczą się w zakresach przewidzianych określony przepisami, to pojawienie się nawet nieznacznych zaburzeń zewnętrznych często uniemożliwia komunikację pomiędzy elementami systemów PLC.

12 Komunikacja PLC vs. kompatybilność elektromagnetyczna poziomy zakłóceń w sieci OSD A mgr inż. Jarosław Sokół - Tauron Dystrybucja Pomiary sp. z.o.o Łukasz Górnicki - Tauron Dystrybucja Pomiary sp. z.o.o tauron-dystrybucja.pl

13 Wprowadzenie Komunikacja PLC pomiędzy licznikami AMI a koncentratorem danych (DCN) uzależniona jest m. in.: od tłumienności sygnału PLC w sieci elektroenergetycznej służącej jako medium przesyłowe dla sygnału PLC (wpływa ma to rodzaj sieci elektroenergetycznej - kablowa, napowietrzna lub mieszana oraz zastosowanych przekrojów przewodów) pomiędzy DCN a pierwszym licznikiem AMI.

14 Zarządzanie licznikami zainstalowanymi na sieci w komunikacji OSGP

stosunek szumu do sygnału), który odpowiada w dużej mierze za poprawność komunikacji SNR (db) = SYGNAŁ (db 3.

15 Wprowadzenie Cleanup Wyznaczamy margines, tj. odstęp sygnału użytecznego od poziomu szumu w sieci elektroenergetycznej tj SNR [db] (ang. Signal-to-Noise Ratio tłum. stosunek szumu do sygnału), który odpowiada w dużej mierze za poprawność komunikacji SNR (db) = SYGNAŁ (db 3.5Vpp) SZUM (db 3.5Vpp) jeżeli ~9dB SNR to wówczas występuje niski wskaźnik błędów w przesyle danych pakietowych (<~5%), jest to wartość empiryczna gdy SNR przekracza 9dB mówimy o wartości "granicznej.

16 Wskaźniki KPI uzyskiwane w Projekcie

17 Doświadczenia własne Tauron Dystrybucja Pomiary Sp. z o.o. Pomiar analizatorem MFA przy włączonym przemienniku częstotliwości Pomiar analizatorem MFA przy wyłączonym przemienniku częstotliwości

18 Doświadczenia własne Tauron Dystrybucja Pomiary Sp. z o.o. Pomiar analizatorem MFA przy włączonym fluorescencyjnym źródle światła Pomiar analizatorem MFA przy wyłączonym fluorescencyjnym źródle światła

19 Doświadczenia własne Tauron Dystrybucja Pomiary Sp. z o.o. Pomiar analizatorem MFA przy włączonym źródle światła LED Pomiar analizatorem MFA przy wyłączonym źródle światła LED

20 Doświadczenia własne Tauron Dystrybucja Pomiary Sp. z o.o. Pomiar analizatorem MFA przy włączonym zasilaczu impulsowym Pomiar analizatorem MFA przy wyłączonym zasilaczu impulsowym

21 Doświadczenia własne Tauron Dystrybucja Pomiary Sp. z o.o.

22 WNIOSKI Brak zachowania kompatybilności elektromagnetycznej urządzeń podłączonych do sieci Tauron Dystrybucja S.A. ma bezpośredni wpływ na jakość komunikacji realizowanej w technologii PLC, co w konsekwencji uniemożliwia osiągnięcie wymaganych KPI danych odczytowych (profilowych i dobowych) na zadany czas ich pozyskania (np. godzina 7:00), W ustawodawstwie polskim brak skutecznych narzędzi prawnych w stosunku do Klientów, którzy wprowadzających zakłócenia do sieci elektroenergetycznej, W związku z powyższym należy wypracować wspólny tryb postepowania w przypadku wprowadzania przez urządzenia Klienta zakłóceń do sieci elektroenergetycznej OSD. Obecnie Tauron Dystrybucja Pomiary sp. z o.o. pracuje nad opracowaniem polityki postępowania z wykrytymi zakłóceniami, gdzie stroną umowy z OSD jest klient końcowy lub instytucjonalny. Identyfikacja, lokalizacja i eliminacja wprowadzanych zakłóceń do sieci elektroenergetycznej OSD jest i będzie procesem czasochłonnym, żmudnym i kosztownym dla OSD,

23 WNIOSKI Podwyższony poziom emisyjności zaburzeń przewodzących w zakresie częstotliwości od 3 do 150 khz wprowadzanych do sieci elektroenergetycznej będzie miał negatywny wpływ na komunikację realizowaną w technologii PLC (G3, PRIME, OSGP, IDIS). Europejska Komisja Normalizująca poddała pod głosowanie wprowadzenie normy , która podniosła dopuszczalny poziom emisyjności zaburzeń w paśmie komunikacyjnym Cenelec A. Oznacza to, że Spółki Dystrybucyjne powinny rozważać inne PLC niż NarrowBand tj. komunikację PLC szerokopasmową BPL, FCC, oraz szukać technologii z wyłącznością pasma.

24 Zmiany w zakresie podziału częstotliwości 2-150kHz Standard komunikacji PRIME Technologia OFDM Liczba częstotliwości nośnych 96 Pasmo częstotliwości khz Standard komunikacji OSGP Technologia BPSK Liczba częstotliwości nośnych 2 Pasmo częstotliwości 86 i 75 khz Standard komunikacji G3 Technologia OFDM Liczba częstotliwości nośnych 36 Pasmo częstotliwości khz Standard komunikacji IDIS Technologia S-FSK Liczba częstotliwości nośnych 2 Pasmo częstotliwości 63 i 74 khz

25 Dziękujemy za uwagę! Czy macie Państwo jakieś pytania? tauron-dystrybucja.pl

Podobne dokumenty

Komunikacja PLC vs. kompatybilność elektromagnetyczna zaburzenia elektromagnetyczne w sieci OSD

Komunikacja PLC vs. kompatybilność elektromagnetyczna zaburzenia elektromagnetyczne w sieci OSD mgr inż. Jarosław Sokół - Tauron Dystrybucja Pomiary sp. z.o.o Łukasz Górnicki - Tauron Dystrybucja Pomiary