Μετρολογία για έξυπνα Ηλεκτρικά δίκτυα

Ελληνικό Ινστιτούτο Μετρολογίας

ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΟΥ ΕΥΡΩΠΑΪΚΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ:

«Μετρολογία για έξυπνα ηλεκτρικά δίκτυα»

Μυρτώ Χολιαστού, Ειρήνη Φλουδά, και Θεοδώρα Τόδη

“The research leading to the results described in this paper is part of the European Metrology Research Program (EMRP), which is jointly funded by the EMRP participating countries within EURAMET and the European Union.”

’a smart grid is never smarter than the quality of its measurements’

Ευγενική χορηγία SP

«Metrology for Smart Electrical Grids»

ENG04 SmartGrid

Συντονιστής προγράμματοςΟλλανδικό Ινστιτούτο Μετρολογίας

Οι συνεργάες του προγράμματος EMRP ENG04 “Smart grids

18εθνικά ινστιτούτα μετρολογίας 4 Πανεπιστήμια- ερευνητικά κέντρα

•Austria•Belgium•Czech Republic•Denmark•Estonia•European Commission (EC)•Finland•France•Germany•Hungary•Italy•The Netherlands•Norway•Poland•Portugal•Romania•Slovakia•Slovenia•Spain•Sweden•Switzerland•Turkey•United Kingdom

EMRP Participating Countries

http://www.smartgrid-metrology.eu/

Ας δούμε γιατί μιλάμε για «έξυπνα» δίκτυα

KεντροσκοπικόΜεγάλοι σταθμοί παραγωγής

Τεχνολογία ηλικίας ενός αιώνα

Περιορισμός διασυνδέσεων

πρόβλημμα ασυμμετρίας: η παραγωγή και οι διασυνδέσεις με τις βαλκανικές χώρες στο βορά, ενώ…

…η μεγαλύτερη κατανάλωση στο νότο (Αττική) .

Μέλλον: Tο δίκτυο θα πρέπει να δεχθεί τους αποκεντρωμένους παραγωγούς (π.χ. ανανεώσιμες πηγές ενέργειας), αλλά να αντιμετωπίσει τα προβλήματα της ποιότητας ενέργειας (π.χ. αρμονικές, διακύμανση τάσης) και να είναι οικονομικό

Το πρόγραμμα ασχολείται με όλα τα ζητήματα μετρολογικού χαρακτήρα που σχετίζονται με τα νέα δίκτυα που δημιουργούνται

«Metrology for Smart Electrical Grids»

ENG04 SmartGrid

Θ.ΠΕΔΙΟ 1 • Συστήματα μέτρησης ανύσματος φάσης (PMUs)

Αναγκαία για τη γνώση της κατάστασης του συστήματος

Συστήματα μέτρησης ανύσματος φάσης (PMUs)

IEEE standard C37.118-2005

Επίβλεψη του συστήματος

Ανάλυση

Κέντρο ελέγχου

Αστάθεια

ΤάσηςΣυχνότητας

Φάσης

Αλγόριθμοι προστασίας

Κόμβος-Διανομέας&

Συλλογή δεδομένων

Επομένως, κάθε χρονική στιγμή, μπορούμε να γνωρίζουμε τη φάση της τάσης V ή της έντασης I του δικτύου σε διάφορα σημεία του.

Μπορούμε να προβλέψουμε αστάθεια ή τυχόν κατάρρευση του δικτύου

Θ.ΠΕΔΙΟ 1 • Συστήματα μέτρησης ανύσματος φάσης (PMUs)

ÉÍRÉÌ

•To δίκτυο μεταφοράς της Ελλάδας από το 2004 (σύστημα) λειτουργεί σύγχρονα και παράλληλα με το σύγχρονο διασυνδεδεμένο ευρωπαϊκό σύστημα ENTSOE (European Network of Transmission System Operators for Electricity), πρώην UCTE (Union pour la Coordination du Transport de l’ Electricité). Η παράλληλη λειτουργία επιτυγχάνεται μέσω διασυνδετικών γραμμών μεταφοράς Γ.Μ. 400 και 150 kV. με τα Συστήματα της Αλβανίας, της Βουλγαρίας και των Σκοπίων.

•Επιπλέον, το Ελληνικό Σύστημα συνδέεται ασύγχρονα (μέσω υποβρυχίου συνδέσμου συνεχούςρεύματος) με την Ιταλία. Η τοπολογία των υφιστάμενων και υπό ανάπτυξη διασυνδέσεων φαίνεται στο επόμενο σχήμα όπου παριστάνονται με διαφορετικούς χρωματισμούς οι υφιστάμενες, οι υπό κατασκευή, οι προγραμματισμένες και οι υπό μελέτη διασυνδέσεις

•Με το Σύστημα της ΠΓΔΜ η Ελλάδα συνδέεται μέσω: μίας γραμμής 400 kV απλού κυκλώματος με δίδυμο αγωγό, μεταξύ ΚΥΤ Θεσσαλονίκης και Dubrovo στην ΠΓΔΜ και Με το Βουλγαρικό Σύστημα η Ελλάδα συνδέεται μέσω μίας Γ.Μ. 400 kV (τύπου Β'Β'), μεταξύ ΚΥΤ Θεσσαλονίκης και Blagoevgrad στην Βουλγαρία.

Πηγή: Δ Ι Α Χ Ε Ι Ρ Ι Σ Τ Η Σ Σ Υ Σ Τ Η Μ Α Τ Ο Σ Μ Ε Τ Α Φ Ο Ρ Α Σ Η Λ Ε Κ Τ Ρ Ι Κ Η Σ Ε Ν Ε Ρ Γ Ε Ι Α ΣΜελέτη Ανάπτυξης Συστήματος Μεταφοράς 2010-2014 http://www.ypeka.gr/

https://www.entsoe.eu/index.php?id=77

Πηγή: Δ Ι Α Χ Ε Ι Ρ Ι Σ Τ Η Σ Σ Υ Σ Τ Η Μ Α Τ Ο Σ Μ Ε Τ Α Φ Ο Ρ Α Σ Η Λ Ε Κ Τ Ρ Ι Κ Η Σ Ε Ν Ε Ρ Γ Ε Ι Α ΣΜελέτη Ανάπτυξης Συστήματος Μεταφοράς 2010-2014 http://www.ypeka.gr/

Η παράλληλη λειτουργία επιτυγχάνεται μέσω διασυνδετικών γραμμών μεταφοράς Γ.Μ. 400 και 150 kV. με τα Συστήματα της Αλβανίας, της Βουλγαρίας και των Σκοπίων.

Θ.ΠΕΔΙΟ 2 • Mέτρηση ενέργειας επί τόπου για σωστή τιμολόγηση

ÁÐÈ

MIKES

VSL

LCOE, SP

Θ.ΠΕΔΙΟ 3 • Εργαλεία για τη μέτρηση της ποιότητας ενέργειας από απόσταση

•Μετρήσεις ποιότητας ενέργειας σε πραγματικά δίκτυα σε διάφορες ευρωπαϊκές χώρες. Μεγέθη: συμμετρία, ενέργεια, ισχύς, συχνότητα, αρμονικές, διακύμανση (flicker) κλπ. Θα παραδοθούν αναλυτικές εκθέσεις των μετρήσεων Τελική οδηγία για τις μετρήσεις ποιότητας ενέργειας στο δίκτυο, ιδιαίτερα χρήσιμη και στους κατασκευαστές προτύπων ενέργειας στη βιομηχανία WP3

Θ.ΠΕΔΙΟ 4 • Σχεδιασμός του συστήματος και σταθερότητα

PTB-Ãåñìáíßá

Οι παρατηρητές του προγράμματος EMRP ENG04 “Smart grids

Ευχαριστώ

«Ανάπτυξη της τεχνικής μη παρεμβατικού ελέγχου του φορτίου οικιακής εγκατάστασης.

Μελέτη κριτιρίων για την αναγνώριση οικιακών φορτίων χαμηλής τάσης, όπως το ρεύμα κατά την έναρξη λειτουργίας και κατά την κατάσταση σταθερής λειτουρίας, το αρμονικό περιεχόμενο, η ενεργός και η άεργος ισχύς. Σχεδιάστηκε μία πλατφόρμα λογισμικού που προσομοιάζει τις χαρακτηριστικές των φορτίων και αναγνωρίζει τις συσκευές που τίθενται σε λειτουργία. Έχουν ταυτοποιηθεί ήδη οι «υπογραφές» περισσότερων από 10 φορτίων χαμηλής τάσης στο εργαστήριο και διερευνάται η επίδραση που έχει σε αυτές το υπόλοιπο δίκτυο των οικιακών συσκευών που βρίσκονται σε λειτουργία.

ICIT 2012 Conference, Μay 2012

Signature of Residential Low Voltage Loads

A. S. Bouhouras, G. T. Andreou, A. N. Milioudis and D. P. LabridisDepartment of Electrical and Computer Engineering, of ,

abouchou@auth.gr, gandreou@auth.gr, amilioud@auth.gr and labridis@auth.gr

11 October 2011

Two options for measurement: 20 kV, 30 kA or 150 kV, 4 kAConclusion: Efficiency of power plants is

directly reflected in the electrical power output

WP3, Tools for portable and remote measurement of Power Quality

Paul Wright

Remote systems for PQ monitoring. PQ measurements on installed wind

turbines. Flicker effects of Wind Turbines,

verifying IEC Fictitious grid technique.

Rail distribution grid PQ measurements.

Smart Grid Trials – before and after studies.

High voltage transmission line.

Ο στόχος του προγράμματος στο τμήμα αυτό είναι να αυξήσει την αξιοπιστία των δικτύων, ορίζοντας τη μετρολογική στρατηγική που απαιτείται για την παρατήρηση και τον έλεγχό τους.

Δημιουργία ενός μοντέλου δικτύου (STRAT: Πανεπιστήμιο Strathclyde-Αγγλία), στο οποίο θα μπορούν να εισάγονται δεδομένα από πραγματικές μετρήσεις ροής ισχύος και στη συνέχεια θα διερευνάται η ικανότητα να εκτιμηθεί η κατάσταση σε θέσεις όπου δεν υπάρχουν μετρητικά όργανα. Στο λογισμικό δημιουργήθηκε μία ευαίσθητη μήτρα με την οποία προδιορίζεται το ελάχιστο σύνολο μετρήσεων το οποίο εξασφαλίζει ακριβή εικόνα του συστήματος με το ελάχιστο κόστος. Τα αποτελέσματα του λογισμικού παρουσιάστηκαν στο συνέδριο του “Innovative Smart Grid Technology (ISGT)”, στο Μanchester, το Δεκέμβριο 201111.Δημιουργία ενός δεύτερου μοντέλου δικτύου που διερευνά την τοπολογία των μετρητικών κόμβων και το πλήθος τους, ώστε να μειωθεί το κόστος. Επίσης, μελετώνται οι προδιαγραφές των μετρητών: οι κοινοί έξυπνοι μετρητές δεν είναι «έξυπνοι», ενώ οι βιομηχανικοί πληρούν τις επιστημονικές απαιτήσεις, αλλά δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ευρεία κλίμακα λόγω του κόστους τους (PTB- Γερμανία).Επίσης, θα διερευνηθεί η επίδραση που έχει η φόρτιση των ηλεκτρικών αυτοκινήτων στο δίκτυο (TU-BS Technical Universtity of Braunschweig, Γερμανία).

Στη δράση αυτή θα αναλυθούν οι νέες αυξημένες απαιτήσεις για την ασφάλεια και την προστασία των δεδομένων σε συμβατότητα με τους κανονισμούς του Ευρωπαϊκού οργανισμού τυποποίησης Mandate 441 και mandate 49013. Στη συνέχεια, με βάση την ανάλυση αυτή θα προταθεί πλαίσιο κρυπτογράφησης για τα έξυπνα δίκτυα.