Blízká setkání s analýzami v distribu ní soustav. Doc. Eduard Kaluš, Ing. Igor Chrap iak, Ing. Tomáš Burdan

Transkript

1 Blízká setkání s analýzami v distribuní soustav Doc. Eduard Kaluš, Ing. Igor Chrapiak, Ing. Tomáš Burdan

2 Pro potebujeme takové analýzy? Protože není dostate detailn známo, co se skute odehrává v distribuní síti, podceují se novodobé fenomény, charakter (nelineární) zátže, nesymetrie Protože odborníci neradi akceptují a ani neeší existenci zných nových jev, které v sítích existují Protože stále žijeme v zajetí vdomostí starých hodn let a v ovených v podmínkách, které dnes již reáln neexistují

3 Cíle analýz podrobné informace Data pro odbratele Data pro správce a provozovatele distribuní sít Data pro dodavatele a obchodníky Data pro dispeink a výrobce Data pro nadazenou soustavu Data pro ostatní partnery na energetickém trhu Podklady pro: Analýzu stavu sít Optimalizaci zapojení Zvýšení efektivnosti a snížení ztrát ešení nežádoucích a poruchových stav Podporu integrace a ízení OZE Podporu elektromobility...

4 Co krom jiného ešíme? Efektivní hodnota naptí a proudu, inný výkon, jalový výkon, zdánlivý výkon aritmetický, zdánlivý výkon správný, deformaní výkon (jednofázový i trojfázový), výkon nesymetrie (trojfázový), kvalitativn parametry elektiny Cos, P/F, koeficient zvýšení ztrát Okamžité hodnoty, efektivní hodnoty, prrné hodnoty Ztráty: minimáln možné, zvýšené kvli jalovému, deformanímu výkonu a výkonu nesymetrie 4

5 Co je nového na Slovensku? Zákon 51 o energetice 95 Vyhláška 358/013 MH SR, kterou se ustanovuje postup a podmínky v oblasti zavádní a provozu inteligentních ících systém v energetice (IMS) 4 kategorie odbrných míst koncových odbratel 3 kategorie funkcionalit inteligentního mícího systému Základní funkcionalita Pokroilá funkcionalita Speciální funkcionalita 5

6 Souhrnný report podle normy EN50160 Zaali jsme na TS, pokraujeme pes zdroje ke koncovým odbratelm Report vyhodnocuje odchylky od normy EN50160 pro frekvenci, kolísání naptí, flicker, nesymetrii proudu a THD U pro každou trafostanici zvláš Možnost nastavení sledovaného období a skupiny trafostanic Rozdlení na kritické a nekritické veliiny trafostanice hranice pro kritické hodnoty trafostanice je nastavitelná Automatický i manuální režim 6

7 Souhrnný report podle normy EN

8 Souhrnný report podle normy EN50160 Prh flickru L1, L, L3 ve sledovaném období 8

9 Souhrnný report podle normy EN50160 Prh naptí L1, L, L3 ve sledovaném období 9

10 Tabulkový report výkon Report vyhodnocuje úiník P/S r spole s pomrem jalového Q, deformaního D a výkonu nesymetrie N vzhledem ke zdánlivému výkonu S r Možnost nastavení sledovaného období, kritické hranice P/S r, minimální hodnoty S r a skupiny trafostanic, nad kterou se report provede Na základ výsledk umíme urit, která trafostanice má vysoké ztráty a která složka výkonu je zpsobuje 10

11 Tabulkový report pom výkon

12 Analýza reportu Více než 11% ze sledovaných trafostanic má prrný (týdenní) úiník P/Sr menší než 90% Co to znamená? Co by nám pinesla náprava? Po zvýšení úiníku na 90% snížíme ztráty o 5,5 MWh (za týden) iní 3,7% inného výkonu Po zvýšení úiníku na 95% snížíme ztráty o 7 MWh (za týden) iní 4,5% inného výkonu Co jiného nám to pinese? Oteplení transformátor a vodi zvýšení životnosti Snížení zatížení nulových vodi Efektivnjší využití výrobních a penosových kapacit Zvýšení využívání efektivnosti elektiny 1

13 Tabulkový report výkon trafostanic Vysoký jalový výkon drasticky snižující úiník S (ervená), P+ (zelená), Q4 (oranžová) 13

14 Tabulkový report výkon trafostanic Proudová nesymetrie zpsobující ztráty 14

15 Report výkon trafostanic Report vyhodnocuje vytížení jednotlivých trafostanic podle jejich maximálního povoleného výkonu výsledek je zobrazen jako reálný as mimo tolerance i jako procento asu Nastavitelné hranice pro alarmy (spodní a horní), pro kritickou asovou hranici, sledovaného období a skupiny trafostanic Automatický i manuální režim 15

16 Report výkon trafostanic 16

17 Report proud trafostanic Alternativa k pedešlému reportu pro vyhodnocení maximálního proudu, který bžel na jednotlivých trafostanicích vzhledem k maximálnímu povolenému proudu Možnost nastavení horní hranice proudu, kritické asové hranice, sledovaného období a skupiny trafostanic nad kterou se report provede 17

18 Report proud trafostanic 18

19 Realita Existují minimální ztráty, pod které se nelze dostat Existují reálné ztráty, které jsou k z krát vyšší než minimální ztráty enos elektiny je zatížený (nad)ztrátami z dvodu : - vyšších harmonických v i - fázového posunu 1. harm. mezi u a i - nesymetrického odbru v 3f síti - nevyváženého odbru v 3f síti 19

20 iník cos & P/S, ztráty cos() k z R R I I min S P 1 PF k z 1 Q P 1 D P N P cos mení podle zvyklostí v energetice, zahrnuje vliv Q PF a = P/S a ( cos S a ) mení s použitím tzv. aritmetického zdánlivého výkonu, zahrnuje vliv Q, D PF r = P/S r ( cos S r ) mení s použitím tzv. správného zdánlivého výkonu, zahrnuje vliv Q, D a nesymetrie N

21 SW KC univerzální SW 1

22 SW ásti Klientská aplikace, umožuje: Zobrazovat namené i vypoítávané údaje uložené v systému v grafické a tabulkové form Využívat podprné nástroje k prezentaci dat a tvorb sestav Využívat pedvolené zpsoby zpracování namených údaj k získání nových údaj (vypoítávané údaje) Definovat vlastní zpsoby zpracování namených nebo vypoítávaných údaj s možností jejich opakování Exportovat namené i vypoítávané údaje a jejich sestavy ve form grafických resp. datových výstup

23 SW údaje Zdroje údaj: Údaje mené elektromrem ení provádna analyzátorem sít ení importována do centrály ve form XML soubor SW obsahuje peddefinovanou sadu fyzikálních veliin, kterým rozumí SW automaticky srovnává sadu picházejících veliin s peddefinovanou relevantní sadou Automaticky zaadí veliiny, které jsou ve zdroji údaj dostupné, do systému 3

24 SW Obrazovka mení, pohled 4

25 SW Adm. budova - rozdlení výkon 5

26 SW Adm. budova, prhy výkon 6

27 Realita 7

28 Jak se mní ztráty? ) ( ) ).( ( P P P I I I U U U P S k r z min 1 1 ) ( J Z Z PS PS P k k P P Nap. zvýšení P/S z hodnoty 0, 9 na hodnotu 0,96 znamená snížení skutených ztrát o 15 % velikosti minimáln možných ztrát

29 Efektivita a ztráty - píklad Distribuní energetický podnik na úrovni nn a vn distribuuje 7 TWh elektrické energie. Namený prrný koeficient P/S je 0,9. Paušáln celkové ztráty iní podle údaj z Výroní zprávy 8, %. Jaké mohou být ztráty, které by bylo možné technicky eliminovat? Poítejme paušáln technické ztráty 5 % z fakturované (inné) energie, tzn. 350 GWh. Pokud zlepšíme prrný koeficient P/S na 0,96, budou ztráty nižší o 15 % min. ztrát, tzn. o 5,5 GWh. (uvedené množství GWh pedstavuje spotebu víc než domácností...).

30 SW vzorce edstavují závažnou ást systému Pocházejí z mnoha prací a vlastních studií K dispozici jsou pokaždé pouze ty vzorce, které lze s danými údaji použít 30

31 SW vzorce vlastní Lze definovat vlastní vzorce 31

32 SW další funkce Export výsledk, údaj 3

33 SW export údaj, výstup U 33

34 SW další funkce Topologie umožuje vyhodnocovat mení ne v rámci jednotlivých mících míst, ale jako sadu mení z rzných mících míst, které tvoí ucelenou ást elektrické sít mají svou topologii. SW umožuje více zpsob zpracování údaj zohledujících topologii sít Bilanní (nad skupinou vícero mících míst) Rozdílové (srovnání dvou mících míst vi sob) 34

35 Boj za zvýšení PF fázový posun mezi u a i kompenzace vyšší harmonické filtrace nesymetrie rekonfigurace sít jiná metoda možná? 35

36 Y uzel v jedné fázi Vytékající proudy jsou i 1 (t) a i (t) (okamžitá hodnota), picházející proud i (t). Další veliiny: P i inný výkon píslušné vtve, I i efektivní hodnota proudu, S i zdánlivý výkon, PF i faktor výkonu píslušné tve. Uzel je pipojen na naptí u (t). i (t) i 1 (t) L N u (t) i (t) 36

37 Y uzel v jedné fázi 37 Výsledný proud je dán jako souet dalších dvou v uzlu. Ano, ale... ) ( ) ( ) ( 1 t i t i t i ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 1 1 t i t i t i t i t i Umocníme ob strany Aplikujeme operátor stední hodnoty T T T T dt t i t i T dt t i T dt t i T dt t i T ) ( ) ( ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1

38 Y uzel v jedné fázi Dostaneme Zdánlivý výkon bude (resp. kvadrát) 38 T dt t i t i T I I I ) ( ) ( T dt t i t i T U S S S ) ( ) (

39 Y uzel v jedné fázi Faktor výkonu ( cos" ) PF P S Koeficient zvýšení ztrát k z U = I 1 I T P T 0 i1 ( t ) i ( t ) dt Hodnota I I1 I spoloný reg.výkonu úsporka U [V] 45,41 45,39 45,43 I [A] 0,4 0,18 0,15 P [W] 4,7 0,,3 Q 1 [var] S [VA] 58,90 44,17 36,81 PF 0,7 0,46 0,61 kz 1,90 4,78,73 THD [%] 48,7 65,9 73,1 39

40 Y - mení ení podle Y obrázku: 3 wattmetry, 3 ampérmetry, 3x mení PF...míme pouze s jedním elektromrem LZQJ-XC! 40

41 KUJEME ZA POZORNOST