Effektutfordringer med plusshus
KSU-seminar 2016
Bodø 7.9 2016 Rolf Erlend Grundt, AEN
Tema
1.
AEN-tall
2.
Utfordringer – svake nett, effektkrevende apparater
3.
Skarpnes prosjektet – nullenergihus
4.
Målinger i husene – høye strømtrekk
5.
AMS og nye målemuligheter
6.
AMS gir mer enn bare kWh verdier – også virkelig
belastning
AENs forsyningsområde og nett
Ledningsnett i km i Agder
Type Linjer Kabler Sum
Lavspent 8 189 5 368 13 557 Høyspent 4 029 1 613 5 642 Regionalnett 1 178 38 1 216
Sum 13 396 7 019 20 415
8 250 fordelings-transformatorer
Forsyner 190 000 nettkunder
Samfunnsoppgave - nettselskap
Levere produktet spenning og kapasitet for effektforbruk
• Spenningsfall U = I * Z
Trafo Nett Kunde
impedansen Z
Strøm I Spenningsfall U
Utvikling siste 5 årene - lavspent
• Effektkrevende apparater – høye strømtopper
• Apparatene styres elektronisk av og på - ofte
• Produksjon, solceller, småkraftverk, vind
• Elbilladning – en- og trefase
• Null- og plusshus
Smarte apparater
Smart Village Skarpnes
Boligfelt med byggestart 2014 - netto null energiutveksling gjennom året
Nullhus i fremtidens boligfelt – NFR prosj.nr. 226139
Smart Village Skarpnes
5 hus bygd (opprinnelig plan 37 husstander) med passivhusstandard
Husene utstyrt med solcellepaneler og jordvarmepumper
Prosjektet vil undersøke hvordan strømproduksjon fra solcelleanlegget, jordvarmet vann til forbruk og oppvarming sammen med moderne apparater
endrer effektprofiler til boliger og fra transformator Data fra Skarpnes vil gi et bedre grunnlag for å
utvikle dimensjoneringskriterier for fremtidens strømnett
Batteriskap på drift 10.11.2015
Måling nullhus – en helg
Samme hus - en time på søndagen
Samme søndag og innenfor 2 min
Skjev last og påvirkning spenning
Hva kan leses av målingene?
1. Effekttopper - når og hva utløser de
2. Usymmetri mellom belastninger
3. Påvirkning på spenningskvaliteten
4. Medfører solcelleproduksjon større usymmetri
5. Økt strøm i null-leder i TN-anlegg
6. Generell spenningskvalitet
AMS gir en ny verden
Etter 110 år kan man endelig får vite:
Spenningen hos kunde – snitt, min og maks innenfor tidsintervall
Strømtrekket hos kunde også snitt, min og maks innenfor tidsintervall
Strøm og spenning på lavspentside av trafo
Kan AMS måler med sampling per sekund på I og U alle faser brukes til dimensjonering (historisk trend), spenningsklager, drift og effekttariff? Ja - Fanger den opp nettets sanne belastning?
AMS - nye muligheter
Med nevnte målinger kan årsak til lav spenning hos kunde lettere defineres til å skyldes:
1. Ubalanse mellom enfase laster (produksjon)
• Tiltak: Bytte om på lastene mellom faser
2. Trafo stilt på for lav spenning
• Tiltak: Stille trafo på «høyere» trinn
3. Spenningsforhold ved omlegging av nett
4. Hvis ingen av nevnte punkter er årsak –
prosjekteres nytt nett – ut fra historiske verdier
Virkelig verden og kWh-verden
• I dag brukes 3-fase timesverdier (kWh) til å beskrive forbruket
• Gir liten eller mangelfull informasjon om nettets reelle belastning
Gjennomsnittsverdier for 28. Mars 2016 kl. 08:00 – 10:00
Nettselskapets investeringskostnader avgjøres av effektbehovet, mens forbrukernes kostnader følger av energiforbruk. – 3-fase måling
-1 0 1 2 3 4 5
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100 103 106 109 112 115 118
kW
Tid (Min)
Sammenligning av Energi og Effekt
Energi Effekt
Gjennomsnittsverdier for 28. Mars 2016
kl. 08:00 – 10:00
Skjevfordeling av last
Energimålingene gir ingen informasjon om lastfordeling over fasene. – 1-fase målinger på effekten
-1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100 103 106 109 112 115 118
kW
Tid (Min)
Fasefordeling
Energi Effekt - L1 Effekt - L2 Effekt - L3
Gjennomsnittsverdier for 28. Mars 2016 kl. 08:00 – 10:00
Max/Min verdier
Registrering av største og minste strømverdi innenfor hvert minutt, gir viktig detaljer om den «sanne» belastningen
0 5 10 15 20 25 30 35
Strøm [A]
Tid [min]
L3
Gjennomsnittsverdier og max/min for 28.
Mars 2016 kl. 08:00 – 10:00
b
0 5 10 15 20 25
Strøm [A]
Tid [min]l
Fase L1
0 5 10 15 20 25
Strøm [A]
Tid [min]
Fase L2
0 5 10 15 20 25 30 35
Strøm [A]
Tid [min]
Fase L3
-2 0 2 4 6 8 10 12 14
1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103 109 115
kW
Tid [min]
Total effekt
28. Mars 2016 kl. 08:00 – 10:00
Oppløsning - Energiforbruk
28. Mars 2016, kl. 08:00 – 10:00
-1 0 1 2 3 4 5
1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103 109 115
kW
Tid [min]
Per Femte Minutt
Energi Effekt -1,0000
0,0000 1,0000 2,0000 3,0000 4,0000 5,0000
1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103 109 115
kW
Tid [min]
Per Tiende Minutt
Energi Effekt
-1 0 1 2 3 4 5
1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103 109 115
kW
Tid [min]
Per Kvarter
Energi Effekt -1
0 1 2 3 4 5
1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103 109 115
kW
Tid [min]
Per Halvtime
Energi Effekt
Effektverdiene er gjennomsnittlige minutts verdier. Viser også produksjon til nettet.
Nettstasjonen
Skarpnes – 28. Mars 2016.
-10 -5 0 5 10 15
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100 103 106 109 112 115 118
kW
Tid [min]
Verdier direkte fra Elspec
L1 L2 L3 Energi
• 1-fase effektverdier fra Elspec. To av fasene er negative (produksjon) og den tredje er positiv (forbruk effekt).
