OCENA JAKOŚCI DOSTAWY ENERGII ELEKTRYCZNEJ

Transkrypt

1 OCENA JAKOŚCI DOSTAWY ENERGII ELEKTRYCZNEJ dr inż. KRZYSZTOF CHMIELOWIEC KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I AUTOMATYKI SYSTEMÓW PRZETWARZANIA ENERGII AGH KRAKÓW

2 PODSTAWY PRAWNE WSKAŹNIKI JAKOŚCI ANALIZA ZDARZEŃ Dokumenty normatywne regulujące zasady oceny jakości dostawy energii elektrycznej Określone normą parametry sygnału napięciowego brane pod uwagę przy ocenie jakościowej Zasady agregacji oraz oceny zdarzeń. Flagowanie danych pomiarowych TRYBY REJESTRACJI ANALIZATORA OCENA STATYSTYCZNA RAPORTOWANIE Pomiary w trybie ciągłym oraz rejestracja zdarzeń - dwa podejścia do analizy danych pomiarowych Przetworzona informacja o stanie systemu w danym punkcie pomiarowym. Globalne wskaźniki jakości energii Podstawowe elementy raportu z pomiarów jakości energii elektrycznej

3 CELE POMIARÓW JAKOŚCI ENERGII ROZWIĄZANIE OKREŚLONEGO PROBLEMU TECHNICZNEGO Nieprawidłowa praca instalacji i urządzeń Awarie skutkujące powstaniem uszkodzeń oraz przerw w procesach technologicznych Zwiększone koszty zużycia energii elektrycznej ANALIZA ZASADNOŚCI WPROWADZENIA NOWYCH ROZWIĄZAŃ PODNOSZĄCYCH EFEKTYWNOŚĆ ENERGETYCZNĄ OCENA POPRAWNOŚCI PRACY NOWYCH INSTALACI I URZĄDZEŃ, ROZSTRZYGANIE SPORÓW NA LINII INWESTOR - PROJEKTANT - DOSTAWCA - INSTALATOR ROZPATRYWANIE REKLAMACJI ODBIORCÓW ENERGII ELEKTRYCZNEJ OKRESOWA OCENA WARUNKÓW ZASILANIA

4 AKTY PRAWNE OCENY JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ ROZPORZĄDZENIE SYSTEMOWE ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI Z DNIA 4 MAJA 2007 R. W SPRAWIE SZCZEGÓŁOWYCH WARUNKÓW FUNKCJONOWANIA SYSTEMU ELEKTROENERGETYCZNEGO PN-EN 50160:2010/A1: PN-EN PN-EN PARAMETRY NAPIĘCIA ZASILAJĄCEGO W PUBLICZNYCH SIECIACH ELEKTROENERGETYCZNYCH KOMPATYBILNOŚĆ ELEKTROMAGNETYCZNA (EMC) - CZĘŚĆ 2-4: ŚRODOWISKO - POZIOMY KOMPATYBILNOŚCI DOTYCZĄCE ZABURZEŃ PRZEWODZONYCH MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI W SIECIACH ZAKŁADÓW PRZEMYSŁOWYCH KOMPATYBILNOŚĆ ELEKTROMAGNETYCZNA (EMC) - CZĘŚĆ 2-2: ŚRODOWISKO - POZIOMY KOMPATYBILNOŚCI ZABURZEŃ PRZEWODZONYCH MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI I SYGNAŁÓW PRZESYŁANYCH W PUBLICZNYCH SIECIACH ZASILAJĄCYCH NISKIEGO NAPIĘCIA

5 Un > 110 kv I GRUPA Un = 110 kv II GRUPA Grupy przyłączeniowe 1 kv < Un > 110 kv III GRUPA Na podstawie Rozporządzenia systemowego Un 1kV, P > 40 kw IV GRUPA Un 1kV, P 40 kw V GRUPA Przyłącza tymczasowe VI GRUPA

6 Un > 110 kv I GRUPA Un = 110 kv II GRUPA Grupy przyłączeniowe 1 kv < Un > 110 kv III GRUPA Na podstawie Rozporządzenia systemowego Un 1kV, P > 40 kw IV GRUPA Un 1kV, P 40 kw V GRUPA Przyłącza tymczasowe VI GRUPA

7 CZĘSTOTLIWOŚĆ Poziomy dopuszczalne dla wartości 99,5% (CP99,5) Zgodnie z wymaganiami Rozporządzenia systemowego wartość średnia częstotliwości, mierzonej przez 10 sekund powinna być zawarta w przedziale: 50 Hz 1% (od 49,5 Hz do 50,5 Hz) przez 99,5% tygodnia, 50 Hz +4%/-6 % (od 47 Hz do 52 Hz) przez 100% tygodnia.

8 CZĘSTOTLIWOŚĆ Poziomy dopuszczalne dla wartości 99,5% (CP99,5) Zgodnie z wymaganiami Rozporządzenia systemowego wartość średnia częstotliwości, mierzonej przez 10 sekund powinna być zawarta w przedziale: 50 Hz 1% (od 49,5 Hz do 50,5 Hz) przez 99,5% tygodnia, 50 Hz +4%/-6 % (od 47 Hz do 52 Hz) przez 100% tygodnia.

9 WARTOŚĆ SKUTECZNA NAPIĘCIA U rms (10 min) U rms (20 ms) Dla podmiotów zaliczanych do grup przyłączeniowych I-II, w każdym tygodniu 95% ze zbioru 10-minutowych średnich wartości skutecznych napięcia zasilającego powinno, wyłączając przerwy w zasilaniu, mieścić się w przedziale odchyleń 10% napięcia znamionowego. Dla napięcia 63,5 kv przedział ten wynosi od 57,2 kv do 69,9 kv.

10 WARTOŚĆ SKUTECZNA NAPIĘCIA - MIARY LICZBOWE Parametr L1 L2 L3 U rms min (10ms) min min CP U rms (10 min) śr V CP max U rms max (10ms) max Procent zbioru pozostający w przedziale tolerancji % 99% 99% 99%

11 PERCENTYL CP95 # Przebieg czasowy U rms 10 min Nr probki # Wykres uporzadkowany Max CP95 U rms 10 min [%]

12 WARTOŚĆ SKUTECZNA NAPIĘCIA CP95 = 66,8 kv CP05 = 63,4 kv U rms min (10ms) U rms (10 min) Parametr L1 L2 L3 Dla podmiotów zaliczanych do grup przyłączeniowych III-V, w każdym tygodniu 95% ze zbioru 10-minutowych średnich wartości skutecznych napięcia zasilającego powinno, wyłączając przerwy w zasilaniu, mieścić się w przedziale odchyleń 10% napięcia znamionowego. Dla napięcia 63,5 kv przedział ten wynosi od 57,2 kv do 69,9 kv. min min CP śr V CP max U rms max (10ms) max Procent zbioru pozostający w przedziale tolerancji % 99% 99% 99%

13 WARTOŚĆ SKUTECZNA NAPIĘCIA CP95 = 66,8 kv CP05 = 63,4 kv Dla podmiotów zaliczanych do grup przyłączeniowych III-V, w każdym tygodniu 95% ze zbioru 10-minutowych średnich wartości skutecznych napięcia zasilającego powinno, wyłączając przerwy w zasilaniu, mieścić się w przedziale odchyleń 10% napięcia znamionowego. Dla napięcia 63,5 kv przedział ten wynosi od 57,2 kv do 69,9 kv.

14 WARTOŚĆ SKUTECZNA NAPIĘCIA CP95 = 66,8 kv CP05 = 63,4 kv 1 tydzień = 1008 okien 10-minutowych Maksymalna liczba wartości 10 min zawierających się poza dopuszczalnym przedziałem jest równa 50 wartości, czemu odpowiada 8 godzin i 20 minut czasu trwania pomiaru jednotygodniowego.

15 WAHANIA NAPIĘCIA Schemat blokowy miernika migotania światła

16 WAHANIA NAPIĘCIA Zgodnie z wymaganiami Rozporządzenia systemowego, dla podmiotów zaliczanych do grup przyłączeniowych I-II, przez 95% czasu każdego tygodnia, współczynnik długookresowego migotania światła Plt, spowodowanego wahaniami napięcia zasilającego nie powinien być większy od 0,8.

17 WAHANIA NAPIĘCIA P st (10 min) P lt (2 h) Zgodnie z wymaganiami Rozporządzenia systemowego, dla podmiotów zaliczanych do grup przyłączeniowych I-II, przez 95% czasu każdego tygodnia, współczynnik długookresowego migotania światła Plt, spowodowanego wahaniami napięcia zasilającego nie powinien być większy od 0,8.

18 WAHANIA NAPIĘCIA P st (10 min) P lt (2 h) Zgodnie z wymaganiami Rozporządzenia systemowego, dla podmiotów zaliczanych do grup przyłączeniowych I-II, przez 95% czasu każdego tygodnia, współczynnik długookresowego migotania światła Plt, spowodowanego wahaniami napięcia zasilającego nie powinien być większy od 0,8.

19 WAHANIA NAPIĘCIA Dane wyłączone z analizy (oflagowane) Zgodnie z wymaganiami Rozporządzenia systemowego, dla podmiotów zaliczanych do grup przyłączeniowych I-II, przez 95% czasu każdego tygodnia, współczynnik długookresowego migotania światła Plt, spowodowanego wahaniami napięcia zasilającego nie powinien być większy od 0,8.

20 WAHANIA NAPIĘCIA Zgodnie z wymaganiami Rozporządzenia systemowego, dla podmiotów zaliczanych do grup przyłączeniowych Wartość CP95 obliczona I-II, przez 95% dla Pczasu lt wielokrotnie każdego tygodnia, przekracza współczynnik poziom dopuszczalny. długookresowego migotania Warunki światła zasilania Plt, nie spowodowanego są poprawne wahaniami z punktu napięcia widzenia zasilającego rozporządzenia nie powinien i normy być większy od 0,8.

21 ASYMETRIA NAPIĘCIA U [V] t [ms] U 1 - składowa symetryczna kolejności zgodnej U 2 - składowa symetryczna kolejności przeciwnej

22 WSKAŹNIK ASYMETRII NAPIĘCIA ku Poziom dopuszczalny dla wartości 95% (CP95) Zgodnie z wymaganiami Rozporządzenia systemowego w ciągu każdego tygodnia 95% ze zbioru 10- minutowych średnich wartości skutecznych składowej symetrycznej kolejności przeciwnej napięcia zasilającego powinno mieścić się w przedziale od 0% do 1% wartości składowej kolejności zgodnej.

23 WSKAŹNIK ASYMETRII NAPIĘCIA ku Poziom dopuszczalny dla wartości 95% (CP95) CP95 0,77% min 0.19 CP k u (10 min) śr % 0.59 CP Zgodnie z wymaganiami Rozporządzenia systemowego w ciągu każdego tygodnia 95% ze zbioru 10- minutowych średnich wartości skutecznych składowej symetrycznej kolejności przeciwnej napięcia zasilającego powinno mieścić się w przedziale od 0% do 1% wartości składowej kolejności zgodnej. Procent zbioru pozostający w przedziale tolerancji max 1.76 % 99%

24 ODKSZTAŁCENIE NAPIĘCIA

25 ODKSZTAŁCENIE NAPIĘCIA Limit dla wartości maksymalnej Dla THD napięcia Rozporządzenie określa limit dla wartości maksymalnej, a nie dla wartości 95% (CP95) Dodatkowo obowiązują limity dla poszczególnych harmonicznych Zgodnie z wymaganiami Rozporządzenia systemowego współczynnik odkształcenia wyższymi harmonicznymi napięcia zasilającego THD, uwzględniający wyższe harmoniczne do rzędu 40, powinien być mniejszy lub równy 3%.

26 ODKSZTAŁCENIE NAPIĘCIA Wartości poziomów dopuszczalnych dla wyższych harmonicznych w sieciach o napięciu 110 kv Na podstawie Rozporządzenia systemowego

27 ODKSZTAŁCENIE NAPIĘCIA Analiza wartości poszczególnych harmonicznych

28 OCENA WARUNKÓW ZASILANIA NIE TYLKO POMIAR NAPIĘCIA POMIAR PRĄDU Pomiary farmy fotowoltaicznej Charakter oraz dynamika obciążenia Diagnostyka stanu sieci Kalkulacja mocy i energii Analiza pochodzenia zaburzeń

29 OCENA WARUNKÓW ZASILANIA NIE TYLKO POMIAR NAPIĘCIA POMIAR PRĄDU Pomiary farmy wiatrowej Charakter oraz dynamika obciążenia Diagnostyka stanu sieci Kalkulacja mocy i energii Analiza pochodzenia zaburzeń

30 OCENA WARUNKÓW ZASILANIA NIE TYLKO POMIAR NAPIĘCIA POMIAR PRĄDU Pomiary budynku użyteczności publicznej Parametry związane z prądem (i mocami) nie wpływają na ocenę jakości zasilania. Ale wg Rozporządzenia systemowego wartości parametrów w sieciach są utrzymywane jedynie dla tgϕ 0,4

31 TRYBY PRACY ANALIZATORA REJESTRACJA CIĄGŁA Wartości skuteczne agregowane w oknie czasowym 10 min (PN-EN 50160, Rozporządzenie systemowe), Przebiegi czasowe, widma składowych harmonicznych, charakterystyki amplitudowo-czasowe zdarzeń. REJESTRACJA ZDARZEŃ wartości skuteczne (20 ms) wartości chwilowe (oscyloskopowe) napięć i prądów przed, podczas oraz po wystąpieniu zdarzenia, transienty

32 ANALIZA ZDARZEŃ ZAPADY, WZROSTY NAPIĘCIA, PRZERWY W ZASILANIU

33 ANALIZA ZDARZEŃ ANALIZA STATYSTYCZNA ZDARZEŃ

34 ANALIZA ZDARZEŃ ANALIZA STATYSTYCZNA ZDARZEŃ

35 OD SZCZEGÓŁU DO OGÓŁU

36 OD SZCZEGÓŁU DO OGÓŁU

37 OD SZCZEGÓŁU DO OGÓŁU

38 OCENA STATYSTYCZNA, RAPORTOWANIE CP100 = max CP95

39 ELEMENTY RAPORTU Z POMIARÓW PODSTAWOWE INFORMACJE DOTYCZĄCE PUNKTU POMIAROWEGO Identyfikacja badanego obiektu, cel prowadzonych pomiarów, Parametry znamionowe w punkcie pomiarowym, Typ sieci oraz schemat podłączenia miernika, itp. INFORMACJE O DOKUMENCIE NORMATYWNYM, WZGLĘDEM KTÓREGO PROWADZONA JEST OCENA WARUNKÓW ZASILANIA ANALIZA STATYSTYCZNA WSKAŹNIKÓW JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ ANALIZA STATYSTYCZNA ZDARZEŃ PREZENTACJA PRZEBIEGÓW WYBRANYCH WSKAŹNIKÓW JAKOŚCI ENERGII ANALIZA MOCY ORAZ WSPÓŁCZYNNIKA MOCY ANALIZA ZDARZEŃ O SZCZEGÓLNYM CHARAKTERZE, ISTOTNYCH Z PUNKTU WIDZENIA PROWADZONEJ OCENY WARUNKÓW ZASILANIA

40 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ