Problemy z pracą mikroinstalacji w sieciach wiejskich studium przypadku

Podobne dokumenty
Współpraca mikroźródeł z siecią elektroenergetyczną OSD

CZĘŚĆ DRUGA Obliczanie rozpływu prądów, spadków napięć, strat napięcia, współczynnika mocy

Karta aktualizacji IRiESD dotycząca mikroinstalacji. Geneza i najważniejsze zmiany. Warszawa, r.

Ocena możliwości opanowania podskoków napięcia w sieci nn o dużym nasyceniu mikroinstalacjami fotowoltaicznymi

Sławomir CIEŚLIK Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy Stowarzyszenie Elektryków Polskich, Oddział w Bydgoszczy

III Lubelskie Forum Energetyczne. Techniczne aspekty współpracy mikroinstalacji z siecią elektroenergetyczną

Pomiar mocy czynnej, biernej i pozornej

Problematyka mocy biernej w instalacjach oświetlenia drogowego. Roman Sikora, Przemysław Markiewicz

Analiza wpływu źródeł PV i akumulatorów na zdolności integracyjne sieci nn dr inż. Krzysztof Bodzek

Mikroinstalacje w sieci dystrybucyjnej - przyłączenie i współpraca z siecią

Wpływ mikroinstalacji na pracę sieci elektroenergetycznej

EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 2014/2015

OCENA PARAMETRÓW JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ DOSTARCZANEJ ODBIORCOM WIEJSKIM NA PODSTAWIE WYNIKÓW BADAŃ

PROJEKT. KARTA AKTUALIZACJI nr 2/2019 Instrukcji Ruchu i Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnej

Temat: Dobór przekroju przewodów ze względu na wytrzymałość mechaniczną, obciążalność prądową i dopuszczalny spadek napięcia.

Podsumowanie projektu gminnego obejmującego budowę 700 PV. Maciej Mróz

Podstawy Elektroenergetyki 2

Szczegółowa kalkulacja ceny oferty wzór

ALGORYTMY OBLICZENIOWE - wykorzystanie danych pomiarowych z liczników bilansujących na stacjach SN/nn

Wykorzystanie farm wiatrowych do operatywnej regulacji parametrów stanów pracy sieci dystrybucyjnej 110 kv

CZĘŚĆ II ROZPŁYWY PRĄDÓW SPADKI NAPIĘĆ STRATA NAPIĘCIA STRATY MOCY WSPÓŁCZYNNIK MOCY

ANALIZA SYMULACYJNA STRAT MOCY CZYNNEJ W ELEKTROENERGETYCZNEJ SIECI NISKIEGO NAPIĘCIA Z MIKROINSTALACJAMI Z PODOBCIĄŻENIOWĄ REGULACJĄ NAPIĘCIA

KARTA AKTUALIZACJI NR 1/2018 INSTRUKCJI RUCHU I EKSPLOATACJI SIECI DYSTRYBUCYJNEJ

Sterowanie pracą instalacji PV

Współpraca rozproszonych źródeł energii z sieciami elektroenergetycznymi. dr inż. Marek Adamowicz Katedra Automatyki Napędu Elektrycznego

ul. Rynek Sułkowice numery działek: 4112, 4113, 4111/1, 4115/1

Lekcja 10. Temat: Moc odbiorników prądu stałego. Moc czynna, bierna i pozorna w obwodach prądu zmiennego.

Warunki przyłączenia nr RD5/RP/22/7364/2013 dla podmiotu V grupy przyłączeniowej do sieci dystrybucyjnej o napięciu znamionowym 0,4 kv

Generacja rozproszona źródłem strat w sieci SN

Karta Aktualizacji Nr B/2/2018 Instrukcji Ruchu i Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnej

Proces inwestycyjny przy instalacji OZE

Ćwiczenie nr 1. Badanie obwodów jednofazowych RLC przy wymuszeniu sinusoidalnym

PL B1. UNIWERSYTET WARMIŃSKO-MAZURSKI W OLSZTYNIE, Olsztyn, PL BUP 26/15. ANDRZEJ LANGE, Szczytno, PL

Poznań, Plac Wolności 17 Grupa taryfowa C11 Tabela 1 Nr licznika Tabela 2

INTEGRATOR MIKROINSTALACJI ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII ZYGMUNT MACIEJEWSKI. Wiejskie sieci energetyczne i mikrosieci. Warszawa, Olsztyn 2014

6.2. Obliczenia zwarciowe: impedancja zwarciowa systemu elektroenergetycznego: " 3 1,1 15,75 3 8,5

4.8. Badania laboratoryjne

SPRAWOZDANIE LABORATORIUM ENERGOELEKTRONIKI. Prowadzący ćwiczenie 5. Data oddania 6. Łączniki prądu przemiennego.

Układy energoelektroniczne na osłonach kontrolnych rynku horyzontalno- wertykalnego

Karta Aktualizacji Nr B/2/2018 Instrukcji Ruchu i Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnej

Ćwiczenie 1 i 2 Regulacja napięcia w elektroenergetycznej sieci rozdzielczej za pomocą kompensacji równoległej i szeregowej

MIKROINSTALACJE PROSUMENCKIE PRZYŁĄCZONE DO SIECI DYSTRYBUCYJNYCH NISKIEGO NAPIĘCIA

KOMPENSACJA MOCY BIERNEJ W SIECIACH OŚWIETLENIOWYCH

Modelowanie układów elektroenergetycznych ze źródłami rozproszonymi. 1. Siłownie wiatrowe 2. Generacja PV

WZORY WNIOSKÓW O OKREŚLENIE WARUNKÓW PRZYŁĄCZENIA

Opracowanie Bra ża: Elektryczna Tytuł opracowa ia: Pomiary elektryczne w RGnn Inwestor: Teatr Narodowy Warszawa Plac Teatralny 3 Miejsce badani

Certyfikat wg normy EN 50438:2013 dotyczący ustawień fabrycznych

Lekcja Układy sieci niskiego napięcia

- opracowanie tablicy rozdzielczej w budynku 400 / 230 V, - opracowanie instalacji oświetleniowej i gniazd wtykowych,

Impedancje i moce odbiorników prądu zmiennego

PROJEKT BUDOWLANO-WYKONAWCZY (STADIUM)

KORZYŚCI EKONOMICZNE WYNIKAJĄCE Z ZASTOSOWANIA ZASOBNIKA ENERGII W SIECI NISKIEGO NAPIĘCIA

Przedsiębiorstwo. Klient. Projekt

WNIOSEK O OKREŚLENIE WARUNKÓW PRZYŁĄCZENIA DO SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ

TARYFA DLA ENERGII ELEKTRYCZNEJ

Wykorzystanie danych AMI w zarządzaniu siecią nn Projekt UPGRID

Politechnika Wrocławska Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Z TR C. Materiał ilustracyjny do przedmiotu. (Cz. 3)

Spis treści. Oznaczenia Wiadomości ogólne Przebiegi zwarciowe i charakteryzujące je wielkości

Transformatory SN/nn z podobciążeniowymi przełącznikami zaczepów - doświadczenia praktyczne i możliwości zastosowania

15. UKŁADY POŁĄCZEŃ PRZEKŁADNIKÓW PRĄDOWYCH I NAPIĘCIOWYCH

Egz. 1 PROJEKT TECHNICZNY - ROZBUDOWA INSTALACJI ELEKTRYCZNEJ OŚWIETLENIA. DROGOWEGO w MIEJSCOWOŚCI WITOSZEWO GMINA ZALEWO.

WYZNACZANIE SPADKÓW NAPIĘĆ W WIEJSKICH SIECIACH NISKIEGO NAPIĘCIA

Praktyczne aspekty współpracy magazynu energii i OZE w obszarze LOB wydzielonym z KSE

Certyfikat wg normy EN 50438:2013 dotyczący ustawień fabrycznych

Propozycja OSP wymogów ogólnego stosowania wynikających z Rozporządzenia Komisji (UE) 2016/1388 z dnia 17 sierpnia 2016 r. ustanawiającego kodeks

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 7. Pomiar mocy czynnej, biernej i cosφ

Mikrogeneracja - jak jej sprostać?

Pracownia Technik Informatycznych w Inżynierii Elektrycznej

Indukcja wzajemna. Transformator. dr inż. Romuald Kędzierski

OM 100s. Przekaźniki nadzorcze. Ogranicznik mocy 2.1.1

Propozycja OSD wymogów ogólnego stosowania wynikających z Rozporządzenia Komisji (UE) 2016/1447 z dnia 26 sierpnia 2016 r. ustanawiającego kodeks

Karta aktualizacji nr 1/2018 Instrukcji Ruchu i Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnej Zakładu Usług Technicznych Sp. z o.o.

Certyfikat wg normy EN 50438:2013 dotyczący ustawień fabrycznych

FOTOWOLTAIKA i inwestycje w branży w świetle nowej ustawy OZE

Obszarowe bilansowanie energii z dużym nasyceniem OZE

Załącznik nr 2 do Umowy nr. Charakterystyka odbioru energii elektrycznej

Kompensacja mocy biernej podstawowe informacje

Załącznik nr 2 do Umowy nr. Charakterystyka odbioru energii elektrycznej

OCENA STANU TECHNICZNEGO SIECI ELEKTROENERGETYCZNYCH I JAKOŚCI ZASILANIA W ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ MAŁOPOLSKIEJ WSI

Instrukcja instalacji i konserwacji. Czujnik mocy I PL (2007/06) OSW

ENERGETYKA PROSUMENCKA MOŻLIWOŚCI I WYZWANIA.

Inwertery Fronius Seria IG Plus

4. OPIS TECHNICZNY PODSTAWA OPRACOWANIA DOKUMENTACJI

Transformatory SN/nn z podobciążeniowymi przełącznikami zaczepów możliwości zastosowania w sieciach dystrybucyjnych

REGULATORY NAPIĘCIA TRANSFORMATORÓW Z PODOBCIĄŻEIOWYM PRZEŁĄCZNIKIEM ZACZEPÓW - REG SYS

3. Jeżeli pojemność jednego z trzech takich samych kondensatorów wynosi 3 µf to pojemność zastępcza układu wynosi:

TRANSFORMATORY. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

/ Interfejs WLAN / Smart Grid Ready

PL B1. Sposób wyznaczania błędów napięciowego i kątowego indukcyjnych przekładników napięciowych dla przebiegów odkształconych

Twój system fotowoltaiczny

1600 MWh w okresie od 24 stycznia 2018 r. do 31 grudnia 2018 r.

TARYFA DLA ENERGII ELEKTRYCZNEJ dla odbiorców grup taryfowych B21, C11, C21

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Laboratorium z Elektrotechniki z Napędami Elektrycznymi

Opis techniczny. 1. Przepisy i normy. 2. Zakres opracowania. 3. Zasilanie.

Słownik energetyczny B

ODLEGŁOŚCI POMIĘDZY URZĄDZENIAMI DO OGRANICZANIA PRZEPIĘĆ A CHRONIONYM URZĄDZENIEM

KARTA AKTUALIZACJI nr 2/2019 Instrukcji Ruchu i Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnej

XXXIII OOWEE 2010 Grupa Elektryczna

Rodzaj nadawanych uprawnień: obsługa, konserwacja, remont, montaż, kontrolnopomiarowe.

Transkrypt:

Problemy z pracą mikroinstalacji w sieciach wiejskich studium przypadku Grzegorz Widelski ENERGA-OPERATOR SA

WYBRANE PROBLEMY Z PRACĄ MIKROINSTALACJI W SIECI nn 2

Wybrane problemy z pracą mikroinstalacji w sieci nn Spadek napięcia w sieci powodowany przez przepływ prądu do odbiorców wymaga podniesienia napięcia w stacji transformatorowej powyżej znamionowego tak aby utrzymać napięcie u odbiorców w granicach normatywnych (±10%). 3

Wybrane problemy z pracą mikroinstalacji w sieci nn Jeżeli w sieci pojawi się dodatkowo generacja, która może istotnie przewyższać zapotrzebowanie na energię odbiorników, napięcie w sieci może przekroczyć górną wartość dopuszczalną. 4

Wybrane problemy z pracą mikroinstalacji w sieci nn Środki zapobiegania wzrostowi napięcia: -zwiększanie przekrojów przewodów, skracanie długości obwodów nn dla zmniejszenia rezystancji linii -obniżanie napięcia w głębi sieci za pomocą transformatorów regulacyjnych - jednoczesny pobór mocy biernej przez źródła dla skompensowania wzrostu napięcia (wykorzystanie zdolności źródeł w tym zakresie) 5

Wybrane problemy z pracą mikroinstalacji w sieci nn Najprostszym rozwiązaniem jest jednoczesny pobór mocy biernej, powodując powstanie spadku napięcia na reaktancji sieci. 6

Wybrane problemy z pracą mikroinstalacji w sieci nn W 2014 roku do zbioru Polskich Norm dodano normę PN- EN 50438:2014-02 Wymagania dla instalacji mikrogeneracyjnych przeznaczonych do równoległego przyłączania do publicznych sieci dystrybucyjnych niskiego napięcia. Norma dotyczy instalacji o prądzie znamionowym do 16A tj. o mocy do 3,6 kw w wersji 1-fazowej i 11 kw wersji 3- fazowej. W zakresie wymaganej regulacyjności cos φ norma wymaga, aby mikrogeneracja połączona z siecią przez falownik miała zdolność pracy z cos φ od 0,9 ind do 0,9 poj przy generacji powyżej 20% P n. 7

Wybrane problemy z pracą mikroinstalacji w sieci nn (pobór mocy biernej) (generacja mocy biernej) Zdolność do generacji mocy biernej w obciążeniowym układzie odniesienia wg wymagań normy PN-EN 50438:2014-02. 8

Wybrane problemy z pracą mikroinstalacji w sieci nn Dodatkowo norma ta wymaga, aby mikrogenerator był zdolny do pracy w następujących trybach sterowania mocą bierną: -Q(U) -cos φ zadany, stały -cos φ (P) Według normy rodzaj sterowania określa OSD. Jeśli OSD nie ogłosi wymaganej charakterystyki krzywej, mikrogenerator powinien pracować ze stałym cos φ=1. 9

Wybrane problemy z pracą mikroinstalacji w sieci nn Dlaczego pobór mocy biernej wg wymagań normy może być niewystarczający dla utrzymania napięcia w granicach dopuszczalnych? Przypadek modelowy: odbiorca z mikroinstalacją generującą moc czynną, spełniającą wymagania normy w zakresie poboru mocy biernej. Założono dwa przypadki: 1.Odbiorca przyłączony do sieci 4xAL 70 mm 2 o długości 1000 m 2.Odbiorca przyłączony do sieci AsXSn 4x70 mm 2 o takiej samej długości W każdym przypadku odbiorca ma zainstalowaną mikroinstalację 1-fazową o mocy 4 kw, moc pobierana w tym samym czasie przez odbiorniki na tej fazie wynosi 0,5 kw. 10

Wybrane problemy z pracą mikroinstalacji w sieci nn U f Poza zakresem napięcia dopuszczalnego, zadziała zabezpieczenie nadnapięciowe falownika U dop =253 V Bardzo niska reaktancja linii izolowanej z przewodami AsXSn powoduje słabsze oddziaływanie poboru mocy biernej jako środka przeciwdziałającego wzrostowi napięcia. 11

Wybrane problemy z pracą mikroinstalacji w sieci nn Porównanie parametrów elektrycznych linii z przewodami AL i AsXSn. Przewód R X R/X Ω/km Ω/km - 4xAL 50 mm 2 0,5917 0,32 1,85 AsXSn 4x50 mm 2 0,641 0,085 7,54 4xAL 70 mm 2 0,4166 0,32 1,30 AsXSn 4x70 mm 2 0,443 0,083 5,34 12

STUDIUM PRZYPADKU analiza teoretyczna 13

Studium przypadku Do analizy wybrano realny przypadek prosumenta, który przyłączył na zgłoszenie jednofazowe źródło PV o mocy 3,68 kw Moc przyłączeniowa klienta wynosi 15 kw Prosument zgłosił problem częstego wyłączania się mikroinstalacji wskutek zbyt wysokiego poziomu napięcia w sieci Prosument zamieszkuje we wsi Wrześnica, gm. Sławno Prosument posiada falownik Steca Grid 3600 o zdolności do regulacji mocy biernej w zakresie od cos φ=0,95 ind do cos φ=0,95 poj, jednakże wg informacji producenta ustawienia dla Polski nie przewidują żadnej regulacji mocy biernej, praca w trybie cos φ zadany, stały. Aby falownik umożliwiał regulację mocy biernej należy wybrać z listy inny kraj posiadający takie wymagania (!). 14

Studium przypadku 15

Studium przypadku stacja transformatorowa nr 0632 prosument 16

Studium przypadku 4xAL 50 mm 2 235 m AsXSn 4x50 mm 2 523 m AsXSn 4x35 mm 2 570 m PV YDY 5x4 mm 2 25m W obliczeniach założono skrajny przypadek braku poboru mocy czynnej przez innych odbiorców podłączonych do tego obwodu 17

Wykres napięcia fazowego u odbiorcy przy poborze przez niego mocy czynnej na jednej fazie, bez generacji mocy czynnej i biernej U max =253 V Wartość napięcia w stacji mogłaby być kilka woltów wyższa aby utrzymać u odbiorców napięcie w granicach normatywnych przy obciążeniu mocą przyłączeniową U min =207 V 18

Wykres napięcia fazowego u odbiorcy przy generacji przez mikroinstalację mocy czynnej, przy braku poboru mocy czynnej U f Napięcie przy generacji powyżej 2000 W przekracza wartości dopuszczalne U max =253 V P gen 19

Wymaganie w zakresie poboru mocy biernej w funkcji generowanej mocy cos φ (P) wg VDE-AR-N-4105 dla mikroinstalacji o mocy ponad 3,68 kw do 13,8 kw cos φ poj 0,2 0,5 1 1 P/P max 0,95 cos φ ind 20

Wykres napięcia fazowego u odbiorcy przy generacji przez mikroinstalację mocy czynnej i przy jednoczesnym poborze mocy biernej wg charakterystyki cos φ (P). Brak poboru mocy czynnej przez odbiorniki. U f Krzywa napięcia bez poboru mocy biernej U max =253 V Wartość napięcia mimo poboru mocy biernej w dalszym ciągu przekracza wartości dopuszczalne. Powodem jest niska reaktancja sieci, szczególnie przewodów izolowanych AsXSn. P gen 21

Propozycja zwiększenia reaktancji indukcyjnej sieci poprzez włączenie na przyłączu do odbiorcy dławika szeregowego o indukcyjności 1 mh (reaktancja 0,314 Ω). 22

Wykres napięcia fazowego u odbiorcy przy generacji przez mikroinstalację mocy czynnej i przy jednoczesnym poborze mocy biernej wg charakterystyki cos φ (P) przy zainstalowanym dławiku 1 mh (0,314 Ω). Brak poboru mocy czynnej przez odbiorniki. U f Krzywa napięcia bez poboru mocy biernej U max =253 V Wartość napięcia na zaciskach mikroinstalacji przy włączonym szeregowo dławiku jest niższa ale nadal istotnie przekracza wartości dopuszczalne. P gen 23

STUDIUM PRZYPADKU badania obiektowe 24

Eksperyment 1 montaż dławika szeregowego o reaktancji 1 mh (X=0,314 Ω) 25

Eksperyment 1 montaż dławika szeregowego o reaktancji 1 mh Instalator OZE przestawił falownik StecaGrid 3600 z cos φ=1 na cos φ (P) według następującej krzywej cos φ poj 1 0,6 1 P/P max 0,95 cos φ ind 26

Eksperyment 1 montaż dławika szeregowego 1 mh Teoretycznie krzywa napięcia powinna być następująca: Przy obciążeniu fazy odbiornikami o mocy 1 kw, napięcie powinno utrzymać się w granicach normatywnych U max =253 V 27

Eksperyment 1 montaż dławika szeregowego 1 mh Niestety teoretyczne założenia nie sprawdziły się, okazało się, że falownik w dalszym ciągu wyłącza się z powodu zbyt wysokiego napięcia. Przyczyny: Teoretyczna obliczona impedancja L-PEN bez dławika powinna wynosić 0,76 Ω (R=0,75 Ω, X=0,13 Ω). Zmierzona impedancja wyniosła 1,04 Ω (R=1,01 Ω, X=0,25 Ω), co jest wartością o 37% większą od obliczonej! 28

Eksperyment 1 montaż dławika szeregowego 1 mh Skalując impedancję obliczeniową do wartości pomierzonej, wykres U(P gen ) przy zainstalowanym dławiku jest następujący: U max =253 V Napięcie w warunkach rzeczywistych może przekraczać wartości dopuszczalne już przy generacji 1500 W 29

Eksperyment 2 montaż urządzenia Voltage Controller (ENSTO) 30

Eksperyment 2 montaż urządzenia Voltage Controller Po zainstalowaniu urządzenia Voltage Controller napięcie na falowniku nawet przy pełnej generacji (3680 W) nie przekraczało wartości 233 V - 236 V, dzięki czemu możliwa stała się jego bezprzerwowa praca. Jednakże należy mieć świadomość, że napięcie na tym urządzeniu od strony zasilania może przekraczać 260 V, w związku z czym zainstalowanie jego jest możliwe wyłącznie u odbiorców przyłączonych na końcach obwodów, oddalonych od najbliższych sąsiadów, tak aby nie występowało u nich zbyt wysokie napięcie. 31

Wnioski 1. Mikroinstalacje przyłączone do sieci wiejskiej mogą bardzo istotnie wpływać na jej profil napięciowy. 2. W niniejszym przypadku cykliczne wyłączanie się mikroinstalacji (kilkadziesiąt razy w ciągu doby) powodowało ciągłe zmiany napięcia w sieci w granicach 239 264V. 32

Wnioski 3. Ograniczanie wzrostu napięcia poprzez pobór mocy biernej jest możliwe w szczególnych przypadkach sieć nieizolowana, zdolność falownika do poboru mocy biernej cos φ =0,9, odbiorca na końcu linii bez sąsiednich odbiorów, być może konieczne włączenie dodatkowej reaktancji indukcyjnej. 4. Zastosowanie autotransformatorów obniżających napięcie skuteczne, ale drogie i możliwe przy braku w najbliższym sąsiedztwie odbiorców. 33

Wnioski 5. Instalowane przez prosumentów falowniki często nie spełniają wymagań obowiązujących norm, w szczególności w zakresie zdolności do regulacji mocy biernej, mimo poświadczania przez instalatorów OZE iż wszelkie wymagane normy są spełniane. Próba rozmów z firmą Steca na temat parametrów technicznych falownika pokazała, że producent traktuje Polskę jako rynek, który kupi wszystko co się zaoferuje, parametry techniczne są sprawą drugorzędną. 34

Wnioski 6. Tryb zgłoszeniowy przyspiesza proces przyłączeniowy o około miesiąc, ale pozbawia operatora możliwości oceny czy sieć jest zdolna do odbioru energii z mikroinstalacji. Operator może reagować wyłącznie na reklamację prosumenta o problemach z pracą mikroinstalacji. 7. Sieć wiejska w Polsce to głównie sieć napowietrzna, o długich obwodach i stosunkowo małym przekroju. Zmiana jej na znacznie sztywniejszą sieć kablową to proces wieloletni. 35

Przykład rozłożenia zabudowy wsi polskiej 36

Przykład rozłożenia zabudowy wsi niemieckiej 37

Dziękuję za uwagę