Driftsoptimering af distributionsnettet v/ Allan Norsk Jensen, DEFU Dansk Energi Net temadag, 25. november 2010
3 arbejdsgrupper 9 netselskaber er repræsenteret i projektet Formål med Driftoptimeringsprojektet: At udarbejde brugbare modeller til driftsoptimering af nettet som ligeledes opretholder eller forbedrer leveringssikkerheden Projektet består af tre delprojekter: Leveringssikkerhed Automatisering Nyttiggørelse af informationer fra nettet
Kilder til information fra nettet Fjernaflæste elmålere Koncentratorer Det centrale hjemtagningssystem DSO-, GIS- og DNM-systemet Fjernkontrolsystemet
Anvendelser af information Driftsinformation Driftsoptimering Omlægnings- og nødsituationer Vedligeholdelse Dimensionering af anlæg Statistik
Anvendelse af data fra elmålere Registrering af kundeafbrud Registrering af spændingskvalitet Analyser af timeregistreret elforbrug
Registrering af kundeafbrud 200.000 målere hos SydEnergi 11 måneders afbrudsdata Afbrud af enkelte eller alle faser Ca. 140.000 afbrudshændelser > 1 s
Samlet varighed af afbrud pr. kunde 100000 1time 1 dag 1 måned 10000 1000 Antal kunder 100 10 1 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 10000000 Samlet v arighed af afbrud pr. kunde/måler, sekunder
Indberetning til Energitilsynet En række afbrud skal sorteres fra Kunder i restance Fejl på stikledning eller måler Afbrud på grund af arbejde på kundens installation Øvrige afbrud skal vurderes m.h.t. Hvilket statistikområde, afbruddet skal tilskrives Årsagen til afbrud opstået i eget statistikområde Fejl, planlagt arbejde, tredjepart eller force majeure Varighed opgjort efter Energitilsynets regler
Konklusion vedrørende afbrud Målerdata skal kombineres med information fra mange andre kilder for at kunne bruges over for Energitilsynet Ca. 95 % af afbruddene vil i forvejen være registreret andre steder, fx i fjernkontrolsystemet Forenkling af Energitilsynets regler ville reducere arbejdsindsatsen betydeligt
Spændingskvalitet registreret af elmålere Enkelte selskaber anvender målere som kan registrere Minimums- og maksimumsværdi af spændingen i hver time Længerevarende spændingsstigninger eller fald (mere end 10% afvigelse fra 230 V i mere end 10 minutter) Total harmonisk forvrængning (THD) af spænding og strøm, hvis grænseværdien for disse overskrides. Den maksimale overskridelse gemmes. Fasespændinger og strømme (øjebliksværdier ingen midling eller min/maks-beregning) Data fra disse målere nåede desværre ikke at være til rådighed inden for projektperioden. I stedet er der foretaget en teoretisk vurdering af anvendelserne, suppleret med en analyse af data for spændingsniveau fra SydEnergi
Data fra SydEnergi Målerne registrerer spændingsproblemer med varighed over 10 minutter, og det angives om der var tale om overspænding (>230 V +6 %) eller underspænding (< 230 V 10 %) hvilken fase over- eller underspændingen forekom på hvornår spændingsafvigelsen startede og sluttede Data fra 200.000 kunder i 2½ måned
Begrænsninger i målingerne Korrekt spændingskvalitet skal måles i leveringspunktet efter standarden DS/EN 50160 Elmålernes placering efter en stikledning fører til et andet måleresultatet Elmålere måler heller ikke middelværdi over 10 minutter som krævet i standarden
Tidspunkt for spændingsproblemer 3500 Antal forekom ster af spændingsproblemer 3000 2500 2000 1500 1000 500 Overspænding Underspænding 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 Time i døgnet
Kunde med hyppige spændingsproblemer 160 Antal forekomster af underspænding 140 120 100 80 60 40 20 Underspænding 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 Time i døgnet
Mulige anvendelser af spændingskvalitetsmålinger Afdækning af behov for forstærkning af nettet Justering af 10-20/0,4 kv transformeres trinindstilling Nedregulering af spændingen om natten Bedre fordeling af belastningen på de tre faser Sporing af kilder til spændingsdyk og spændingsvariationer Vurdering af harmonisk støj og sporing af støjkilder
Konklusion vedr. spændingskvalitet Det er ikke realistisk at hjemtage detaljeret information om spændingskvalitet fra alle kunder Spændingsproblemer bør dog registreres og løses, hvis de forekommer ofte Kun nogle få procent af kunderne oplever spændingsproblemer. Smarte, grafiske visninger af problemerne er derfor overkill Der kan komme krav fra Energitilsynet om dokumentation af spændingskvalitet, som også indgår i kvalitet i leveringen
Anvendelse af timeregistreret forbrug Velanderkoefficienter Varighedskurver og tabstider Minimering af energitab i transformere Minimering af energitab i nettet Belastningsmodel for netberegninger
Simulering af målinger på aggregeret niveau f.eks. en lavspændingsudføring eller en 10/0,4 station X tilfældige boliger for hver time Måleserier for 1385 boliger SydEnergi Årsmaks. [kwh/h] Årsenergi [kwh]
Varighedskurver Middeleffekt i p.u. af årsmaks 1 0.8 0.6 0.4 0.2 Normerede varighedskurver for grupper af boligkunder Enkelt boliger 5 boliger 25 boliger 1385 boliger 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 Timer
3000 Middel benyttelsestid med spredningsinterval for boliggrupper Benyttelsestid [timer] 2500 2000 1500 1000 500 0 20 40 60 80 100 120 Antal boliger i grupper 1200 1000 Middel tabstid med spredningsinterval for boliggrupper Tabstid [timer] 800 600 400 200 0 0 20 40 60 80 100 120 Antal boliger i grupper
Transformere med blandet forbrug
Tabstider 2 2β Tabstid Härlin = 0 = P min / P max 2 0 ( 1 β ) + ε 1+ β β = Benyttelsestid /8760 ε 2ε 0 2βε 0 Tabstid Härlin 2 3 5β β 4
Tabstider 8000 7000 Tidsserier Härlin tilnærmet Härlin lang formel 6000 5000 tabstid 4000 3000 2000 1000 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 benyttelsestid
Valg af transformer 30 25 Årlige energitab [MWh] 20 15 10 5 0 0 500 1000 1500 2000 2500 Transformer nominel effekt [kva]
Optimal kobling af 10 kv net 10 kv net regnet ved 4 koblinger Fuldt formasket Radielt opdelt ved 3 forskellige belastningsfordelinger Årlige energitab i procent af leveret energi Kobling 10/0,4 kv transformere Kabler Luftledninger Sum Belastningstab Tomgangstab Tab Tab Maske 1,11% 1,08% 0,39% 0,01% 2,58% Radmax 1,11% 1,08% 0,47% 0,01% 2,66% Mean 1,11% 1,08% 0,46% 0,01% 2,66% Udlign 1,11% 1,08% 0,46% 0,01% 2,66%
Belastningsmodel - belastningsgrad 140 120 Største belastningsgrad af ledning på radial Beregning i hver time af året Traditionel beregning med udlignet radialmaks 100 80 % 60 40 20 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Radialer
Belastningsmodel - spændingsfald 10.5 Mindste 10 kv spænding på radial 10.45 10.4 10.35 10.3 kv 10.25 10.2 10.15 10.1 10.05 Beregning i hver time af året Traditionel beregning med udlignet radialmaks 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Radialer
Tak for opmærksomheden