docEmpty Link - Energi Norge
download 
Report Transcription
Empty Link - Energi Norge
STORSKALA SPENNINGSMÅLING MED AMS PUBLIKASJONSNR.: 375-2014 Energi Norge AS – EnergiAkademiet Besøksadresse: Middelthuns gate 27 Postadresse: Postboks 7184 Majorstuen, 0307 OSLO Telefon: 23 08 89 00 Telefaks: 23 08 89 01 Epost: [email protected] Internett: www.energinorge.no Publ.nr: 375-2014 ISBN-nr: 378-82-432-0704-2 © Energi Norge AS Etter lov om opphavsrett til åndsverk av 12. mai 1961 er det forbudt å mangfoldiggjøre innholdet i denne publikasjonen, helt eller delvis, uten tillatelse av Energi Norge AS. Forbudet gjelder enhver form for mangfoldiggjøring ved trykking, kopiering, stensilering, båndspill, elektronisk o.l. Innholdsfortegnelse 1 Innledning ..................................................................................................................................... 5 1.1 Bakgrunn ........................................................................................................................................ 5 1.2 Use case-metodikken ..................................................................................................................... 5 1.3 Rapportens oppbygning ................................................................................................................. 6 2 Spenningskvalitet .......................................................................................................................... 7 3 Spenningskvalitetsmålinger med avanserte måle- og styringssystemer (AMS) ................................. 8 3.1 Nye muligheter for utnyttelse av AMS-data til spenningskvalitetshåndtering ............................. 9 3.1.1 Arbeid med spenningskvalitet ........................................................................................... 9 3.1.2 Forbedret elsikkerhet for nettkunder.............................................................................. 11 3.1.3 Spenningskvalitetsdata til bruk i nettplanlegging ........................................................... 12 3.2 Grafiske presentasjonsmuligheter av spenningskvalitetsdata .................................................... 14 3.3 Begrensninger grunnet personvern ............................................................................................. 16 4 Use case for spenningsmåling med AMS....................................................................................... 19 4.1 Bekrefte/avkrefte stasjonær høy/lav spenning ........................................................................... 20 4.2 Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning ................................. 22 4.3 Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning................................. 24 4.4 Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast.............................................................. 28 4.5 Presentere spenningsmarginer .................................................................................................... 30 4.6 Varsel ved varig lav/høy spenning ............................................................................................... 32 4.7 Bruke spenningsmåling for å verifisere nettdokumentasjon....................................................... 34 4.8 Undersøke om spenningsforhold er akseptable etter omkobling ............................................... 36 4.9 Alarm ved feil i nettet .................................................................................................................. 37 4.10 Use case-oversikt ......................................................................................................................... 39 5 Kilder .......................................................................................................................................... 42 PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 3 av 126 Vedlegg A Liste over forkortelser ....................................................................................................... 43 Vedlegg B Use case-samling ............................................................................................................... 45 Vedlegg C Spenningskvalitet ............................................................................................................ 121 1 Frekvens ............................................................................................................................ 122 2 Spenningens effektivverdi ................................................................................................. 123 2.1 Langsomme spenningsvariasjoner .......................................................................... 123 2.2 Spenningssprang ..................................................................................................... 123 2.3 Kortvarige over- og underspenninger ..................................................................... 124 2.4 Spenningsfluktuasjoner / Flimmer .......................................................................... 124 2.5 Usymmetri............................................................................................................... 125 3 Spenningens kurveform .................................................................................................... 125 3.1 Transiente overspenninger ..................................................................................... 125 3.2 Harmonisk forvrengning ......................................................................................... 126 4 Avbrudd ............................................................................................................................. 126 PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 4 av 126 1 Innledning 1.1 Bakgrunn Denne rapporten er resultatet av et samarbeid mellom prosjektene SPESNETT og DeVID. Rapporten omhandler hvordan spenningskvalitetsmålinger fra AMS-målere kan brukes til å realisere positive virkninger ved arbeid med spenningskvalitet, og ved drift og planlegging av distribusjonsnettet i Norge. Måten dette kan gjøres på er demonstrert via use case, en metodikk nærmere beskrevet i neste delkapittel. SPESNETT (Spenningskvalitet i smarte nett) er et prosjekt som fokuserer på nye utfordringer og muligheter knyttet til spenningskvalitet i dagens og framtidens smarte kraftnett. Prosjektet utvikler en prototyp av programvare for automatisk gjenkjenning av hendelser basert på rådata/måledata og ser videre på storskala innsamling av spenningskvalitetsdata med smarte energimålere. Det er viktig at slik overvåkning gjøres effektivt uten for store datamengder eller for store kostnader. DeVID (Demonstrasjon og verifikasjon av intelligente distribusjonsnett) er et prosjekt som skal bidra til å framskaffe et nytt og bedre kunnskapsgrunnlag for beslutningstakere som skal anskaffe, anvende eller utvikle Smartgrid-teknologier. Dette skal gjøres gjennom å utvikle og teste ny teknologi og nye metoder for blant annet beslutningsstøtte, drift og planlegging av distribusjonsnett. Prosjektet baserer seg på at resultatene skal testes i de to demo-områdene Demo Steinkjer og Smart Energi Hvaler. DeVID har blant annet fokus på å beskrive effektive prosesser og nye verktøy for nettselskapene ved hjelp av use case. Use case er en metode fra programvareindustrien, som er egnet til å beskrive interaksjonen mellom datasystemer, og mellom datasystemer og brukerne av disse. Ettersom datasystemer har fått en stadig viktigere rolle i kraftsystemet, og særlig i det som skisseres som et framtidig smartgrid, har use case også blitt tatt i bruk for å beskrive funksjonalitet i kraftsystemet [1]. Denne rapporten baseres på et sett med use case som inkluderer spenningsmålinger fra AMS-målere. Disse gir eksempler på hvordan spenningsmålinger fra AMS kan utnyttes. Denne rapporten fokuserer på å illustrere hvordan dette kan se ut, men har ikke tatt steg for faktisk å implementere funksjonaliteten. Det vil være opp til leverandører av slike systemer. 1.2 Use case-metodikken Use case er en metode å beskrive funksjonaliteten i et system og hvordan en aktør oppnår et mål [2]. Det gir en oversikt over systemet og ulike aktører som er relevante for måloppnåelse, aktørenes relasjoner, arbeidsflyten i prosessen og betingelser for initiering og avslutning. Use case er ment å være lettfattelige for folk uten stor bakgrunnskunnskap om det aktuelle temaet, men kan også være mer spesifikke til bruk for implementering av en bestemt løsning. Use case er nyttig fordi det kan gi en helhetlig oversikt i kompliserte systemer. Ved å fokusere på bruken av systemet, blir systembehov og eventuelle uklarheter om systemets virkemåte lettere avklart. Use case kan spesifisere informasjon som for eksempel informasjonsflyt i arbeidsprosessen, relasjonen til andre use case, forutsetninger, og relevante forretningsregler. Denne informasjonen bidrar til å klargjøre systemets krav, hvilke funksjonalitet systemet gir og dermed også hvilken nytte systemet realiserer. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 5 av 126 1.3 Rapportens oppbygning Denne rapporten baserer seg på et sett av use case som inkluderer spenningsmålinger. Disse ligger vedlagt som Vedlegg B til denne rapporten. Kapittel 2 og 3 gir bakgrunnsinformasjon om henholdsvis spenningskvalitet og målinger av spenningskvalitet med avanserte måle- og styringssystemer (AMS). Kapittel 4 gir en innledende gjennomgang av hvordan resultat av spenningsmålinger med AMS kan behandles og presenteres, mens kapittel 5 inneholder en gjennomgang av use case som benytter spenningsmåling i AMS. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 6 av 126 2 Spenningskvalitet Kravene til spenningskvalitet er regulert ved forskrift om leveringskvalitet i kraftsystemet (FoL). Kravene i FoL for distribusjonsnettet er oppsummert i Tabell 2.1 med inndeling av spenningskvalitet i kategoriene spenningens frekvens, effektivverdi og kurveform. Tabell 2.1 Krav til spenningskvalitet i lavspenningsnettet i henhold til FoL. Kategori Frekvens Effektivverdi Fenomen Grunnharmonisk frekvens Langsomme spenningsvariasjoner Spenningssprang Kortvarige over- og underspenninger Flimmer Spenningens kurveform Usymmetri Transiente overspenninger Total harmonisk forvrengning Individuelle overharmoniske Interharmoniske Krav 49,9-50,1 Hz U = 230 V ± 10 % 100 % av tiden ΔUmaks ≥ 5 % maks 24 ganger i døgnet ΔUstasjonær ≥ 3 % maks 24 ganger i døgnet Som for spenningssprang Pst ≤ 1,2 95 % av tiden Plt ≤ 1 100 % av tiden U-/U+ ≤ 2 % Ingen krav THD ≤ 8 % THD ≤ 5 % Individuelle grenser for den enkelte overharmoniske Ingen krav Tidsramme Målt over 10 sekunder Målt over 1 minutt Endring større enn 0,5 % over 1 sekund Målt mellom 10 ms og 1 minutt Målt over 10 minutter Målt over 2 timer Målt over 10 minutter Mindre enn 10 ms Målt over 10 minutter Målt over 1 uke Målt over 10 minutter Målt over 10 minutter De ulike fenomenene er nærmere beskrevet i Vedlegg C. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 7 av 126 3 Spenningskvalitetsmålinger med avanserte måle- og styringssystemer (AMS) Tradisjonelt har distribusjonsnettet i Norge vært basert på en struktur hvor effektflyten utelukkende har gått i én retning, fra produsent til forbruker. Måten strømnettet opereres på har endret seg drastisk de siste årene, da distribuert produksjon (DG) har blitt mer aktuelt og strømforbruket har endret seg med introduksjonen av varmepumper, elbil-ladere og gjennomstrømningsvannvarmere. Dette gjør at effektflyten blir mer differensiert og vanskelig å estimere. Myndighetene har besluttet at alle nettkunder skal få installert et avansert måle- og styringssystem (AMS) som erstatning til den tradisjonelle strømmåleren. AMS-måleren har toveis kommunikasjon med nettselskapet og vil kunne gi mer detaljert informasjon om den enkelte sluttbrukers strømbruk. AMS er påkrevd installert hos alle sluttbrukere innen 1.1.2019, med unntak av steder hvor det er svært lavt og forutsigbart forbruk, eller hvor det vil utgjøre en uforholdsmessig stor kostnad i forhold til nettnytten ved å få AMS installert [3]. Mange nettselskaper har ikke bestemt hvilket ambisjonsnivå de ønsker ved valg av AMS. Prisen på måleren utgjør prosentvis en mindre del av kostnaden ved AMS-utrullingen, men det er likevel en tilbakeholdenhet for å velge en mer avansert måler og realisere større nettnytte. En utfordring med AMS er å etablere gode løsninger for IT-systemene som skal behandle alle dataene generert av AMS-målerne. Det totale IT-systemet kan se ut som i Figur 3.1. Noe av utfordringen i arbeid med spenningskvalitetsmålinger er å foreta fornuftige valg av parametere som måles og sendes i dette systemet så det ikke blir dimensjonert for unødvendige store datamengder. Dette er diskutert mer i kapittel 3.1.1. NIS DMS SCADA KIS Integrasjon (mellomvare eller en-til-en-løsninger) HES MVDB (?) AMS-måler Figur 3.1 PROSJEKTNR 502000094 Transformatorog nettstasjonskommunikasjon (hvis separat) MDMS Applikasjoner kjøres i NIS, HES, DMS eller frittstående: - Alarmhåndtering - Jordfeilanalysator - Lastflytberegning - Avbruddshåndtering - Arbeidsordrehåndtering - Avbruddsregistrering Databaser ligger i MVDB, MDMS eller frittstående: - Energiforbruksdatabase - Jordfeildatabase - Spenningskvalitetsdatabase - Avbruddsdatabase - Arbeidsordredatabase - Hendelsesdatabase Nettstasjonssensorer og styring Eksempel på arkitektur for fagsystem i et nettselskap. RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 8 av 126 Det må etableres et kommunikasjonssystem mellom AMS-måleren og innsamlingssystemet til nettselskapet, ofte kalt Head End System (HES). Nettselskapene står fritt til å velge teknologiløsning selv, og det er mange ulike kommunikasjonsteknologier å velge mellom. Eksempler på teknologi inkluderer radio, mobiltelefonnettet, PLC og fiber. Erfaringsmessig kan det bli forholdsvis store datamengder som skal overføres, og kommunikasjonsteknologivalget bør reflektere dette. Det er uheldig om et nettselskap dimensjonerer kommunikasjons- og IT-systemet for å ta inn noen få målerverdier, og så senere ønsker å realisere mulighetene tilknyttet AMS. Da er det mulig nettselskapet vil støte på kapasitetsproblemer, og bytte av systemene rundt AMS kan medføre så store kostnader at det ikke er økonomisk rasjonelt å gjennomføre. Det er ennå ikke sikkert hvilken funksjonalitet som vil være tilgjengelig i AMS-målerne når investeringsbeslutning skal tas. Fjernavlesning av energimålinger er moden teknologi, men bruken av andre målinger og avanserte funksjoner er ikke utbredt og tilbys ikke et modent marked. Det er få eller ingen standarder som beskriver slik funksjonalitet og hvordan den kan implementeres. Mye avhenger dermed av det enkelte nettselskap i slik anskaffelse. Å beskrive den ønskede funksjonaliteten tilstrekkelig til at det kan utvikles og implementeres tilfredsstillende er krevende. Enkelte målerleverandører har imidlertid utviklet funksjonalitet utover energimåling. Eksempler på dette er enkelte alarmer, registrering av avbrudd og statistisk registrering av spenninger. 3.1 Nye muligheter for utnyttelse av AMS-data til spenningskvalitetshåndtering 3.1.1 Arbeid med spenningskvalitet Slik systemet fungerer i dag, har nettselskapet ofte bare informasjon om spenningskvalitet fra nettberegninger, eller ingen informasjon om hvordan spenningskvaliteten varierer for forbrukerne i ulike deler av nettet. Den eneste informasjonen som er tilgjengelig fra kundenes tilknytningspunkt i dag, er akkumulert forbruk mellom hver avlesning av energimåler, som utføres av kunden selv. Praksis ved kundeklager vedrørende spenningskvalitet har til nå vært å sende ut personell for å foreta målinger. AMS åpner for muligheten til å måle og sende inn utvalgte og gjerne komprimerte måledata for å kontrollere spenningskvalitet, og lagre disse i en spenningskvalitetsdatabase. Måleren kan også avspørres direkte for sanntidsmålinger ved eksempelvis kundeklager. Nettselskapet kan bruke disse dataene til å undersøke klagegrunnlaget, og unngå tid- og ressursbruk på å foreta manuelle målinger i nettet i ettertid. Spenningskvalitetsdataene kan også være til hjelp for søking av kilder til forstyrrelser og feil. Den økte kunnskapen om tilstanden i distribusjonsnettet kan også bidra til bedre spenningskvalitet i distribusjonsnettet. NVE stiller likevel ingen krav til spenningskvalitetsmålinger. Det blir opp til nettselskapene selv å foreta avveininger mellom prisøkningen av en mer avansert måler og nettnytten ved bruk av spenningskvalitetsmålinger. 1 Hvordan nettnytten realiseres ved spenningskvalitetsmålinger behandles i detalj i kapittel 4. Det blir tilgjengelig store mengder data ved AMS. Ved arbeid med spenningskvalitetsmålinger er det fornuftig å finne den minste mengden data som er nødvendig for å oppnå ønsket funksjonalitet. Det bør derfor tenkes nøye igjennom hvilke parametere som registreres og ikke minst hvilke data som til vanlig bare lagres internt i måleren (kan hentes ved behov) og hvilke data som normalt overføres inn til nettselskapet. Dette delkapittelet tar for seg spenningskvalitetsverdier det er ønskelig å måle og fornuftig valg av måleparametere. 1 SINTEF Energi har tidligere, på oppdrag fra Energi Norge, utarbeidet en kravspesifikasjon til bruk ved anskaffelse av AMS med liste over påkrevd og anbefalt funksjonalitet [4]. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 9 av 126 Blant parameterne som kan måles er: • Spenningsnivå • Spenningssprang • Kortvarige over- og underspenninger • Flimmer • Usymmetri • Harmonisk forvrengning • Effekttopper i nettet Den kanskje mest verdifulle spenningskvalitetsparameteren å måle, er spenningsnivået i form av 1-minutts RMS 2-verdier. For å kunne dokumentere at spenningsnivået er innenfor ± 10 % i henhold til FoL trengs kun to verdier, spenningens 1 minutts maksimums- og minimumsverdi for en gitt tidsperiode. AMS-måleren kan lagre per time maksimums-, minimums- og gjennomsnittsverdi lokalt, som så overføres for eksempel daglig eller ukentlig til nettselskapet. Dette stiller lave krav til måler, kommunikasjon- og IT-systemer, med kun 156 eller 1095 overførte verdier per år. Siden FoL har et observasjonsinterval på en uke kan man tenke seg at man i tillegg til 168 måleverdier pr uke for energiforbruk henter inn (som en absolutt minimumsløsning) kun to spenningsverdier hver uke. Mengden måledata stiger med dette kun med 2 verdier fra 168 til 170. Med så lite tilleggsdata kan man dokumentere om alle kundene har hatt en effektivverdi av spenning som tilfredsstiller FoL. Disse dataene kan også bli brukt som inngangsparameter til nettplanlegging, som diskutert i delkapittel 3.1.3. For å virkelig registrere den høyeste og laveste 1-minutts gjennomsnittsverdien må alle forsyningsspenningene måles, og minimumsverdien må lagres i hvert fall i fasen med lavest spenning, og maksimumsverdien i fasen med høyest spenning. For å få korrekte verdier, må også alle målinger påvirket av feil og avbrudd lukes ut, noe som bør bli gjort i AMS-måleren. Det er også mulig å registrere antall ganger spenningen er utenfor et intervall på ± 10 %, slik at nettselskapet får et inntrykk av om dette er et sjeldent problem, eller om det er et generelt for høyt eller for lavt spenningsnivå. For å registrere hurtigere fenomener som spenningssprang og kortvarige over- og underspenninger, kreves høyere tidsoppløsning. Målinger med høyere tidsoppløsning vil kunne ha nytteverdi for nettselskapet ved problemer i nettet. For eksempel er hurtige motorstarter en kilde til spenningsdipper som har kortvarig karakter. Dette og andre fenomener med tilsvarende varighet kan blant annet føre til blinking eller flimmer hos nærliggende strømkunder. For å kunne gi detaljert informasjon om disse fenomenene, og å kunne analysere kildene til problemene, er det optimalt å kunne foreta målinger ned til 10 ms RMS-verdi. Det økte kravet til tidsoppløsning på målingene gjør at måleren blir mer komplisert, og kan ha behov for mer prosessorkraft, minne og overføringskapasitet. En metode for å kunne redusere kravene til internminne og overføringskapasitet er å kun lagre antall brudd på grenseverdier. For eksempel kan måleren hver dag eller hver uke overfører antall spenningssprang og over- og underspenninger, så kan mer detaljert informasjon om målingene ligge som "first in first out"-minne i måleren. Måling av transiente overspenninger og harmonisk forvrenging vil tilsvarende øke kravene til målefrekvens, internminne og tilgrensende systemer. Måling av flimmer vil øke behovet for tidsoppløsning og prosessorkraft i måleren, og vil derfor være fordyrende. Dette er likevel funksjonaliteter som kan være nyttige for nettselskapet, og en mulighet vil være å installere målere med denne funksjonaliteten enkelte utsatte steder i distribusjonsnettet, som for eksempel ytterst på radialene. 2 RMS – Root Mean Square PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 10 av 126 Selv om det velges en måler som ikke kan måle med så høy tidsoppløsning som er nødvendig for å kunne dokumentere antall spenningssprang, over- og underspenninger og andre hurtige fenomener, så vil måleren kunne brukes som et verktøy for å analysere kilder til disse fenomenene i nettet. En spenningsdipp, for eksempel, kan vare under ett sekund, men gjennomsnittsverdien over et sekund vil være markant lavere enn foregående og påfølgende målinger. Dermed gir målingene en indikasjon på en hendelse i nettet, og siden det utføres mange målinger på mange punkter i nettet, så gis en hel del informasjon om hendelsen. Dermed kan målingene brukes som et verktøy til feilsøking i nettet, og nettselskapet kan unngå å sende ut personell med spesialutstyr for å foreta målinger. Dette er imidlertid ikke informasjon som nettselskapet trenger fra hvert målepunkt hele tiden. En god løsning kan være at denne informasjonen lagres internt på måleren etter "first in first out"-prinsippet, og kan avspørres ved behov. Ved kortvarig spenningsfall i et område, vil det være nyttig å finne årsaken til forstyrrelsen, og det vil da være nyttig å ha tilgang til effektflyten med tidsoppløsning på 1 sekund og høyere. Med detaljert informasjon om effektendringen i ulike målepunkter, kan det identifisere store endringer som kan gi opphav til forstyrrelser. Et eksempel kan være start av en asynkronmotor som trekker mye strøm. Den kan lokaliseres, og dersom den bidrar til for mye emisjon på nettet, så kan kunden pålegges å installere mykstartere, filtre eller annet utstyr som begrenser emisjon. Eventuelt kan nettselskapet bli nødt til å sørge for reduksjon av emisjonen som slippes ut hos kunden ved nettforsterkning eller andre tiltak. I tillegg til å kunne måle disse fenomenene, er det verdifullt om alle måleverdier har tidsstempel, særlig om det måles ekstremverdier av spenning og effekt. Dersom det er ønskelig å gjennomføre dypere analyser av enkelthendelser i systemet, vil det være viktig å ha tilgang til detaljerte data med tidsstempel. For enkle spenningsmålinger vil det sannsynligvis holde med en begrenset nøyaktighet til tid som er nødvendig mht. energimålinger, mens det for de mest avanserte funksjonene kan være nødvendig med en meget nøyaktig tidssynkronisering. For å tilstrekkelig kunne dokumentere overholdelse av FoL, kreves det at nøyaktigheten til måleren brukes som sikkerhetsmargin til å bekrefte overholdelse. For eksempel, om målenøyaktigheten til AMS-måleren er 99,5 %, så vil ikke grenseverdiene for langsomme spenningsvariasjoner være ± 10 %, men ± 9,5 %. Dette betyr at en mer komplisert måler med høyere målenøyaktighet vil kunne realisere ekstra nytteverdi ved å gi bedre marginer for å kontrollere overholdelse av FoL. Det er derfor også viktig at leverandøren dokumenterer nøyaktigheten for hver type måling AMS-måleren utfører. 3.1.2 Forbedret elsikkerhet for nettkunder I dag er nettselskapene i praksis blinde for feil som fasebrudd eller for lave eller for høye spenninger inntil kundene klager på forholdene. Da kan kundene allerede ha erfart til dels alvorlige problemer i lengre tid med både utstyrshavari og i verste fall brann eller branntilløp. Det vil være mulig å benytte AMS-måleren som et vern, da den har en innebygget bryter som kan koble abonnenten fra nettet. Denne bryteren kan brukes blant annet for å gi nettselskapet muligheten til å kutte strømmen dersom strømregningen ikke betales og administrere inn- og utkobling i forbindelse med flytting, men den kan også brukes til å beskytte husstanden mot feil i systemet. Det kan blant annet overvåkes for: • • • Langvarig over/underspenning Fasebrudd og brudd i nøytralleder Jordfeil For installasjoner utført etter 1991 har det vært krav til isolasjonsovervåkning eller jordfeilvarsling for alle installasjoner med IT-system. I dag er det krav til jordfeilbryter i alle nye installasjoner, men dette kravet har PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 11 av 126 ingen tilbakevirkende kraft for eksisterende installasjoner uten jordfeilbryter. Dermed er det mange husstander i Norge som ikke har jordfeilbryter eller jordfeilvarsler, og de som har dette, har gjerne løsninger som ikke sender signal om feilen til nettselskapet. Dersom alle husstander utstyres med AMS-måler som både detekterer jordfeil og informerer nettselskapet om forholdet, vil kostnadene ved å søke etter jordfeil i distribusjonsnett reduseres kraftig og driftssikkerheten og sikkerheten til abonnentene forbedres. 3.1.3 Spenningskvalitetsdata til bruk i nettplanlegging Kunnskap om tilstanden i nettet, slik som gjenværende spenningsmarginer kan også være svært nyttig i mer langsiktig nettplanlegging. Figur 3-2 viser en forenklet skisse av en lavspenningsradial og tre ulike situasjoner radialen kan befinne seg i med hensyn til gjenværende spenningsmarginer. Grafen kan bestå av spenningens 1 minutts RMS-verdi over et år, og er svært verdifull ved nettplanlegging, ettersom den raskt og enkelt gir en oversikt over utnyttelsen til nettet. Figur 3.2 Forenklet skisse av en lavspenningsradial og tre ulike situasjoner radialen kan befinne seg i med hensyn til gjenværende spenningsmarginer. God nettplanlegging bruker nødvendige data med brukervennlige analyseverktøy og med en overordnet og detaljert strategi for å rangere ulike alternativer for å oppnå samfunnsoptimal levering av elektrisk kraft [5]. Hensikten med planleggingen er å få en oversikt over fremtidige utbygninger og fornyelser. I tillegg vil planene gi grunnlag for budsjettering. Med tanke på spenningskvalitet, så er det den stasjonære spenningskvaliteten som er mest interessant i nettplanlegging, som for eksempel vist i Figur 3.2. Kravene til stasjonær spenning hos abonnent må være PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 12 av 126 overholdt, samtidig som spenningsnivå i nettet ikke må overstige isolasjonsnivået. Nettplanleggingens oppgave er å finne optimal økonomisk og teknisk løsning, dimensjonering og tidspunkt for utbygging/fornyelse for å overholde kravene i lovverket. For å finne riktige tekniske løsninger, kjøres blant annet lastflytberegninger med nåværende nett, og med antatte nybygg og utvidelser. Grunnlaget til lastberegningene som brukes i nettplanlegging er ofte tilnærmede lastprofiler som ikke gir en nøyaktig beskrivelse av forbruket. Dette betyr at nettselskapets nettplanlegging til dels blir gjetning på nåværende nettsituasjon (maksimum last og variasjonen i last) og sannsynlig utvikling framover. Graden av usikkerhet øker med økende variabelt elforbruk som på grunn av for eksempel økt utbredelse av elbiler og varmepumper, eller at huseiere skrur opp solcellepaneler på taket. Effektene av sammenlagring blir da enda vanskeligere å fastslå, og lastprofilene i nettet vil se annerledes ut enn de gjør i dag. Tabell 3.1 Konsekvenser av tilgjengelige AMS-data for nettplanlegging. Steg i planleggingsprosessen Konsekvens av tilgjengelige AMS-data Etablering av forutsetninger for investeringsanalyse Bedre oversikt over produksjon og forbruk av aktiv og reaktiv effekt, og dermed et bedre utgangspunkt for planlegging, belastning av linjer, trafo etc. Analyse av last og produksjon Data fra AMS hos kunder og teknologi for overvåkning/styring av nettstasjoner kan gi bedre data om faktiske lastforhold til bruk i nettanalyser; belastningsgrad på transformator og forbruk til kunder i området. Fastlegge alternativer Helt nye muligheter innenfor laststyring hos kunder og eventuell styring av nettstasjoner, tilby ekstra sikkerhet til abonnenter i form av spenningsovervåkning osv. Tekniske analyser av alternativ Bedre inngangsdata, blant annet stasjonære spenningsverdier Fastlegge kostnader for de aktuelle alternativ Mer korrekt beregning av nettap på grunn av mer nøyaktige lastflytanalyser. Tabell 3.1 gir en oversikt over nytten til AMS-data i de ulike delene av planleggingsprosessen. Ved å kunne avlese og lagre spenningsnivå hos alle abonnenter og ved å vise reelt forbruk hos sluttbrukerne i stedet for antatte lastprofiler så har nettselskapet mye bedre kunnskap om situasjonen i nettet. Med denne kunnskapen blir det enklere å identifisere stedene i distribusjonsnettet med størst behov for oppgraderinger og dimensjonere utbygninger og fornyelser riktig. Dermed kan distribusjonsnettet dimensjoneres korrekt for belastningen, og spenningsnivåene faller innenfor kravene i forskriften. Å ha en god oversikt over nettsituasjonen gjør også at det blir lettere å vurdere for eksempel tilknytningen av en ny abonnent, som et av use casene i kapittel 4 omhandler. Et viktig moment ved bruk av spenningskvalitetsdata til nettplanlegging er at målingene som brukes må temperaturkorrigeres. Hvis ikke kan bruk av for eksempel spenningens 1 minutts RMS-verdier for å kontrollere utnyttelsen av nettet etter en mild vinter føre til en konklusjon om at nettet har tilstrekkelig kapasitet, mens en kald vinter i et senere år vil føre til brudd på kravet om å være innenfor ± 10 % av spenningen. Koeffisienter og metodikk for å temperaturkorrigere spenningskvalitetsdata kan avledes fra metodikk for å temperaturkorrigere forbruk for kraftnett for normalår og for år med ekstremt kalde vintre. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 13 av 126 3.2 Grafiske presentasjonsmuligheter av spenningskvalitetsdata Styrken til AMS ligger i at nettselskap kan samle detaljert informasjon om tilstanden i hele nettet sitt, til bruk for arbeid med spenningskvalitet, nettdrift og nettplanlegging. Utfordringen når en kan få så mye data tilgjengelig er å sortere ut hva som skal innsamles, og hvordan innsamlet data struktureres og presenteres så den kan gi verdifull informasjon til brukeren. En god grafisk presentasjon av dataene vil kunne være til stor hjelp ved ulike arbeidsoppgaver, som for eksempel å undersøke kilder til forstyrrelser (emisjon i nettet). Men det er også ønskelig å utvikle en grafisk modell som kan gi en helhetlig oversikt over tilstanden i nettet, og som det kan navigeres raskt i for å undersøke detaljer i spesifikke deler av nettet. I Figur 3.3 vises et eksempel på hvordan en slik modell kan lages ved å bruke spenningens 1-minutts RMSverdi i kombinasjon med NIS/GIS. Spenningens høyeste og laveste målte verdi over 1 år til alle abonnenter under en transformatorstasjon kan sorteres og plottes mot antall målere. Dette vil da gi et bilde på utnyttelsen av nettet under transformatorstasjonen. Tilsvarende plot kan lages for alle fordelingstransformatorene under transformatorstasjonen. Disse kan da være tilgjengelige i NIS/GIS, slik at ved å høyreklikke på transformatorstasjonen eller fordelingstransformatoren, så blir spenningskurvene presentert. I tillegg kan det oppgis margin til ± 10 % av nominell spenning som et tall ved siden av nettskjemaobjektet. På høyere nivåer i nettet kan det også være aktuelt å oppgi marginene til ± 10 % ved 95 % kvantilen av målingene, slik at noen få ekstreme verdier ikke gir et feil bilde av et sterkt nett som bare har noen få svake tilknytningspunkter. Figur 3.3 Oversikt i NIS/GIS. En annen mulighet for å forenkle analysemulighetene av nettet, er å kunne navigere videre i spenningskurvene. Figur 3.4 viser hvordan det ved å zoome inn på de laveste måleverdiene i spenningskurven til transformatorstasjonen vises hvilke radialer som inneholder de lavest målte spenningsverdiene. Dette er nyttig å vite fordi nettselskapet kan identifisere nøyaktig hvilke deler av nettet som er belastet, og hvor det er, eller snart kan bli, aktuelt med forsterkninger. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 14 av 126 Figur 3.4 Spenningsoversikt over alle abonnenter under en transformatorstasjon med merking av minimumsverdier og tilhørende radial. Det kan også være mulig å klikke på "Radial 7 og 2" for å få opp et nytt skjermbilde med disse radialene, slik at de kan studeres nærmere. I Figur 3.5 vises et eksempel på hvordan det nye skjermbildet kan se ut. I dette skjermbildet kan det da, for eksempel, klikkes på hver enkelte abonnent for å få vist abonnenten i GIS, slik at det kan studeres om det er noen lett identifiserbare årsaker til at denne kunden har så høy eller lav spenning. Dette skjermbildet kan også gi informasjon om det generelle spenningsnivået i transformatorkretsen er for lavt eller høyt. Figur 3.5 PROSJEKTNR 502000094 Illustrasjon av hvordan en spenningsoversikt for alle abonnenter under en nettstasjon kan se ut. RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 15 av 126 Figur 3.6 Variasjon i maksimums- og minimumsmålinger. Figur 3.6 viser hvordan maksimums- og minimumsmålingene av et sett med målere kan presenteres med variasjon mellom maks og min av de målte maksimumsverdiene, og maks og min av de målte minimumsverdiene, i settet av målere. På stedene der det er stor variasjon mellom de ulike minimums- eller maksimumsverdiene kan det være interessant å vite hva som forårsaker denne variasjonen. Det kan for eksempel være stor lastvariasjon hos enkeltkunder, eller en lang stikkledning fram til kundens installasjon. Et slikt punkt er merket i figuren. 3.3 Begrensninger grunnet personvern Når det skal gjennomføres en analyse av et system, vil resultatet alltid avhenge av tilgjengelig informasjon om systemet. Med detaljert informasjon om systemets tilstand og gode modeller, vil en oppnå gode tilnærminger til hvordan systemet vil oppføre seg i ulike situasjoner. Mer detaljert informasjon vil også bidra til mer effektiv tilstandsovervåkning av systemet i sanntid. Det er imidlertid andre hensyn som taler for at datamengden bør reduseres. I tillegg til kostnaden ved å overføre og lagre store mengder data, vil personvernet tale for at datamengden bør reduseres. AMS-forskriften [3] angir minimum og maksimum lagringstid for energimålingene; • Nettselskap skal lagre måleverdier med en tidsoppløsning på 60 minutt i minimum 3 måneder og inntil 15 måneder. • Nettselskapet skal lagre måleverdier med en tidsoppløsning på en måned for de foregående 3 kalenderår. • Nettselskapet skal lagre måleverdier med en tidsoppløsning på ett år for de foregående 3 kalenderår. Dette kan imidlertid ikke antas å gjelde for andre måleverdier enn energimåling, slik som spennings- eller effektmålinger med høy oppløsning. Etter datatilsynets vurdering må målinger fra AMS betraktes som personopplysninger i henhold til personopplysningsloven [6]. Den definerer personopplysninger som opplysninger og vurderinger som kan knyttes til en enkeltperson, og loven omfatter behandling av personopplysninger som helt eller delvis skjer PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 16 av 126 med elektroniske hjelpemidler. Så fremt data fra AMS kan knyttes til enkeltpersoner, må de altså behandles etter personopplysningsloven. Et viktig prinsipp er at personopplysninger bare kan behandles dersom den registrerte har samtykket i det, eller behandlingen er nødvendig for å oppfylle en avtale med den registrerte. Loven nevner også andre begrunnelser som gir hjemmel til å behandle personopplysninger. Datatilsynet har uttalt at de kun ser faktureringsformål som begrunnelse for å lagre AMS-data. Dersom det er andre grunner til å lagre personopplysninger, må nettselskapet dokumentere dette. Datatilsynet i Norge stiller seg kritisk til at detaljerte data om kundens strømbruk skal være tilgjengelig for nettselskapet. Spesielt er datatilsynet skeptisk til at detaljerte data skal lagres i en sentral database. Konsekvensen av et sikkerhetsbrudd vil da potensielt være mye større enn om mesteparten av den informasjonen er lagret hos kunden. Det vil derfor være viktig at nettselskapene har et bevisst forhold til hvilken nytteverdi ulike detaljnivå av informasjon vil ha, for å bestemme hvilke data som skal hentes ut. Det er i denne sammenhengen viktig å klargjøre hva som må betraktes som personopplysninger. Det er for eksempel en forskjell på spenningsnivå og energibruk. Begge deler er parametere som påvirkes av husstandens forbruk, men spenningsnivået ved inntaket til et hus er i stor grad også påvirket av strømnettet som helhet. Spenningsmålinger hos én kunde kan ikke knyttes til en person eller en bestemt husstand med mindre spenningsmålinger flere steder i nettet sammenholdes. Det krever i midlertid tilgang til detaljert informasjon og god kunnskap om elkraftsystemet. Dersom data som er lagret kan føres tilbake til enkeltpersonen, må data behandles som personopplysninger etter loven [6]. Da gjelder "at behandlingsansvarlige skal sørge for at personopplysningene som behandles: a) bare behandles når dette er tillatt, b) bare nyttes til uttrykkelig angitte formål som er saklig begrunnet i den behandlingsansvarliges virksomhet, c) ikke brukes senere til formål som er uforenlig med det opprinnelige formålet med innsamlingen, uten at den registrerte samtykker, d) er tilstrekkelige og relevante for formålet med behandlingen, og e) er korrekte og oppdatert, og ikke lagres lenger enn det som nødvendig ut fra formålet med behandlingen." Det gjelder også et forbud mot å lagre unødvendige personopplysninger. Det står at " Den behandlingsansvarlige skal ikke lagre personopplysninger lenger enn det som er nødvendig for å gjennomføre formålet med behandlingen. Hvis ikke personopplysningene deretter skal oppbevares i henhold til arkivloven eller annen lovgivning, skal de slettes. Den behandlingsansvarlige kan uten hinder av første ledd lagre personopplysninger for historiske, statistiske eller vitenskapelige formål, dersom samfunnets interesse i at opplysningene lagres klart overstiger de ulempene den kan medføre for den enkelte. Den behandlingsansvarlige skal i så fall sørge for at opplysningene ikke oppbevares på måter som gjør det mulig å identifisere den registrerte lenger enn nødvendig." Et grunnleggende prinsipp i loven er at behandling av personopplysninger, skal være for et uttrykkelig angitt formål. Det er også viktig at kun den informasjonen som faktisk er nødvendig, samles inn og lagres. Med de store datamengdene som potensielt kan samles inn med AMS-målere er det viktig å dokumentere bruken og nytten av de dataene som samles inn. Når lagring ikke lenger kan anses nødvendig, skal data slettes. Disse momentene viser hvor viktig det er å kartlegge i detalj hvordan ulike data kan og bør benyttes. Use casene som beskrives i denne rapporten er del av en slik kartlegging. Personvernhensyn bør også være et viktig PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 17 av 126 perspektiv i utviklingen av use case og bør tillegges vekt i spørsmålet om hvilken informasjon som registreres, lagres og overføres til sentrale databaser. Hvor mye data som skal overføres, blir da en avveining av hvor stor nytteverdi den vil gi i forhold til ressursbruk og byrde med behandling av økt datamengde. Mye informasjon vil kunne lagres lokalt på måleren, og hentes ut dersom nettselskapet har bruk for det. NVEs krav om registrering av timelig energiforbruk må overholdes, men ut over dette kravet står nettselskapene mye fritt til å vurdere hvilke data som blir hentet ut. For å hindre unødvendig mye informasjonsoppsamling sentralt, bør det sendes et sammendrag av den mest relevante informasjonen fra kunden hver time/dag/uke, i stedet for kontinuerlig kommunikasjon. Utdrag av informasjon vil gi nettselskapet et bilde av hvordan tilstanden i nettet forandrer seg over tid, men gi lite informasjon om enkeltkunders apparatbruk på detaljnivå. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 18 av 126 4 Use case for spenningsmåling med AMS De generelle positive virkningene i distribusjonsnettet, nettnytten, som kan avledes fra AMS kan sies å bestå av bedre oversikt og kontroll over distribusjonsnettet, samt mulighet til automatisering av arbeidsprosesser i nettet. I forbindelse med spenningskvalitet realiseres nettnytten ved bruk av AMS gjennom tilgang på reelle måleverdier, både historiske og momentane, som letter arbeidet med spenningskvalitetssaker, nettplanlegging og nettdrift. Use case er en metode å beskrive funksjonaliteten i et system og hvordan en aktør oppnår et mål [7]. Det gir en oversikt over systemet og ulike aktører som er relevante for måloppnåelse, aktørenes relasjoner, arbeidsflyten i prosessen og betingelser for initiering og avslutning. Use case er ment å være tilgjengelige for folk uten stor bakgrunnskunnskap og kan være veldig generelle, men mer spesifikke use case til bruk for implementering av en bestemt løsning eksisterer også. Use case er nyttig fordi det kan gi en helhetlig oversikt i kompliserte systemer. Ved å fokusere på bruken av systemet, blir systembehov og eventuelle misoppfatninger om systemets virkemåte lettere avklart. Use case kan spesifisere informasjon som for eksempel informasjonsflyt i arbeidsprosessen, relasjonen til andre use case, forutsetninger, og relevante businessregler. Denne informasjonen bidrar til å klargjøre systemets krav, hvilke funksjonalitet systemet gir og dermed også hvilken nytte systemet realiserer. I dette kapittelet er det listet opp use case for spenningskvalitet utviklet i prosjektene med et sammendrag, tilhørende beskrivelser, erfaringer og anbefalinger. Disse use casene viser noe av muligheten til å realisere nettnytte under arbeid med spenningsmålinger ved bruk av AMS. Use casene presentert i dette kapittelet består av tre underkategorier og totalt ni use case som vist i Tabell 4.1. Use casene beskriver funksjonalitet som kan være av nytte i arbeid med spenningskvalitet, nettplanlegging og/eller nettdrift. De fullstendige use casene finnes i Vedlegg 2. Tabell 4.1 Use case-oversikt. Kategori Use case Spenningskvalitet Bekrefte/avkrefte stasjonær høy/lav spenning Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Nettplanlegging Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast Presentere spenningsmarginer Bruke spenningsmålinger for å verifisere nettdokumentasjon Nettdrift Varsel ved varig høy/lav spenning Undersøke om spenningsforhold er akseptable etter omkobling Alarm ved feil i nettet PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 19 av 126 4.1 Bekrefte/avkrefte stasjonær høy/lav spenning Hva gjør use caset Nytteverdi AMS-målinger brukes ved kundeklager til å undersøke om en bestemt kunde har hatt langsomme spenningsvariasjoner utenfor grenseverdiene i FoL. Ved kundeklage sender nettselskapet ut personell som foretar stikkprøver og langvarige målinger ved og i kundens installasjon. Redusert tids- og ressursbruk, bedre kundeservice, behandlingstid og omdømme. Aktører/systemer AMS-måler, HES, spenningskvalitetsdatabase, KIS/NIS, saksbehandler. Databehov Spenningens maksimums og minimums 1-minutts RMS-verdi per uke, dag eller time. Antall brudd på grenseverdiene Kontinuerlig lagre spenningens 1-minutts RMS-verdi internt i AMS-måleren for avlesning ved kundeklager. Gi kunden en tilbakemelding med grafisk presentasjon av spenningsdata de siste månedene ved klage. Hva gjøres i dag Mulig ekstra funksjonalitet Situasjonen i dag er at nettselskaper ved kundeklager på spenningskvalitet sender personell ut i felt for å måle spenningen i korte perioder, ta stikkprøver med enkle instrumenter, og eventuelt foretar målinger over lengre perioder med mer avansert måleutstyr. Dette er en tidkrevende prosess med kostnader forbundet med oppsett av målingene, innhenting av måleutstyr og måledata i etterkant, samt å analysere og tolke måledataene. Use caset beskriver hvordan en saksbehandler ved for eksempel en kundeklage på spenningskvalitet kan bruke KIS/NIS til å hente opp historiske spenningsdata fra en spenningskvalitetsdatabase for å undersøke brudd på krav om spenningsnivå i FoL. Data som hentes ut er maks, min og gjennomsnittlig 1-minutts RMSverdi til spenningen per uke, dag eller time i en bestemt analyseperiode, samt antall ganger og varighet for når spenningen har vært over og under grenseverdiene. Hensikten med caset er at nettselskapet ved en kundeklage på spenningskvalitet raskt kan undersøke om spenningen har vært innenfor kravene i FoL om ±10 % av nominell spenning, målt som et gjennomsnitt over ett minutt. På den måten unngår nettselskapet en dyr prosess med å utføre målinger hos kunden, og tiden på kundebehandling går ned. En mulighet nettselskapet vil ha for å kunne øke kundetilfredshet og omdømme, er å kunne levere en grafisk oversikt over spenningen de siste månedene til kunden, så han kan få bedre innsikt i situasjonen. Oversikten kan for eksempel inneholde en graf over spenningens maksimums- og minimums 1-minuttsverdier markert som punkter per uke eller per dag, som vist i Figur 4.1. For at disse verdiene skal være relevante, er det viktig at målingene filtreres for feil og avbrudd i nettet. Måleverdier som er berørt av andre hendelser, som for eksempel avbrudd, må flagges og utelates fra den grafiske presentasjonen. Filtrering kan gjøres både lokalt i måler og sentralt. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 20 av 126 Figur 4.1 Eksempel på hvordan spenningens maksimum og minimum 1-min RMS-verdi per uke over et år, kan presenteres for en kunde. Målerkravet for dette use caset er lavt, måleren må kunne registrere spenningens 1-minutts RMS-verdier og kunne overføre minimum 156 verdier i løpet av et år ved innhenting av maksimums- og minimumsverdier hver uke, 1095 verdier ved innhenting av verdier hver dag. Ekstra funksjonalitet kan tillegges use caset om AMS-måleren lagrer spenningens 1-minutts RMS-verdi internt, og at verdiene er tilgjengelig via HES for avlesning ved for eksempel kundeklager. På denne måten blir det lettere å se om for eksempel kunden har kontinuerlig lav spenning, eller om at det er kun få ganger grenseverdiene blir brutt. Ved bekreftelse på brudd på FoL, kan use caset "Presentere spenningsmarginer", kap. 4.5, initieres for å se om for eksempel transformatoren i fordelingskretsen bør stilles på et annet trinn. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 21 av 126 4.2 Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Hva gjør use caset Hva gjøres i dag AMS-målinger brukes ved kundeklager om for eksempel dårlig lyskvalitet/flimmer/blinking, til å undersøke om en bestemt kunde har hatt flere hurtige spenningsendringer enn tillatt i FoL. Ved kundeklage sender nettselskapet ut personell som foretar målinger hos kundens installasjon. Nytteverdi Redusert tids- og ressursbruk, bedre kundeservice, behandlingstid og omdømme. Aktører/systemer AMS-måler, HES, spenningskvalitetsdatabase, KIS/NIS, saksbehandler. Databehov Antall spenningssprang høyere enn stasjonær og maksimum grenseverdi. Antall over- og underspenninger og total varighet. Maks og min spenning per time med mer enn 1 sekunds oppløsning som lagres internt i AMSmåleren og kan lastes ned ved behov. Varighet, maksimum og stasjonærverdi for de siste registrerte spenningssprangene som lagres internt i AMS-måleren og kan lastes ned ved behov. Måle flimmerverdier hos kunden. Mulig ekstra funksjonalitet Situasjonen i dag rundt avklaringer om spenningssprang og kortvarige over- og underspenninger er tilsvarende som angitt i use case "Bekrefte/avkrefte stasjonær høy/lav spenning", kap. 4.1. Use caset beskriver prosessen når en kunde tar kontakt med en saksbehandler for å klage på spenningskvaliteten, når problemet er lyskvaliteten. Saksbehandleren kan gjennom KIS/NIS hente målinger fra en spenningskvalitetsdatabase hvor det ligger lagret antall spenningssprang over stasjonær og maksimum grenseverdi og antall kortvarige over- og underspenninger med total varighet. I tillegg kan AMS-målere avspørres i området kundeklagen kommer fra for høyeste og laveste verdi på spenningen over en time og de sist registrerte spenningssprangene med maksverdi, stasjonærverdi, tidspunkt og varighet for hvert enkelt sprang. Saksbehandler kan videre kontakte kunden for å opplyse om funnene og eventuelt opprette en sak for å få utbedret mangler. Hensikten med caset er å gi nettselskapet en billigere og raskere måte å bekrefte eller avkrefte om antall spenningssprang overstiger grenseverdiene i FoL enn ved å sende ut personell for å foreta fysiske målinger i nettet. En mulighet for grafisk presentasjon av dette use caset er gitt i Figur 4.2 og Figur 4.3. Her presenteres på den første fanen antall spenningssprang per time eller døgn for et gitt tidsrom for en bestemt kunde. Hvis det er ønskelig å studere en gitt driftstime eller en hel dag mer nøye, kan mer detaljert spenningssprangdata hentes ut fra AMS-måleren. Da vil denne kunne presenteres grafisk som vist til høyre i vinduet. Man kan da bla gjennom de spenningssprangene som er registrert. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 22 av 126 Spenningssprang Dato Driftstime Figur 4.2 Spenningssprang Antall brudd på grenseverdi Stasjonær Maksimum 1 3 2 2 4 1 3 4 8 4 6 6 5 5 8 6 5 7 7 2 7 8 0 3 9 3 6 10 0 5 Driftstime 4 Totalt antall sprang 6 > < Spenningssprang #2 240 Spenning [V] KundeID Spenningsdipp 230 220 210 200 100 200 300 400 500 600 700 Tid [ms] Eksempelskisse for visualisering av spenningsspranginformasjon. På den andre fanen presenteres informasjon om kortvarige over- og underspenninger. Som for den første fanen listes antall over- og underspenninger per driftstime for de siste 24 timene. Det er også mulig å presentere data for en bestemt dato. Om ønskelig kan det også importeres spenningens maksimum og minimum av registrerte timesverdi ved å avspørre AMS-måleren til den aktuelle kunden. Avspørres disse verdiene, blir de også plottet i en graf til høyre i vinduet. Avspørringen gjøres ved å høyreklikke på grafen eller på tabellen med spenningsmaksimum, som begge er tomme om det ikke har blitt importert noen verdier tidligere. Spenningsdipp KundeID Dato Driftstime Figur 4.3 Kortvarige over - underspenninger Kortvarige over - underspenninger Spenningsmaxima Under Over Maksimum Minimum 1 0 0 245 2 4 1 260 3 4 8 255 4 6 6 257 5 5 8 260 6 5 7 255 7 2 7 260 8 0 3 249 9 0 6 248 10 3 5 256 Max/min registrerte verdi per time 212 205 200 187 201 185 195 194 200 196 260 Spenning [V] Spenningssprang 240 220 Max 200 Min 180 1 5 9 13 17 21 Driftstime Eksempelskisse for visualisering av kortvarige over- og underspenninger. Målerkravet i dette use caset er høyt, for å måle spenningssprang uten endring i stasjonærverdi må målefrekvensen være høy. Uten å kunne måle spenningssprang, er use caset ikke relevant for å bekrefte overholdelse av FoL, selv om det likevel kan gi nyttig informasjon om mulige forstyrrelser i nettet. Dårlig lyskvalitet, blinking og flimmer er ofte utløsende årsaker til klager på spenningskvalitet. Ved en avkreftelse av problemer med spenningssprang og kortvarige over- og underspenninger, så kan det være interessant å undersøke flimmerverdier hos kunden. Flimmer har ofte andre årsaker enn spenningssprang og kortvarige over- og underspenninger, som for eksempel raske og kontinuerlige strømvariasjoner. Ved at flimmerverdier blir registrert sammen med antall spenningssprang og kortvarige over- og underspenninger, så tillegges use PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 23 av 126 caset ekstra funksjonalitet som er relevant ved kundeklager på spenningskvalitet generelt og på flimmer. Målerkravet øker om flimmerverdier beregnes. Dette kan være noe som er aktuelt hos et utvalg av kunder på utsatte steder i nettet eller hos større kunder som for eksempel næringslivsabonnenter. Om det blir bekreftet utfordringer med spenningssprang eller kortvarige over- og underspenninger i nettet, så kan det være relevant å initiere use caset "Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning". 4.3 Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Hva gjør use caset Hva gjøres i dag Nytteverdi Aktører/systemer Databehov Mulig ekstra funksjonalitet AMS-målinger brukes for å lokalisere kildene til spenningssprang i kraftnettet ved å se på effektflyt og spenninger ved tidspunktet for spenningssprangene. For å lokalisere kilder til spenningssprang bruker i dag nettselskapene en kombinasjon av erfaringer, lokalkunnskap, målinger i nettet og ved behov innleide konsulenter. Potensielt større sannsynlighet for å finne feilen, redusert tids- og ressursbruk, bedre kundeservice og omdømme. AMS-måler, HES, spenningskvalitetsdatabase, NIS/GIS, saksbehandler Høyest målt effekt i løpet av en time, med minst et sekunds oppløsning Timesmåling av effekt Spenningens laveste verdi i løpet av en time, med minst et sekunds oppløsning Effektmålinger med 1 sekunds oppløsning eller mer som lagres internt i AMS-måleren og kan lastes ned ved behov. Situasjonen i dag for arbeid med å lokalisere kilder til spenningsforstyrrelser er tilsvarende som angitt i use caset "Bekrefte/avkrefte stasjonær høy/lav spenning", kap. 4.1. Hensikten med caset er å lette prosessen med feilsøking av kilder til spenningssprang, som kan være en tidkrevende prosess. Ved å analysere effektflyt og spenninger i nettet, kan spenningskilden bli lokalisert uten behov for å sende ut personell for å gjøre målinger rundt omkring i distribusjonsnettet. For å kunne lokalisere kilde til spenningsforstyrrelser, kan en saksbehandler bruke NIS til å innhente måleverdier fra en spenningsdatabase og direkte fra AMS for å analysere effektflyt og spenningsforhold med høy oppløsning i et tidspunkt det er kjente problemer med spenningssprang eller kortvarige over- og underspenninger. Ved å analysere effektflyten og spenningsforholdene i nettet ved hjelp av GIS/NIS, kan saksbehandleren lokalisere feilen og opprette en sak for å få feilkilden utbedret eller kompenserende tiltak iverksatt. Det er mange måter å foreta en slik analyse. Her presenteres noen alternativer for å lokalisere kilde til spenningssprang eller kortvarig over- og underspenning: 1. Spenningsmålinger Dersom måleren har funksjonalitet for registrering av spenningssprang, vil registrert ΔU-verdi gi en tydelig indikasjon på hvor kilden til spenningsendringen er. Målepunktet med høyeste verdi er sannsynlig kilde. Selv om måleren ikke har slik funksjonalitet, kan hurtig spenningsmåling, med integrasjonstid på 1 sekund eller kortere, gi en indikasjon. Enten kan største endring mellom to etterfølgende verdier lagres, eller differansen mellom kortvarig høyeste eller laveste spenning, �𝑈1 � , og gjennomsnittsspenning for en lengre periode, for eksempel 1 minutt, �𝑈2 �, beregnes. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 24 av 126 ∆𝑈 = |𝑈1 |−|𝑈2 | 𝑈𝑁 (1) ∙ 100 % Høy verdi på ∆𝑈viser en stor variasjon i spenning innenfor minuttet, og kunden med høyest avvik er sannsynlig kilde til forstyrrelsen. Hvis flere kunder viser lik faktor, tyder det på at kilden er kunden nærmest transformator eller i overliggende nett. 2. Strøm- eller effektmålinger Belastningsmålinger kan benyttes for å finne hvor stor spenningsendring en kunde forårsaker. Spenningsforskjellen forårsaket av kunden selv, ∆𝑈𝐸 , mellom to ulike belastninger, 𝐼1 og 𝐼2 hos en kunde utledes under. �𝑈1 �−�𝑈2 � • • • �𝑈𝑁 � = �𝑈𝑁 +𝑑𝑈1 �−�𝑈𝑁 +𝑑𝑈2 � (2) �𝑈𝑁 � 𝑈𝑁 er nettspenningen i overliggende nett, antatt som stiv spenning med vinkel 0° 𝑑𝑈1 er spenningfallet i nettet forårsaket av strømmen 𝐼1 𝑑𝑈2 er tilsvarende for en annen strøm 𝐼2 i samme målepunkt. Ved å anta at vinkelen av resulterende spenninger, 𝑈1 og 𝑈2 er liten, kan uttrykket forenkles, ved å se bort fra den imaginære delen av uttrykket. 𝑅𝑒{𝑈𝑁 + 𝑑𝑈1 } − 𝑅𝑒{𝑈𝑁 + 𝑑𝑈2 } = 𝑅𝑒{𝑑𝑈1 − 𝑑𝑈2 } �𝑈1 �−�𝑈2 � �𝑈𝑁 � = 𝑅𝑒{𝑑𝑈1 −𝑑𝑈2 } �𝑈𝑁 � Spenningsfallet, 𝑑𝑈, kan beskrives som funksjon av nettimpedansen, 𝑍, og strømmen, 𝐼. 𝑑𝑈 = 𝑍 ∙ 𝐼 �𝑈1 �−�𝑈2 � �𝑈𝑁 � = 𝑅𝑒��𝐼1 −𝐼2 �∙𝑍� = 𝑅(𝐼1 𝑐𝑜𝑠𝜑1 −𝐼2 𝑐𝑜𝑠𝜑2 )−𝑋(𝐼1 𝑠𝑖𝑛𝜑1 −𝐼2 𝑠𝑖𝑛𝜑2 ) (3) (4) (5) (6) �𝑈𝑁 � Nettimpedansen kan deles opp i resistans, R, og reaktans, X. Dersom strømverdi med tilhørende vinkel er tilgjengelig, kan følgende uttrykk benyttes. �𝑈1 �−�𝑈2 � �𝑈𝑁 � �𝑈𝑁 � (7) Dersom strømverdi ikke er tilgjengelig, kan aktiv effekt, P, og reaktiv effekt, Q, benyttes. I en enlinjerepresentasjon blir strømmen uttrykt som følger. For trefaselaster må uttrykket divideres med √3. 𝑆 ∗ 𝐼 = �𝑈� = � PROSJEKTNR 502000094 𝑃 �𝑈� −𝑗 𝑄 (8) � �𝑈� RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 25 av 126 Antar vi spenning lik nettspenningen, 𝑈𝑁 , kommer vi fram til uttrykket: �𝑈1 �−�𝑈2 � �𝑈𝑁 � = 𝑅(𝑃1 −𝑃2 )+𝑋(𝑄1 −𝑄2 ) 2 �𝑈𝑁 � (9) Kortvarig maksimal belastning, med integrasjonstid på 1 sekund eller kortere, måles. Differansen mellom to etterfølgende målinger eller differansen mellom kortvarig maksimal belastning og gjennomsnittlig belastning for en lengre periode, for eksempel 1 time, multipliseres med nettimpedansen hos hver kunde og gir en indikasjon på hvor stor spenningsvariasjon hver enkelt kunde forårsaker. Ideelt sett bør belastningsmålingen foretas på det tidspunkt spenningshendelsen inntreffer og samtidig for alle berørte målepunkter. Dersom det ikke lar seg utføre, kan funksjonen også ha verdi dersom det lokale maksimum for belastning benyttes. En måte å presentere denne analysen på, er om hver abonnent i et område berørt av problemer med spenningssprang blir presentert i kart eller nettskjema med en verdi som gir en indikasjon på hvor i nettet effektvariasjonene er størst, korrigert for kortslutningsytelsen i det punktet i kretsen. Under vises en mulig forenklet fremgangsmåte, som er så enkel at den bør være mulig også med enkle AMS-målere. 𝑐= 𝑅𝑘 (𝑃1𝑠 −𝑃1𝑡 )+𝑋𝑘 (𝑄1𝑠 −𝑄1𝑡 ) 𝑈𝑁 2 (10) c er påvirkningen et lastpunkt har på spenningen i nettet. 𝑃1𝑠 er den høyeste effekten som gjennomsnitt over ett sekund i løpet av timen. 𝑃1𝑡 er gjennomsnittlig effekt over 1 time. 𝑄1𝑠 og 𝑄1𝑡 er reaktiv effekt i de samme tidsrommene og kan være positiv eller negativ. 𝑅𝑘 er total resistans i forsyningen til abonnenten og 𝑋𝑘 er total reaktans i forsyningen. Begge disse verdiene lar seg eksportere fra NIS. 𝑃1𝑡 vil uansett samles inn fra AMS-måleren for bruk i avregning. 𝑃1𝑠 og 𝑄1𝑠 kan registreres i AMS-måleren og kun maks-verdiene per time lagres og hentes ved behov. En ulempe med denne metoden er at det ikke skiller mellom momentan lastendring, som gir spenningssprang, og gradvis lastendring, som ikke gir spenningssprang. En bedre funksjon ville derfor være å lagre høyeste endring i effekt mellom etterfølgende målinger heller enn en lang og en kort måleperiode, men ellers benytte samme formelsett. I Norge er det praksis å uttrykke nettstyrke ved å oppgi minimum kortslutningsstrøm, Ik2min. (11) viser en videre forenkling som benytter Ik2min sammen med målinger av aktiv effekt. Også denne vil gi en god indikasjon på hvor kilden til spenningsendringer er, men vil fungere best i lavspenningsnett med en høy 𝑅 -faktor eller der spenningsendringer i liten grad skyldes endring i reaktiv effekt. 𝑋 𝑃 −𝑃1𝑡 𝑐 = 𝑈 1𝑠∙𝐼 (11) 𝑁 𝑘2𝑚𝑖𝑛 Crel kan presenteres som 𝐶 . 𝐶𝑚𝑎𝑘𝑠 De abonnentene i nettet som har et utslag større enn 0,5 kan fargekodes med for eksempel rød for høye verdier og grønn for lavere verdier i GIS, som vist i Figur 4-4. cmaks er her definert som den høyeste c-verdien som registreres i den aktuelle trafokretsen. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 26 av 126 Figur 4.4 Mulig presentasjon av hvordan abonnenter under samme transformator bidrar til spenningsendringer. En annen, og mer krevende mulighet for å analysere spenningssprang, vil være å lagre effekt med 1 sekunds oppløsning eller bedre i AMS-måleren, og på forespørsel overføre data i et lite vindu på for eksempel 15 sekunder rundt tidspunktet for det største spenningsspranget. Multipliseres effekt med forsyningsresistansen, Rk, til hver abonnent, vil det komme fram hvordan hver abonnent påvirker spenningen. Ideelt bør også reaktiv effekt måles og benyttes. Det kan utvikles mye ekstra funksjonalitet til dette verktøyet, som å inkludere en oversikt over typiske kilder til spenningssprang og mulighet for å inkludere kjente tilfeller av disse kildene i GIS. Målerkravet er lavt ved implementering av de enkleste versjonene av dette use caset, som avhenger av å kunne avlese en kortvarig maks effekt og minimum spenning for timen. Skal den siste muligheten med løpende registrering av effekt med 1 sekunds oppløsning eller raskere implementeres, så blir kravene til måler og kommunikasjonssystem større. Hver enkelt måler må da registrere og lagre internt minst 3600 verdier per time, og skal et område med 20 abonnenter analyseres, så må 300 verdier innhentes for et analysevindu på 15 sekunder. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 27 av 126 4.4 Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast Hva gjør use caset Nytteverdi Use caset beskriver hvordan en saksbehandler kan hente fram en grafisk oversikt over høyeste og laveste spenning per abonnent i hele eller et utvalg av nettet. Dersom spenningen i lavspenningsnettet beregnes, brukes lastflytberegninger basert på standardiserte lastprofiler og rapportert årsforbruk. Ved å benytte timesmålt energiforbruk fra AMS vil beregninger av spenning kunne bli bedre, men fortsatt ikke gi informasjon om spenning med 1-minuttsverdier i henhold til FoL. Nøyaktig grunnlag for videre nettplanlegging, bedre beslutningsgrunnlag for investeringer. Aktører/systemer AMS-måler, HES, spenningskvalitetsdatabase, NIS, saksbehandler. Databehov Spenningens maksimum og minimums 1-minutts RMS-verdi per uke, dag eller time. En fordel å få effektverdiene når spenningen har sine maksimum- og minimumsverdier. Grafiske presentasjonsmuligheter i GIS. Hva gjøres i dag Mulig ekstra funksjonalitet I dag brukes registrering av spenningsnivå hos sluttbruker i distribusjonsnettet i svært liten grad i den daglige driften av strømnettet. Nettselskapet har liten oversikt over spenningsnivået i lavspenningsnettet, bortsett fra der det foretas manuelle målinger på bakgrunn av kundeklager, lastflytanalyser og målinger i nettstasjoner. Use caset beskriver hvordan en saksbehandler kan hente ut spenningsdata fra en spenningskvalitetsdatabase ved å benytte egnet programvare (GIS/NIS). Spenningsdataene brukes til å gi en grafisk fremstilling av spenningsnivået til alle sluttbrukere i valgte deler av systemet. Hensikten med caset er å få oversikt over utnyttelsen av nettet som en inngangsparameter til videre nettplanlegging. Ved å bruke faktiske måledata i stedet for antagelser basert på standard lastkurver oppnår nettselskapet et bedre informasjonsgrunnlag til bruk i planleggingsprosessen, et riktigere beslutningsgrunnlag for investeringer og potensielt et mindre behov for sikkerhetsmarginer ved planlegging generelt. Det er mange muligheter for å presentere spenningsdata grafisk. Dataene som er tilgjengelig bør være maksimum og minimum 1-minutts gjennomsnittsverdier av spenningens RMS-verdi i henhold til forskrift om leveringskvalitet. Disse verdiene kan samles inn som den høyeste og laveste registrerte 1-minuttsverdien pr uke, per dag eller pr time. Når man har samlet data i ett år og har verdier for sommer- og vinterhalvår (lettlast og tunglast), har man allerede et godt utgangspunkt for å vurdere spenningsmarginene i nettet, men datagrunnlaget blir selvsagt bedre etter flere år. Målingene som samles inn må temperaturkorrigeres. Måleresultatene skal kunne presenteres grafisk og vurderes på flere måter. En lettfattelig måte å presentere dataene på er en sortering av de målte verdiene som en kurve med de høyeste målte verdiene til venstre og de laveste verdiene til høyre i figuren slik som vist i Figur 4-5. Men det kan også være interessant å sortere målingene på andre måter, som for eksempel parvise maksimum- og minimumsverdier for hver måler, sortert etter maksimum- eller minimumsverdier. Dersom denne figuren er data for et helt år eller mer, vil en kunne lese av spenningsmarginene ved å se på avstanden mellom høyeste målte spenning og 253 V, og mellom laveste målte spenning og 207 V, det vil si 230 V ± 10 %. De laveste spenningene er da normalt i tunglast på kalde vinterdager, mens de høyeste spenningene er målt i lettlast om sommeren. Det vil være mulig å zoome inn på utsnittet av kunder basert på geografisk beliggenhet (hvor langt vekke fra transformatoren kunden befinner seg), transformatortilknytning (se alle kunder knyttet til en bestemt transformator) eller spenningsverdi. Ved å fokusere på tilknytningene med høyeste og laveste spenningsverdier, eksempelvis under en transformatorstasjon, vil en kunne hente informasjon om hvilke fordelingstransformator disse tilhører. Dersom noen av verdiene ligger utenfor grensene til FoL, burde use caset "Presentere spenningsmarginer", kap. 4.5, startes for å sjekke om den aktuelle transformatoren er riktig innstilt. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 28 av 126 Figur 4.5 Fordelingen av målte spenninger hos ca 7000 kunder under én transformatorstasjon. I tillegg til dette kan mange andre presentasjonsmetoder benyttes, deriblant å gi et forholdstall på 95 % og 5 % kvantilen til spenningsnivået fra spenningsmålingene sortert etter størrelse. Dette tallet deles på spenningsnivået og blir en faktor som vil gi tilnærmet grad av nettutnyttelse under for eksempel en transformatorstasjon, en fordelingstransformator eller av en enkelt radial. Andre eksempler på grafiske presentasjonsmuligheter av nettutnyttelse er å plotte spenningen til forskjellige abonnenter mot avstand fra nærmeste nettstasjon, og spenningen for en enkelt husholdning kan plottes kronologisk over et år med grenseverdier fra FoL. Spenningsfallet kan også vises i GIS/NIS med fargekoding for forskjellige intervaller av spenningsfall. Styrken til dette verktøyet vil ligge i å kunne finne hvilke deler av nettet som må utvides, og foreta kun de nødvendige oppgraderingene. Minimum målerkrav for dette caset er høyeste og laveste 1-minutts RMS-verdi for spenningen til hver husstand i løpet av et år. Mer data/høyere oppløsning enn et år kan benyttes for å gi mer informasjon om variasjonene, men er ikke absolutt nødvendig for å registrere spenningsmarginene. Målegrunnlaget i spenningsdatabasen vil typisk kunne være ukentlig maks-, min- og snittverdier. Programmet vil da kunne hente ut høyeste og laveste spenningsverdi knyttet til hvert målepunkt. En viktig faktor når man implementerer dette verktøyet er vasking/filtrering av spenningsmålingene som blir brukt som grunnlag. Målingene må vaskes/filtreres med tanke på målinger ved starten eller slutten av avbrudd og spenninger målt under en uvanlig kobling i distribusjonsnettet for å sikre et godt datagrunnlag. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 29 av 126 4.5 Presentere spenningsmarginer Hva gjør use caset Nytteverdi Use caset beskriver hvordan en saksbehandler kan hente fram en grafisk oversikt over høyeste og laveste spenning per abonnent i hele eller et utvalg av nettet. Dersom spenningen i lavspenningsnettet beregnes, brukes lastflytberegninger basert på standardiserte lastprofiler og rapportert årsforbruk. Ved å benytte timesmålt energiforbruk fra AMS vil beregninger av spenning kunne bli bedre, men fortsatt ikke gi informasjon om spenning med 1-minuttsverdier i henhold til FoL. Mer nøyaktig grunnlag for videre nettplanlegging, bedre beslutningsgrunnlag for investeringer. Aktører/systemer AMS-måler, HES, spenningskvalitetsdatabase, NIS (analyseverktøy), saksbehandler. Databehov Spenningens maksimum og minimums 1-minutts RMS-verdi per uke, dag eller time Antall brudd på grenseverdien ± 8 % (#/#). En fordel å få effektverdiene når spenningen har sine maksimum- og minimumsverdier. Hva gjøres i dag Mulig ekstra funksjonalitet Dette use caset har mye til felles med use caset "Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast", kap. 4.4. Forskjellen er hovedsakelig formålet til use caset; dette use caset er tenkt brukt i en spesifikk situasjon når kunder blir tilknyttet lavspennings distribusjonsnett. Ved nettilknytninger gjøres i dag beregninger basert på tabeller og bruk av forenklede analyseverktøy for å kunne vurdere overholdelse av krav om termisk belastning, spenningsfall og kortslutningsytelse [8]. Disse beregningene benytter seg blant annet av lastdata fra abonnentene i kretsen tilknytningen planlegges, og disse er ikke nødvendigvis en god indikasjon på utnyttelsen i nettet. Use caset beskriver hvordan en saksbehandler gjennom NIS kan hente ut to verdier fra en database for å undersøke utnyttelsen av lavspennings distribusjonsnettet. Dette er spenningens 1-minutts RMS-verdi og antall ganger spenningen er over en grenseverdi, f.eks. ± 8 %. Ved å presentere disse dataene får saksbehandler en oversikt over hvilke marginer som finnes i nettet. For å sikre normaliserte spenningsmålinger blir måledataene temperaturkorrigert. Use caset tillater å hente ut temperaturkorrigerte spenningskvalitetsdata for både et normalår og for et år med en ekstra kald vinter. Hensikten med caset er å presentere hvilke marginer det er i nettet med tanke på overholdelse av kravene om stasjonær spenning i distribusjonsnettet som angitt i FoL. Dette kan være til nytte for eksempel for å forenkle tilknytningsprosessen ved nettilknytninger og for å vurdere om en transformator er riktig trinnet. Ved bruk av spenningsmålinger kan utnyttelsen av nettet kontrolleres heller enn å estimeres, slik at nettselskapet enklere kan bedømme om nettet har tilstrekkelig kapasitet til å tilknytte en ny abonnent, om det trengs forsterkninger, om transformatorer er riktig trinnet og så videre. For tilknytning av ny abonnent er det viktig å vite hvor store marginer systemet har i forhold til termiske- og spenningsnivågrenser. Termiske forhold i transformator og kabler er sjelden et problem og er ikke vurdert i dette use caset. Spenningsnivået sier noe om det er nødvendig med nettforsterkning for å håndtere økt last. Det er nødvendig med 12 måneders innsamling av data for å ta høyde for sesongbaserte variasjoner. I tillegg kommer variasjoner mellom år. Dersom en transformator forsyner flere radialer, vil det være naturlig å ta utgangspunkt i den aktuelle radialens marginer, da de andre radialenes spenningsnivå i liten grad vil påvirkes av lastøkning i andre deler av systemet. Å vurdere spenningsmarginene må likevel sees på som en del av en vurdering av nettilknytning og ikke en selvstendig analyse. Det er mange måter å presentere denne informasjonen på i en programvare. En mulighet er at saksbehandleren kan få opp en valgmeny ved å høyreklikke på den transformatoren som er aktuell for tilknytningen, og velge spenningsmargin. Det kan så komme opp en tabell som presenterer hvor mange prosent/volt margin som er i radialen i forhold til kundene med høyest og lavest spenning ved "worst case scenario". PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 30 av 126 Dette verktøyet kan også brukes til å vurdere om transformatorer er riktig trinnet. Det er da ikke snakk om å trinne transformatorer opp og ned etter sesong. Tanken er at dersom den høyeste spenningen som observeres i hele nettet i løpet av et år er en god del lavere enn +10 % grensen gitt av FoL, mens den tilsvarende laveste verdien ligger nærme eller under -10 % grensen, så er transformatoren ikke trinnet optimalt. Den kan da trinnes opp slik at spenningsnivået overholder FoL for alle målepunkt alle dager i året. Tilsvarende kan den trinnes ned dersom det viser seg at spenningsnivået generelt er for høyt i systemet. Nytteverdien av denne oversikten er potensielt stor for nettplanlegging på distribusjonsnivå. Det vil være enkelt å se hvor store marginer hver underliggende forgrening har i forhold til grenseverdiene gitt i FoL. Denne type informasjon er verdifull når en skal vurdere tilknytningskapasiteten (hosting capacity) for tilknytning av nye abonnenter. Et eksempel på hvordan utnyttelsen av nettet kan presenteres er gitt i Figur 4.6. Ved å bruke samme metodene som i use caset "Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast", kap. 4.4, kan maksimumog minimumsspenning i løpet av et år for abonnentene plottes sortert etter størrelse med grafer for grenseverdiene angitt i FoL. Dette gir et bilde på utnyttelse og tilgjengelige marginer i kraftnettet. Ved å oppgi anleggsID for en radial kan en utvalgt del av nettet analyseres, heller enn hele distribusjonsnettet til nettselskapet. I samme skjermbilde kan antall brudd på grenseverdiene ± 8 % sorteres etter antall i en tabell, slik at det kan identifiseres hvilke kunder som har flest brudd på grenseverdiene. Brukeren kan spesifisere en analyseperiode med start og sluttdato, for eksempel en måned eller et halvår. Spenningsmarginer KundeID KundeID KundeID KundeID KundeID KundeID KundeID KundeID KundeID KundeID KundeID KundeID KundeID Figur 4.6 Spenningsmarginer Sluttdato Antall 1 minutts verdier over ± 8 % 8% -8 % 3 2 4 1 4 0 1 1 2 0 1 0 2 2 0 3 3 0 0 2 0 1 3 3 AnleggsID Spenningsmarginer Spenning [V] Startdato 260 250 240 230 220 210 200 Maxspenning Minspenning 10 % -10 % 0 50 100 Kundemengde [%] Øvre margin Nedre margin 100 % Kvantile 95 % Kvantile 1,00 % 4,10 % 1,30 % 3,50 % Prinsippskisse som viser hvordan en visualisering av spenningsmarginer kunne gjøres i et planleggings-/analyseverktøy. Målerkravet og utfordringene med tanke på riktige måledata for dette use caset er det samme som "Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast", kap. 4.4. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 31 av 126 4.6 Varsel ved varig lav/høy spenning Hva gjør use caset Aktører/systemer Spenningsmålinger fra AMS brukes til å varsle om varig høy eller lav spenning for å kunne iverksette tiltak som kobling av kondensatorbatteri eventuelt trinning av transformator. Ulik praksis, i noen tilfeller utføres kobling av kondensatorbatteri etter kundeklager, i andre tilfeller basert på erfaringer. Kobling av kondensatorbatteri, eventuelt trinning av transformator, til riktig tid. Potensielt økt kundetilfredshet og bedret omdømme AMS-måler, HES, spenningskvalitetsdatabase, DMS, saksbehandler Databehov Spenningens maksimum og minimums 1-minutts RMS-verdi per uke eller per dag Mulig ekstra funksjonalitet Automatisere prosessen med kobling av kondensatorbatteri Hva gjøres i dag Nytteverdi I dag kan spenningen på enkelte steder i nettet være varig lav eller høy uten at nettselskap er klar over problemer, og ofte ikke blir oppmerksom på dette før en kunde klager på problemer med spenningskvaliteten. Nettselskap har noen verktøy for å permanent heve eller senke spenningen i nettet, som for eksempel å koble kondensatorbatteri i HS distribusjonsnett inn når lasten i et system øker. Dette gjøres av og til på sesongbasis og kondensatorbatteriet kobles ofte inn en gang på høsten, når nettselskapet erfaringsmessig vet at spenningen i nettet begynner å bli lav, og kobles ut igjen ved samme kriterium til våren. Andre kondensatorbatterier med synkroniserte brytere kobles flere ganger i løpet av året for å kontrollere spenningen og redusere tap i nettet. En annen måte å permanent øke spenningen i en del av nettet er å trinne en transformator. Dette gjøres i noen tilfeller etter at nettselskapet har mottatt en kundeklage, hvoretter nettselskapet undersøker spenningen på transformatoren og iverksetter trinning. I etterkant foretar nettselskapet målinger for å verifisere et akseptabelt spenningsnivå i fordelingsnettet. Denne praksisen kan være problematisk om det ikke blir vurdert at spenningen i nettstasjonen stiger når lasten avtar, og kunden nærmest transformatoren kan få for høy spenning. Use caset beskriver hvordan et varsel kan sendes fra HES til DMS når det registreres to innsamlede spenningsverdier i HES på rad under eller over en gitt grenseverdi. Grenseverdiene kan være innstilt til forskjellige nivåer for å kunne skille mellom ulike tiltak som iverksettes for å heve eller senke spenningen. For eksempel kan det settes to verdier for kobling av kondensatorbatteri og transformatortrinning, hvor grenseverdien for kobling av kondensatorbatteri er lavest. Hensikten med caset er å lage et verktøy som kan bistå nettselskapene til å vite akkurat når kondensatorbatteriene i HS distribusjonsnett bør innkobles, og eventuelt om en transformator bør trinnes. Ved å ha en løpende kontroll på spenningsnivået kan nettselskapet se når spenningen over radialen blir så lav eller høy at spenningen burde løftes eller senkes, uten å være avhengig av henvendelser fra kundene. Den økte kontrollen over nettdriften kan føre til mer fornøyde kunder og bedret omdømme. Et eksempel på hvordan dette kan fungere er at DMS får innsendt åtte meldinger av alarmhåndteringssystemet om lav spenning ved brudd på grenseverdien for innkobling av kondensatorbatteri. Om driftssentralpersonellet klikker på en av meldingene, åpnes et vindu som inneholder informasjon om tre av disse varslene fordi de ligger under samme transformatorstasjon. Vinduet kan se ut som vist i Figur 4.7, hvor driftssentralpersonalet får mulighet til å undersøke spenningssituasjonen i nettet mer nøye, og å koble kondensatorbatteriet. Meldingen om å koble kondensatorbatteriet kommer fordi det registreres at dette ikke er innkoblet samtidig som spenningen har sunket under en bestemt grenseverdi. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 32 av 126 Figur 4.7 Prinsippskisse for visualisering av varselsmelding i DMS ved varig lav spenning. Det er mulig å lage et automatisert system som automatisk iverksetter kobling av kondensatorbatteri ved behov. Dette systemet vil koble inn kondensatorbatteriet når det registreres varig lav spenning i en radial, og vil lage en ny grenseverdi ut i fra spenningsnivået når kondensatorbatteriet blir innkoblet. På den måten vil kondensatorbatteriet kunne bli utkoblet ved overskridelse av denne grenseverdien, som skjer når lasten typisk synker til et nivå hvor det ikke er behov for å ha kondensatorbatteriet innkoblet. For å sikre at ut- og innkobling ikke skjer for ofte, burde grenseverdiene ved utkobling settes med en viss margin fra innkoblingsgrenseverdien slik at kondensatorbatteriet ikke blir koblet inn og ut flere ganger enn nødvendig. Målerkravet for dette use caset er spenningens 1-minutts maksimum og minimum RMS-verdi per uke eller per dag. Det stilles krav til at HES og kommunikasjonssystem kan sammenligne overførte måledata fra AMS med gitte grenseverdier, og opprette varsler som videresendes til DMS ved overskridelser av grenseverdiene. Ved brudd på grenseverdien for transformatortrinning kan use caset "Presentere spenningsmarginer", kap.4.5, initieres for å undersøke spenningsmarginer i både lett- og tunglastsituasjoner. Hvis grenseverdiene for kobling av kondensatorbatteri overskrides og kondensatorbatteriet blir koblet, så kan use caset "Undersøke om spenningsforhold er akseptable etter omkobling", kap.4.8, iverksettes. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 33 av 126 4.7 Bruke spenningsmåling for å verifisere nettdokumentasjon Hva gjør use caset Hva gjøres i dag Spenningsmålinger fra AMS og lastflytberegninger brukes til å kvalitetssikre og oppdatere nettdokumentasjonen. Nettdokumentasjonen oppdateres basert på funn. Nytteverdi Kvalitetssikret nettdokumentasjon. Aktører/systemer Spenningskvalitetsdatabase, NIS/GIS, saksbehandler. Databehov Historisk timesforbruk og spenningens 1-times RMS-verdi. Mulig ekstra funksjonalitet Høyere tidsoppløsning på målingene. Situasjonen i dag med tanke på kvalitetssikring av nettdokumentasjonen, er at nettselskaper oppdaterer nettdokumentasjonen om det blir funnet uoverensstemmelser mellom fysisk nett og dokumentasjonen av personell i felt. Use caset beskriver hvordan AMS-data kan brukes for å oppdatere og kvalitetssikre dokumentasjonen. Ved å utføre en lastflytanalyse, og innhente spenningsdata for samme periode fra en spenningsdatabase, kan en saksbehandler sammenligne spenningsverdiene. En analyse i NIS/GIS kan hente ut de elementene i nettet hvor det registreres store avvik mellom de to datasettene, og saksbehandleren kan flagge komponent for mulig feil i nettdokumentasjonen eller i måling. Hensikten med caset er å gi et verktøy for å oppdatere og kvalitetssikre nettselskapers nettdokumentasjon og for å avdekke feilmåling. Analysen kan avdekke for eksempel: feil impedans ved feil på ledertverrsnitt, lederlengde og type leder, feilplasserte kunder, feil eller manglende dokumentasjon av forbruk ved for eksempel umålt forbruk, tyveri og feilmålinger. Det er mulig å presentere resultatene i GIS/NIS på en måte som letter analysearbeidet ved for eksempel å presentere prosentvis og fargekodet avvik i spenning på de ulike nodene i nettet. Et eksempel på hvordan dette kan gjøres er vist i Figur 4.8. Dette gjør at noen områder raskt vil bli identifisert som sannsynlige kilder for manglede eller feil dokumentasjon. Analysemetoden har noen svakheter som kan påvirke resultatene, som for eksempel høy reaktiv effekt eller endring i effektfaktor i løpet av integrasjonstiden. Dette vil være et større problem i luftnett med høy X/R-ratio. En mulig løsning på dette er å redusere integrasjonstiden til 1 minutt, eller å måle snitt og maksimums- og minimumsverdier på reaktiv effekt i løpet av integrasjonstider for å gi et anslag av påliteligheten til analysen. Usymmetri er også en utfordring om beregningsverktøyet bruker symmetrisk trefase, som ikke nødvendigvis gir et korrekt svar. Det vil ved denne type beregninger også være behov for relativt konstant spenning på høyspenningssiden i analyseperioden. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 34 av 126 Figur 4.8 Visualisering av spenningsavvik mellom målt og beregnet spenning. Målerkravet er lavt for dette use caset, det er nødvendig med effektflyt og spenningsdata med tilsvarende oppløsning for å få sammenlignet lastflytanalysen og de historiske spenningsdataene. Timesforbruk blir automatisk innsamlet, og spenningens timesgjennomsnitt som overføres til spenningskvalitetsdatabasen i enkelttilfeller når det er behov for disse målingene. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 35 av 126 4.8 Undersøke om spenningsforhold er akseptable etter omkobling Hva gjør use caset Aktører/systemer Spenningsmålinger fra AMS brukes for å undersøke spenningen hos sluttbrukere etter omkobling dersom operatøren er usikker på om krav til spenning overholdes. Nettselskapet gjør en skjønnsmessig vurdering om spenningen er tilfredsstillende med et bestemt koblingsbilde. Alternativt må det sendes ut personell som foretar målinger på relevante steder i nettet. Redusert tids- og ressursbruk. Bedre kontroll på leveringskvalitet. AMS-måler, HES, DMS, saksbehandler. Databehov Spenningens siste registrerte 1-minutts RMS-verdi i AMS-måler. Mulig ekstra funksjonalitet N/A Hva gjøres i dag Nytteverdi Use caset beskriver hvordan et nettselskap kan undersøke om kravene i FoL om langsomme spenningsvariasjoner er tilfredsstilt ved aktuell kobling. En saksbehandler/operatør kan bruke DMS til å foreta en spørring om spenningens siste registrerte 1-minutts RMS-verdi direkte i AMS-måleren gjennom HES. Ved uakseptabelt spenningsnivå kan saksbehandleren iverksette passende tiltak. Hensikten med caset er å undersøke om spenningen er innenfor kravene i FoL ved aktuelt koblingsbilde uten å sende ut personell for å foreta fysiske målinger ute i nettet. En mulighet for å presentere spenningssituasjonen ved aktuell kobling vil være å avspørre alle abonnenter berørt av det uvanlige koblingsbildet, og presentere spenningen i DMS ved hver enkelt abonnent. I tillegg kan spenningene sorteres på størrelse og presenteres grafisk med fargekoder relatert til grenseverdiene for stasjonær spenning som angitt i FoL. Målerkravet for use caset er lavt, men forutsetter at AMS-måleren er tilgjengelig for avspørring fra DMS og at den registrer spenningens 1-minutts RMS-verdi. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 36 av 126 4.9 Alarm ved feil i nettet Hva gjør use caset Aktører/systemer Spenningsmålinger fra AMS brukes til å gi varsel ved svært høye eller lave spenninger, fasebrudd, brudd på nøytralleder og avbrudd. Høye og lave spenninger, fasebrudd og brudd på nøytralleder oppdages potensielt ved varsling av kunde, jordfeilsovervåkning er i noen tilfeller påbudt i nettstasjon. Deteksjon av fasebrudd, brudd på nøytralleder og bedre oversikt for kunder og nettselskap og mindre tids- og ressursbruk på feilsøking og reparasjoner ved feil og avbrudd i nettet. AMS-måler, HES, spenningskvalitetsdatabase, NIS, DMS, saksbehandler. Databehov Spenningens maksimum og minimums 1-minutts RMS-verdi. Mulig ekstra funksjonalitet Automatisk utkobling ved farlig feil i nettet. Jordfeilvarsling. Hva gjøres i dag Nytteverdi Det er i dag ingen spesielle rutiner for deteksjon og utbedring av avbrudd, fasebrudd og brudd i nøytralleder, og varsling er heller ikke påbudt. Jordfeilvarsling er påbudt på nye og rehabiliterte nettstasjoner. Derfor kan mange av disse feilene først oppdages ved kundeklager, og jordfeil kan, om det ikke brukes jordfeilvarsling, bli stående lenge uoppdaget og utgjøre en risikofaktor. Konsekvensene av de ulike feilene er vist i Tabell 4.2. Tabell 4.2 Konsekvenser av ulike feil i kraftnettet, ikke inkludert kostnadene for å lokalisere og utbedre feilene. Type feil Konsekvenser Fasebrudd i IT-nett Tilnærmet halvert linjespenning med berørt fase. Havari på elektriske apparater ved redusert eller pendling i spenning. Økt brannfare. Kan forårsakes av dårlig kontakt etter f.eks. fukt eller flom. Økning i fasespenning opp til 400 V. Fall i fasespenning. Mulig havari på elektriske apparater. Økt brannfare. KILE Brudd i nøytralleder i TN-nett Avbrudd Jordfeil i IT-nett Høy/lav spenning Store jordstrømmer ved flere jordfeil. Berøringsspenninger på elektriske apparater. Økt brannfare. Mulig havari på elektriske apparater. Økt brannfare. Etter at en eller flere kunder har klaget inn feilen, så gjøres feilsøking av fasebrudd og brudd i nøytralleder i dag ved hjelp av målinger og sunn fornuft. Om feilen ikke blir klaget inn fordi ingen fastboende er berørt, som for eksempel i et hyttefelt, så kan feilen bli stående over lengre perioder. Det kan skapes mye sinne hos kunder som kommer til hytta og oppdager at all maten i fryseboksen har blitt dårlig på grunn av fasebrudd, noe som kan være skadelig for nettselskapets omdømme. Use caset beskriver funksjonaliteten som gis ved at AMS har muligheten til kontinuerlig overvåking av driftssituasjonen. AMS-måleren kan opprette en hendelse når det blir registrert spenningsverdier utenfor oppgitte grenser, som videresendes til et alarmhåndteringssystem. Dette gjør at det opprettes en informasjonsmelding med type feil og lokasjon i DMS, så driftssentralen har løpende oversikt over situasjonen i distribusjonsnettet og kan reagere på årsaken til alarmen. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 37 av 126 Hensikten med caset er å lage et overvåkningsverktøy for å effektivisere driften hos nettselskaper ved blant annet å kutte ned på tiden det tar før en feil blir oppdaget og utbedret. Nettselskapet blir heller ikke avhengig av kundeklager for å oppdage feil i nettet. Alarmhåndteringssystemet gir nettselskapet bedre oversikt over driftssituasjonen under feil i nettet og åpner også for at kunden holdes løpende informert over internett eller SMS ved for eksempel avbrudd, noe som kan øke serviceopplevelsen til kunden. For å realisere denne delen av alarmhåndteringssystemet er heller ikke AMS-målinger nødvendig, men det vil gi raskere varsling til alle de berørte kundene. Caset beskriver hvordan nettselskap kan avverge farlige situasjoner, og handler ikke om overholdelse av FoL. Funksjonaliteten som dette use caset beskriver har mange mulige anvendelsesområder. Avbruddshåndtering ved hjelp av AMS er allerede implementert av noen nettselskaper. Ved å detektere avbrudd hos kundene kan delen av nettverket som er berørt av avbruddet isoleres, og resten av abonnentene i nettet blir uberørt. Kundene som er berørt av avbruddet kan få varsel på SMS om status og estimert tid til de er tilkoblet igjen. Når feilen er utbedret og kundene er innkoblet igjen, så sendes det en ny informasjonsmelding på SMS. På denne måten blir færrest mulig kunder berørt av avbrudd, og bedret informering av kundene under avbrudd kan føre til færre kundehenvendelser, mer tilfredse kunder og bedret omdømme. En annen mulighet ved implementering av funksjonaliteten i dette caset er automatisering av bryteren i AMS-måleren. Ved farlige feil i nettet, som for eksempel fasebrudd, så kan AMS automatisk frakoble kundens installasjon for å gi kunden økt beskyttelse mot for eksempel brannfare og havari på elektriske apparater. En tredje mulighet ved implementering av funksjonaliteten i dette use caset er registrering av jordfeil. Ved å utvide alarmsystemet til å omfatte jordfeil, får nettselskapet en mer komplett overvåkning av farlige situasjoner i nettet. Nettselskapet kan unngå avbrudd under jordfeil i flere punkter, og minske tids- og ressursbruk på å detektere og lokalisere jordfeil. Om jordfeilvarsling tas i bruk vil nettselskapet måtte tenke gjennom saker som hvordan kunden varsles ved jordfeil og ansvarsområde for nettselskap ved uoppdagede jordfeil som nettselskapet burde ha vært klar over. Målerkravet for use caset er lavt, det kreves at AMS-måleren kan kontinuerlig overvåke spenningen og opprette en hendelse ved brudd på bestemte grenseverdier, noe som er basis i de fleste AMS-målere. For å kunne lokalisere feil ved for eksempel avbrudd, kreves det integrering av flere kunder i NIS [9] ettersom systemet som beregner feillokasjonen må kunne se hvilke deler av nettet som er berørt. For å kunne varsle DMS om avbrudd, må også AMS-måleren kunne fungere uten strøm i en kort periode slik at den kan sende en pushmelding for å informere om avbruddet. Ved automatisk utkobling av kundens installasjon under farlige feil, så kreves det også en bryter med mulighet for automatisk styring. Jordfeilvarsling krever ekstra funksjonalitet i måleren som få leverandører tilbyr i dag, og som vil være spesifikt for det norske markedet. Funksjonaliteten beskrevet i dette use caset stiller også krav til filtrering av alarmsignalene fra AMS med strenge grenseverdier for å sikre pålitelige meldinger i DMS. Både push- og pull-teknologi kan brukes i driftssentralen og kundens AMS-display, men det kan bli et problem med mange feilmeldinger ved bruk av push-meldinger og manglende filtrering under hendelser i større områder. Likevel bør pushmeldinger benyttes ved hendelser som fasebrudd og brudd i nøytralleder, ettersom dette er hendelser som bør utbedres så raskt som mulig. Dessuten, om alarmverdiene oppdateres for hver time, vil sannsynligvis en eller flere kunder ha ringt og varslet om feilen før driftssentralen får en melding om avbruddet. For å kunne implementere avbruddshåndtering stilles det krav til at AMS-måleren har noe batterikapasitet så den kan sende ut et varsel til DMS ved avbrudd, og at måleren bruker en annen kommunikasjonsteknologi enn PLC. Andre varsler, som for eksempel feil faserekkefølge, kan også inkluderes i alarmhåndteringssystemet. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 38 av 126 En utfordring ved å bruke AMS til å varsle om uønskede hendelser er at kunden kan koble ut hovedsikringen til huset, som for AMS-måleren kan se identisk ut som om det ble et avbrudd. En måte å unngå denne forvekslingen på kan være at det utvikles en automatisk metode for at AMS-måleren skiller mellom avbrudd og utkobling av hovedsikringen. 4.10 Use case-oversikt Oversikt over use casene er igjen vist i Tabell 4.2. Samlet sett uttrykker alle use casene presentert i denne rapporten en metode for å gi bedre oversikt over nettet, som resulterer i mer korrekte avgjørelser, mer effektive arbeidsprosesser og mer riktige beslutningsgrunnlag for investeringer. Tabell 4.3 Use case-oversikt. Kategori Use case Spenningskvalitet Bekrefte/avkrefte stasjonær høy/lav spenning Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Nettplanlegging Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast Presentere spenningsmarginer Bruke spenningsmålinger for å verifisere nettdokumentasjon Nettdrift Varsel ved varig høy/lav spenning Undersøke om spenningsforhold er akseptable etter omkobling Alarm ved feil i nettet Use casene som omhandler spenningskvalitet vil være av verdi først og fremst for å kunne hanskes med kundeklager på en måte som gir god kundeservice. Målet er å, så raskt som mulig, undersøke klagegrunnlaget, eventuelle kilder til problemer med spenningskvaliteten og gi en tilbakemelding til kunden med funnene. Så kan eventuelle utbedringer iverksettes etter denne prosessen, forhåpentligvis uten å ha sendt ut personell for å foreta målinger i nettet. Kravene til AMS-målerene for disse use casene er først og fremst at spenningens 1-minutts RMS-verdi må måles, og noen utvalgte verdier sendes til en database ved et gitt tidsintervall. For å bedre kunne undersøke problematikk rundt spenningssprang og kortvarige over- og underspenninger kreves det en AMS-måler som har muligheter til å registrere hurtige fenomener og har middels stor prosessorkraft, noe som kan virke fordyrende på måleren. Use casene som omhandler nettplanlegging vil først og fremst være av verdi ved å kunne gi mer nøyaktig grunnlag for investerings- og beslutningsprosesser, som vist i Figur 4.9. Ved bedre kjennskap til nettets tilstand, økes sannsynligheten for å treffe riktige beslutninger ved tilknytninger av kunder, langsiktig planlegging av nettdrift, og større og mindre nyinvesteringer i nettet. Målerkravene som stilles ved disse use casene er lave, eneste nødvendige inngangsparameter er spenningens maksimum og minimum 1-minutts RMS-verdi, innsendt per dag eller per uke. I løpet av et år vil dette tilsi 104 eller 730 verdier. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 39 av 126 Figur 4.9 Endring i planleggings- og beslutningsgrunnlag ved innføring av AMS. Use casene som omhandler nettdrift er mer differensierte, men på en generell basis kan det sies at AMS gir nettnytte ved å kunne overvåke nettet for økt sikkerhet og raskere reaksjon på feil i nettet, samt å ha bedre kontroll over situasjonen i nettet. Målerkravene for disse use casene er differensiert, i tillegg til å kunne måle spenningens 1-minutts RMS-verdi, så må spenningen kunne avspørres, måles med høyere tidsoppløsning og kunne varsle om brudd på grenseverdier. Dette stiller strengere krav til kommunikasjonssystemer og til alarmhåndtering. Tabell 4.3 lister opp hvilke variabler som kan eller bør registreres. Effekt- og spenningsmålinger måles i alle tre faser. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 40 av 126 Tabell 4.4 Måleverdier som kan registreres Registrert verdi 3 Overføres Relevant use case U1min,max (Per time/dag/uke) U1min,min (Per time/dag/uke) Uavg (Per time/dag/uke) Effekt ved U1min,max og U1min,min U1min Hver dag eller hver uke Bekrefte/avkrefte stasjonær høy/lav spenning Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast Presentere spenningsmarginer Varsel ved varig høy/lav spenning Bruke spenningsmålinger for å verifisere nettdokumentasjon På forespørsel Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast På forespørsel / alarm Undersøke om spenningsforhold er akseptable ved aktuell kobling Alarm ved unormal driftssituasjon Bekrefte/avkrefte stasjonær høy/lav spenning X P1time Hver dag eller hver uke Hver dag eller hver uke Bruke spenningsmålinger for å verifisere nettdokumentasjon X Bekrefte/avkrefte stasjonær høy/lav spenning Presentere spenningsmarginer Varsel ved varig høy/lav spenning Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning X På forespørsel Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning X Overvåkes kontinuerlig Hver dag eller hver uke Alarm ved unormal driftssituasjon På forespørsel Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning På forespørsel Bruke spenningsmålinger for å verifisere nettdokumentasjon Alarm ved unormal driftssituasjon Pst Overvåkes kontinuerlig På forespørsel P1min På forespørsel P1sek På forespørsel Antall brudd på grenseverdi ± X % (#U1min/#U1min) Antall brudd på grenseverdi ± X % av Un (#U<1sek /#U<1sek) Kortvarig makseffekt P<1sek,max (Per time) U<1sek for alarmfilter Antall spenningssprang (#Usprang,max /#Usprang,st) Usprang,max Usprang,før Usprang,etter t - tidspunkt for spenningene Q1min,max (Per time) Q1min,min (Per time) Q1min,avg (Per time) Jordfeilvarsling Hver dag eller hver uke Anbefalt minimum X Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning 3 Senket skrift angir tidsoppløsning og tilleggsinformasjon, for eksempel P<1sek,max angir maksimum effekt med mindre enn 1 sekunds integrasjonstid PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 41 av 126 5 Kilder 1. SG-CG/M490/E - Part E: Smart Grid Use Case Management Process, in CEN-CENELEC-ETSI Smart Grid Coordination Group - Sustainable Processes. 2012. 2. IEC, IEC/PAS 62559 IntelliGrid Methodology for Developing Requirements for Energy Systems. 2008. 3. Forskrift om måling, avregning og samordnet opptreden ved kraftomsetning og fakturering av nettjenester, in FOR-2013-06-19-663, OED, Editor. 2013. 4. Sæle, H., Kravspesifikasjon fullskala utbygging av Avansert Måle- og Styringssystemer (AMS) (Toveiskommunikasjon). 2012, SINTEF Energi AS. 5. Planbok for kraftnett: Mål og rammebetingelser ved teknisk/økonomisk planlegging av kraftnett. SINTEF Energi AS. 6. Lov om behandling av personopplysninger, in LOV-2000-04-14-31, JD, Editor. 2000: I 2000 hefte 8. 7. ENA Smart Metering System Use Cases. 2010, Engage Consulting. 8. Planleggingsbok for kraftnett: Systematikk ved mindre utbygginger i lavspenningsnettet. 2014, SINTEF Energi AS. 9. Graabak, I., Funksjonsbeskrivelse full-skala utbygging av "Avanserte Måle- og Styringssystemer" (AMS). 2008, SINTEF Energi AS. 10. IEC, IEC/TR 60725 Consideration of reference impedances and public supply network impedances for use in determining the disturbance characteristics of electrical equipment having a rated current ≤75 A per phase 2012, IEC. 11. Seljeseth, H., T. Solvang, and K. Sand, Håndtering av utfordrende elektriske apparater som tilknyttes elektrisitetsnettet. 2012, SINTEF Energi AS. 12. Forskrift om leveringskvalitet i kraftsystemet, OED, Editor. 2014. 13. CENELEC, Voltage characteristics of electricity supplied by public electricity networks, in EN50160:2010. 2010. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 42 av 126 Vedlegg A Liste over forkortelser AMS Avanserte måle- og styringssystem DMS Distribution Management System FoL Forskrift om leveringskvalitet i kraftsystemet GIS Geografiske informasjonssystemer GSM Global System for Mobile Communications HAN Home Area Network HES Head-End System KILE Kvalitetsjusterte inntektsrammer ved ikke levert energi KIS Kundeinformasjonssystem MDMS Meter Data Management System MVDB Meter Value Database NVE Norges vassdrags og energidirektorat PLC Power Line Carrier (Power Line Communication) RMS Root Mean Square, effektivverdi SCADA Supervisory Control And Data Acquisition PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 43 av 126 Vedlegg B • • • • • • • • • Use case-samling Bekrefte/avkrefte stasjonær høy/lav spenning Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast Presentere spenningsmarginer Varsel ved varig lav/høy spenning Bruke spenningsmåling for å verifisere nettdokumentasjon Undersøke om spenningsforhold er akseptable etter omkobling Alarm ved feil i nettet PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 45 av 126 USE CASE NAVN: Bekrefte/ avkrefte stasjonær høy/lav spenning Denne use case-malen er basert på en tilpassing av en mal (versjon 0.55) utviklet i regi av EUs standardiseringsmandat M490: "Standardization Mandate to European Standardisation Organisations (ESOs) to support European Smart Grid deployment" For mer informasjon, se: http://www.cen.eu/cen/Sectors/Sectors/UtilitiesAndEnergy/SmartGrids/Pages/default.aspx draft – Detailed Version Use Case Name: Bekrefte/ avkrefte stasjonær høy/lav spenning 1 Beskrivelse av Use Case 1.1 ID 1.2 Ver. Navn på Use Case Område -domene Navn Distribusjonsnett Bekrefte/ avkrefte stasjonær høy/lav spenning Se vedlegg A for liste Versjonshåndtering Dato Navn på forfatter, komite… 0.1 0.5 14.10.13 Henning Taxt Henning Taxt 0.6 17.10.13 Henrik Kirkeby 0.9 1.0 25.02.14 28.05.14 Henning Taxt Henning Taxt 1.3 –2– Endringer Status til use caset Utkast, endelig versjon… Lagt inn ny mal. Endret struktur og diagram til å samsvare bedre med generisk Use Case "Håndtere spenningskvalitetssaker" Sletting av sub case "måling og registrering av spenningsdata". Andre mindre oppdateringer Inkludert flagging av verdier berørt av spenningsavbrudd Utfyllende tekst Kladd Utkast Første versjon Use casets mål, hensikt, anvendelse Beskrivelse av mål og hensikt med funksjonaliteten til use caset Område, omfang Mål Relatert business case 1.4 Tilknytningspunkt Hente ut et entydig svar på hvorvidt "Forskrift om leveringskvalitet i kraftnettet" (FoL)s krav til langsomme spenningsvariasjoner er overholdt i tilknytningspunktet hos en kunde. Overholde krav til leveringskvalitet Use case beskrivelse og narrativ Use case beskrivelse Kort beskrivelse – maks 3 setninger Use caset gir en beskrivelse på hvordan spenningsmålinger fra AMS kan brukes til å bekrefte eller avkrefte brudd FoLs krav om spenningsnivå hos en abonnent. Komplett beskrivelse I følge Forskrift om Leveringskvalitet (FoL) må nettselskap sørge for at langsomme spenningsvariasjoner er innenfor et intervall på ±10 % av nominell spenning, målt som et gjennomsnitt over ett minutt. AMS kan være til nytte for nettselskap som blant annet mottar klager på for høy eller lav spenning i tilknytningspunktet, forutsatt at AMS-målerne og tilhørende system kan registrere og overføre målinger med tilstrekkelig kvalitet og tidsoppløsning/integrasjonstid. Dersom AMS-måleren kan registrere og lagre informasjon om spenningsnivået i de perioder spenningen er utenfor de nevnte intervallene, kan denne informasjonen hentes ut når en nettkunde henvender seg. Nettselskapet slipper å sende personell ut for å foreta målinger. Det er et krav at Use Caset skal gi et utvetydig svar på om langsomme spenningsvariasjoner i kundens tilknytningspunkt er innenfor +/- 10 %. Det er derfor et krav at alle forsyningsspenninger måles. 1.5 Eventuelle kommentarer Eventuelle kommentarer draft – Detailed Version Use Case Name: Bekrefte/ avkrefte stasjonær høy/lav spenning 2 –3– Diagram – skisser av Use Caset Diagram – skisser av Use Caset det anbefales “kontekstdiagram” eller “sekvensdiagram” i UML Bekrefte/avkrefte stasjonær høy/lav spenning Plan-/analyseverktøy Bekrefte /avkrefte høy/lav spenning <<include>> Innhente PQdata Løpende innsamling av spenningsdata Saksbehandler Bekrefte/avkrefte stasjonær høy/lav spenning Saksbehandler Spenningsdatabase Plan/analys e-verktøy Spørring HES - AMS Løpende innsamling av spenningsdata Spennings database AMS Spennings database HES Registrering Spørring Data (Spørring) Data Data (Kvittering) 3 Tekniske detaljer 3.1 Aktører: Mennesker, systemer, applikasjoner, databaser, anlegg, komponenter, utstyr og andre interessenter Aktørnavn Aktørtype Saksbehandler Spenningsdatabase Plan-/ analyseverktøy HES AMS Person Database System System Komponent Se egen liste 3.2 Data Aktørbeskrivelse Se egen liste Tilleggsinformasjon for dette spesifikke use caset Se egen liste Forutsetninger, antakelser, hendelser Aktør/System/Informasjon/Kontrakt AMS-måler draft – Detailed Version Utløsende hendelse – hva trigger dette use caset Startbetingelser Forutsetninger Alle forsyningsspenninger i sluttbrukers tilknytningspunkt måles Høyeste og laveste registrerte spenning lagres Use Case Name: Bekrefte/ avkrefte stasjonær høy/lav spenning 3.3 Referanser No. Referanse type Referanse – lov, standard, litteratur Status Forskrift om leveringskvalitet 3.4 –4– Konsekvenser for Use Caset Opphav/ organisasjon Link Informasjon om Use Case Evt. relasjon til andre use case Informasjon for klassifisering Bekrefte/avkrefte spenningssprang, Presentere spenningsmarginer Nivå / dybde Spesifikk Prioritering: (obligatorisk/pålagt, intern prioritering, tidsaspekt…) Generisk, regional eller nasjonal interesse/anvendelse Generisk Orientering - Teknisk orientert, forretningsmessig orientert… Teknisk orientert Stikkord (for søk, klassifisering) Spenningskvalitet, langsomme spenningsvariasjoner, høy lav spenning, 4 4.1 Use caset steg for steg Steg – Scenarionavn Nr. Scenario-navn Primær Aktør 1 Bekrefte/avkrefte stasjonær høy/lav spenning Plan-/analyseverktøy 2 Løpende innsamling av spenningsdata AMS 4.2 Utløsende Startbetingelser/ hendelse Starttilstand Klage/henvendelse fra kunde angående mistanke om for høy eller for lav spenning Spenningsdata tilgjengelig i spenningsdatabase Forespørsel via HES til AMS om spenningsdata AMS måler registrerer spenningsdata kontinuerlig Sluttbetingelser/ Slutt-tilstand Melding til kunde om spenningsnivå, eventuelle opprettelse av sak for å utbedre spenningsnivå ved brudd på FoL Spenningsdata lagret i spenningsdatabase Steg – Scenario Tilgjengelige services er: CREATE, GET, CHANGE, DELETE, CLOSE, EXECUTE, REPORT, TIMER, REPEAT. Forklaring i vedlegg B Scenario Navn: 1. Bekrefte/avkrefte høy/lav spenning Navn for Prosess / Aktivitet Beskrivelse av Prosess/ Aktivitet Service Informasjonsskaper Informasjonsmottaker Informasj on som utveksles Initiering Saksbehandler (kundebehandler) taster inn identifikasjon på kunden GET Saksbehandler Plan-/analyseverktøy 2 Spørring GET Plan-/analyseverktøy Spenningsdatabase 3 Overføre spen- Dataverktøyet spør spenningsdatabasen om spenningsmålinger for den aktuelle kunden Spenningsmålingene overføres fra spennings- <analysep eriode>, kundeID OR anleggsID OR målerID OR mobilnr Analyseperiode, MålerID REPORT Spenningsdatabase Plan-/analyseverktøy Ste g Nr. Hend -else 1 Kun dekl age draft – Detailed Version U1min_max, U1min_min, Tekni ske krav (R-ID) Use Case Name: Bekrefte/ avkrefte stasjonær høy/lav spenning –5– ninger databasen til dataverktøyet 4 Presentere spenninger Spenningene (høyeste og laveste) presenteres for saksbehandleren REPORT Plan-/analyseverktøy Saksbehandler 5 Kvittering Saksbehandleren lukker dataverktøyet / vinduet. REPORT Saksbehandler Plan-/analyseverktøy Scenario Navn: 2. U1min_avg, #U1min_høy, #U1min_lav U1min_max, U1min_min, U1min_avg, #U1min_høy, #U1min_lav Kvittering Løpende innsamling av spenningsdata Navn for Prosess/ Aktivitet Beskrivelse av Prosess/ Aktivitet Service Informasjonsskaper Informasjonsmottaker Informasj on som utveksles 1 Lokal måling/ registrering GET/ REPORT AMS AMS U1min 2 Spørring GET HES AMS målerID 3 Overføre spenninger REPORT AMS HES 4 Overføre spenninger Hvert minutt lagres gjennomsnitt spenning for foregående minutt i måleren for hver fase/linje. Dersom perioden har vært berørt av avbrudd, flagges aktuell verdi. Innsamlingssystemet spør etter høyeste og laveste spenningsmåling siden siste avspørring AMS sender etterspurt informasjon til innsamlingssystemet Innsamlingssystemet lagrer dataene i en database REPORT HES Spenningsdatabase U1min,max U1min,min U1min,avg #U1min_høy, #U1min_lav U1min,max U1min,min U1min,avg #U1min_høy, #U1min_lav Ste g Nr. 5 Hend -else Tekni ske krav (R-ID) Informasjon som utveksles Mer om informasjon som utveksles Navn for informasjon (ID) Beskrivelse av informasjonen <analyseperiode> <starttidspunkt>, <sluttidspunkt> Unik ID Unik ID Unik ID Unik ID 1-minutts gjennomsnitts RMS-verdi av spenningen. Måles for alle forsyningsspenninger, <fase> Høyeste U1min målt i analyseperioden, <starttidspunkt>,<fase> Laveste U1min målt i analyseperioden <starttidspunkt>, <fase> Gjennomsnittsverdi av spenningen målt i analyseperioden, <analyseperiode>, <fase> For løpende innsamling er analyseperioden siden sist innsamling Antall U1min over en angitt grenseverdi, <analyseperiode> Antall U1min under en angitt grenseverdi, Flaggede verdier ekskludert kundeID anleggsID målerID mobilnr U1min U1min_max U1min_min U_avg #U1min_høy #U1min_lav draft – Detailed Version Krav til informasjonen/ data Måleverdier som er berørt av spenningsavbrudd merkes med flagg Flaggede verdier ekskludert Flaggede verdier ekskludert Flaggede verdier ekskludert Flaggede verdier ekskludert Use Case Name: Bekrefte/ avkrefte stasjonær høy/lav spenning Mer om informasjon som utveksles Navn for informasjon (ID) Beskrivelse av informasjonen <analyseperiode> 6 Tekniske krav (valgfri) Tekniske krav (valgfri) Kravkategori Beskrivelse av kategori Krav ID (R-ID) Beskrivelse av krav 7 Begrep og definisjoner Vanlige begrep og definisjoner Begrep draft – Detailed Version Definisjon Krav til informasjonen/ data –6– Use Case Name: Bekrefte/ avkrefte stasjonær høy/lav spenning Vedlegg A – Valgliste Domener 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Transmisjonsnett, sentralnett Distribusjonsnett Mikronett Smart automatisering/instrumentering i stasjoner Distribuerte energikilder Avanserte målesystemer – smart måling Smarte hus, smart bygninger, smart industri – energistyring i bygg og prosesser Elektrisk energilagring Elektrisk transport Asset Management Storskala kraftproduksjon Marked Sikkerhet draft – Detailed Version –7– Use Case Name: Bekrefte/ avkrefte stasjonær høy/lav spenning –8– Vedlegg B – Beskrivelse til steg for steg-tabellen Service: This column identifies the nature of flow of information and the originator of the information. Available options are CREATE, GET, CHANGE, DELETE, CANCEL, EXECUTE derived from IEC 61968-100 section 6.2.2. Additionally, REPORT, TIMER and REPEAT are suggested. CREATE means that an information object is to be created at the Producer. GET (this is the default value if none is populated) means that the Receiver requests information from the Producer (default) CHANGE means that information is to be updated. Producer updates the Receiver’s information. DELETE means that information is to be deleted. Producer deletes information from the Receiver. CANCEL, CLOSE imply actions related to business processes, such as the closure of a work order or the cancellation of a control request EXECUTE is used when a complex transaction is being conveyed using an service, which potentially contains more than one verb REPORT is used to represent transferral of unsolicited information or asynchronous information flows. Producer provides information to the Receiver. TIMER is used to represent a waiting period. When using the TIMER service, the Information Producer and Information Receiver fields shall refer to the same actor. REPEAT is used to indicate that a series of steps is repeated until a condition or trigger occurs. The condition is specified as the text in the “Event” column for this row or step. Following the word REPEAT, shall appear, in parenthesis, the first and last step numbers of the series to be repeated in the following form REPEAT(X-Y) where X is the first step and Y is the last step. These common service definitions are related to automation / information or communication systems. In case the use case template is used for other usages further services might be used and described. draft – Detailed Version USE CASE NAVN: Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Denne use case-malen er basert på en tilpassing av en mal (versjon 0.55) utviklet i regi av EUs standardiseringsmandat M490: " Standardization Mandate to European Standardisation Organisations (ESOs) to support European Smart Grid deployment" For mer informasjon, se: http://www.cen.eu/cen/Sectors/Sectors/UtilitiesAndEnergy/SmartGrids/Pages/default.aspx draft – Detailed Version Use Case navn: Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning – 2 – 1 Beskrivelse av Use Case 1.1 ID 1.2 Ver. Navn på Use Case Område -domene Navn Distribusjonsnettet Bekrefte eller avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Se vedlegg A for liste Versjonshåndtering Dato Navn på forfatter, komite… 0.5 0.9 17.10.13 24.2.14 Henrik Kirkeby Henning Taxt 1.0 28.05.14 Henning Taxt 1.3 Endringer Status til use caset Utkast, endelig versjon… Slått sammen spenningssprang og over-/underspenning Noen endringer i "informasjon som sendes" kladd Første versjon Use casets mål, hensikt, anvendelse Beskrivelse av mål og hensikt med funksjonaliteten til use caset Område, omfang Mål Relatert business case 1.4 Tilknytningspunkt Bekrefte eller avkrefte om det er flere spenningssprang og kortvarige over-/underspenninger i nettet enn tillatt i Forskrift om Leveringskvalitet i kraftnettet (FoL) ved for eksempel en kundeklage Sikre overholdelse av krav til leveringskvaliteten Use case beskrivelse og narrativ Use case beskrivelse Kort beskrivelse – maks 3 setninger Use caset gir en beskrivelse av hvordan man kan undersøke om det er brudd på kravene om tillatt antall spenningssprang i FoL ved hjelp av AMS. Spenningssprang og kortvarige over- og underspenninger registreres i AMS-måleren og antallet registrerte forekomster per døgn overføres til en sentral database. Saksbehandler kan spørre om antallet forekomster hos en enkelt kunde ved behov. Mer detaljert informasjon om spenningsspranget kan overføres ved avspørring av AMS-måleren. Komplett beskrivelse Forskrift om leveringskvalitet i kraftnett stiller krav til maksimum 24 spenningssprang med 3 % økning i stasjonærverdi eller 5 % økning eller mer i maksimumverdi i lavspenningsnettet. Når en kunde tar kontakt med en saksbehandler for å klage på spenningskvaliteten, kan saksbehandleren i NIS hente ut historiske spenningsdata fra en database hvor det ligger lagret antall spenningssprang som overstiger grenserverdiene for maksimumverdi eller stasjonærverdi. I tillegg ligger det lagret i databasen antall kortvarige over- og underspenninger (med varighet). Saksbehandleren kan også ved behov undersøke AMS-måleren til kunden via HES og undersøke høyeste og laveste spenning over en gitt time med høyere tidsoppløsning enn 1 sekund, og mer detaljert info om et begrenset antall kortvarige over- og underspenninger. Saksbehandler kan vurdere resultatene i forhold til FoL, og videre kontakte kunden for og opplyse om funnene og eventuelt opprette en sak for å få utbedret brudd på forskriften. 1.5 Eventuelle kommentarer Eventuelle kommentarer draft – Detailed Version Use Case navn: Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning – 3 – 2 Diagram – skisser av Use Caset Diagram – skisser av Use Caset det anbefales “kontekstdiagram” eller “sekvensdiagram” i UML Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning NIS Innhente spenningsdata <<include>> Presentere spenningsmålinger Saksbehandler Spenningsdatabase Løpende innsamling av spenningsdata <<include>> Kundeklager/ kundehenvendelser Ad hoc-overføring av spenningsdata KIS HES - AMS Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Saksbehandler Spennings database NIS Spørring Data Saksbehandler Spørring Spørring Data Data Kvittering Kvittering Løpende innsamling av spenningsdata AMS Undersøke spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Spennings database HES Registrering (Spørring) Data draft – Detailed Version Data NIS Spørring Data HES - AMS Use Case navn: Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning – 4 – 3 Tekniske detaljer 3.1 Aktører: Mennesker, systemer, applikasjoner, databaser, anlegg, komponenter, utstyr og andre interessenter Aktørnavn Aktørtype Saksbehandler Spenningsdatabase NIS HES - AMS Rolle Database System System Se egen liste 3.2 Tilleggsinformasjon for dette spesifikke use caset Se egen liste Forutsetninger, antakelser, hendelser Aktør/System/Informasjon/Kontrakt 3.3 Utløsende hendelse – hva trigger dette use caset Startbetingelser Forutsetninger Referanser No. 3.4 Aktørbeskrivelse Se egen liste Referanse type – lov, standard, litteratur Referanse Status Konsekvenser for Use Caset Opphav/ organisasjon Link Informasjon om Use Case Evt. relasjon til andre use case Informasjon for klassifisering Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning, Bekrefte/avkrefte høy/lav spenning Nivå / dybde Spesifikk Prioritering: (obligatorisk/pålagt, intern prioritering, tidsaspekt…) Generisk, regional eller nasjonal interesse/anvendelse Generisk Orientering - Teknisk orientert, forretningsmessig orientert… Teknisk orientert Stikkord (for søk, klassifisering) 4 4.1 Nr. Use caset steg for steg Steg – Scenarionavn Scenario-navn Primær Aktør Utløsende Startbetingelser/ hendelse Starttilstand 1 Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning NIS Kundeklage på spenningskvalitet Innsamlede spenningsdata tilgjengelig via en spenningsdatabase 2 Undersøke data om spenningssprang og kortvarig over- og underspenning NIS Kundeklage på spenningskvalitet 3 Løpende innsamling av spenningsdata AMS-måler Tilgjengelig AMSmåler med registrerte spenningsdata tilgjengelig for uttak AMS-måler fungerer og har kontakt med spenningsverdidatabasen via HES draft – Detailed Version Sluttbetingelser/ Slutt-tilstand Melding om spenningskvalitet til kunde, eventuelt å iverksette en sak for å utføre utbedringer Melding om spenningskvalitet til kunde, eventuelt å iverksette en sak for å utføre utbedringer Antall sprang, overog underspenninger registrert i spenningsdatabasen Use Case navn: Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning – 5 – 4.2 Steg – Scenario Tilgjengelige services er: CREATE, GET, CHANGE, DELETE, CLOSE, EXECUTE, REPORT, TIMER, REPEAT. Forklaring i vedlegg B Scenario Navn: Ste g Nr. Hend -else 1 1. Navn for Prosess/ Aktivitet Identifisere / aktivere aktuelt sted i nettet 2 Spørring 3 Dataoverføring 4 Dataoverføring 5 Kvittering Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Beskrivelse av Prosess/ Aktivitet Saksbehandler (kundebehand ler) taster inn identifikasjon på kunden Dataverktøyet spør spenningsdatb asen om antall hendelser for den aktuelle kunden Antall hendelser overføres fra spenningsdatabasen til dataverktøyet Antall hendelser presenteres for saksbehandler en Saksbehandle ren lukker dataverktøyet / vinduet. Service Informasjonsskaper Informasjon s-mottaker Informasjon som utveksles GET Saksbehandler NIS GET NIS Spenningsdatabase Spenningsdatabase NIS #Usprang, #Usprang_max #Uoverspenning, #Uunderspenning NIS Saksbehandler #Usprang_stasj, #Usprang_max #Uoverspenning, #Uunderspenning Saksbehandler NIS Kvittering <analyseperi ode>, kundeID OR anleggsID OR målerID OR mobilnr <analyseperi ode>, målerID Tekniske krav (RID) Tilgjengelige services er: CREATE, GET, CHANGE, DELETE, CLOSE, EXECUTE, REPORT, TIMER, REPEAT. Forklaring i vedlegg B Scenario Navn: 2. Undersøke data om spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Navn for Prosess/ Aktivitet Beskrivelse av Prosess/ Aktivitet Service Informasjonsskaper Informasjon s-mottaker Informasjon som utveksles 1 Identifisere / aktivere aktuelt sted i nettet GET Saksbehandler NIS <analyseperiode >, kundeID OR anleggsID OR målerID OR mobilnr 2 Spørring GET NIS HES - AMS <analyseperiode >, kundeID OR anleggsID OR målerID OR mobilnr 3 Dataoverføring Saksbehandler (kundebehand ler) taster inn identifikasjon på kunden og analyseperioden Dataverktøyet spør HES om målinger av spenningsendr ingsforløp for den aktuelle kunden Spenningsmålinger overføres fra HES til dataverktøyet HES - AMS NIS Umax, Umin, Upre_stasj, tidstart, Umax, tidUmax, Upost_stasj, tidslutt Ste g Nr. Hend -else draft – Detailed Version Tekni ske krav (R-ID) Use Case navn: Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning – 6 – 4 Dataoverføring 5 Kvittering Scenario Navn: 3. Hendelsene presenteres for saksbehandler en Saksbehandle ren lukker dataverktøyet / vinduet. NIS Saksbehand ler Saksbehandler NIS Umax, Umin, Upre_stasj, tidstart, Umax, tidUmax, Upost_stasj, tidslutt Kvittering Løpende innsamling av spenningsdata Navn for Prosess/ Aktivitet Beskrivelse av Prosess/ Aktivitet Service Informasjonsskaper Informasjon s-mottaker Informasjon som utveksles 1 Lokal måling/ registrering og lagring Hvert spenningsendringsforløp lagres i måleren. Dersom perioden har vært berørt av avbrudd, flagges aktuell hendelsen. GET/ REPORT AMS AMS 2 Spørring GET HES AMS 3 Overføre spenninger REPORT AMS HES #Usprang, #Usprang_max #Uoverspenning, #Uunderspenning 4 Overføre spenninger Innsamlingssystemet spør etter antall hendelser siden siste avspørring AMS sender etterspurt informasjon til innsamlingssystemet Innsamlingssystemet lagrer dataene i en database Umax, Umin, Upre_stasj, tidstart, Umax, tidUmax, Upost_stasj, tidslutt #Usprang, #Usprang_max #Uoverspenning, #Uunderspenning målerID REPORT HES Spenningsdatabase #Usprang, #Usprang_max #Uoverspenning, #Uunderspenning Ste g Nr. 5 Hend -else Tekni ske krav (R-ID) Informasjon som utveksles Mer om informasjon som utveksles Navn for informasjon (ID) Beskrivelse av informasjonen <analyseperiode> <starttidspunkt>, <sluttidspunkt> kundeID anleggsID målerID mobilnr #Usprang_stasj, #Usprang_max Δt #Uoverspenning #Uunderspenning Upre_stasj draft – Detailed Version Antall spenningsendringsforløp med ΔUstasjonær > 3 % Antall spenningsendringsforløp med ΔUmax > 5% Varigheten til spenningsendringsforløpet, over- eller underspenningen Antall hurtige økninger i spenningens effektivverdi til høyere enn 110 % av avtalt spenningsnivå i analyseperioden, med varighet fra 10 ms til 60 sekund Antall hurtige reduksjoner i spenningens effektivverdi til lavere enn 90 % av avtalt spenningsnivå i analyseperioden, med varighet fra 10 ms til 60 sekund Stasjonær spenning før spenningsspranget Krav til informasjonen/ data For løpende innsamling er analyseperioden siden sist innsamling Use Case navn: Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning – 7 – Mer om informasjon som utveksles Navn for informasjon (ID) Beskrivelse av informasjonen tidstart Tidspunkt ved spenningsendringsforløpets start Stasjonær spenning etter spenningsspranget Tidspunkt ved spenningsendringsforløpets slutt Maksimum spenning i løpet av spenningsspranget Tidspunkt for Umax Upost_stasj tidslutt Umax tidUmax Tekniske krav (valgfri) Tekniske krav (valgfri) Kravkategori Beskrivelse av kategori Krav ID (R-ID) Beskrivelse av krav 6 Begrep og definisjoner Vanlige begrep og definisjoner Begrep draft – Detailed Version Definisjon Krav til informasjonen/ data Use Case navn: Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning – 8 – Vedlegg A – Valgliste Domener 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Transmisjonsnett, sentralnett Distribusjonsnett Mikronett Smart automatisering/instrumentering i stasjoner Distribuerte energikilder Avanserte målesystemer – smart måling Smarte hus, smart bygninger, smart industri – energistyring i bygg og prosesser Elektrisk energilagring Elektrisk transport Asset Management Storskala kraftproduksjon Marked Sikkerhet draft – Detailed Version Use Case navn: Bekrefte/avkrefte spenningssprang og kortvarig over- og underspenning – 9 – Vedlegg B – Beskrivelse til steg for steg-tabellen Service: This column identifies the nature of flow of information and the originator of the information. Available options are CREATE, GET, CHANGE, DELETE, CANCEL, EXECUTE derived from IEC 61968-100 section 6.2.2. Additionally, REPORT, TIMER and REPEAT are suggested. CREATE means that an information object is to be created at the Producer. GET (this is the default value if none is populated) means that the Receiver requests information from the Producer (default) CHANGE means that information is to be updated. Producer updates the Receiver’s information. DELETE means that information is to be deleted. Producer deletes information from the Receiver. CANCEL, CLOSE imply actions related to business processes, such as the closure of a work order or the cancellation of a control request EXECUTE is used when a complex transaction is being conveyed using an service, which potentially contains more than one verb REPORT is used to represent transferral of unsolicited information or asynchronous information flows. Producer provides information to the Receiver. TIMER is used to represent a waiting period. When using the TIMER service, the Information Producer and Information Receiver fields shall refer to the same actor. REPEAT is used to indicate that a series of steps is repeated until a condition or trigger occurs. The condition is specified as the text in the “Event” column for this row or step. Following the word REPEAT, shall appear, in parenthesis, the first and last step numbers of the series to be repeated in the following form REPEAT(X-Y) where X is the first step and Y is the last step. These common service definitions are related to automation / information or communication systems. In case the use case template is used for other usages further services might be used and described. draft – Detailed Version USE CASE NAVN: Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Denne use case-malen er basert på en tilpassing av en mal (versjon 0.55) utviklet i regi av EUs standardiseringsmandat M490: " Standardization Mandate to European Standardisation Organisations (ESOs) to support European Smart Grid deployment" For mer informasjon, se: http://www.cen.eu/cen/Sectors/Sectors/UtilitiesAndEnergy/SmartGrids/Pages/default.aspx draft – Detailed Version Use Case navn: Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning– 2 – 1 Beskrivelse av Use Case 1.1 ID 1.2 Ver. 0.5 0.9 1.3 Navn på Use Case Område -domene Navn Distribusjonsnett Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Se vedlegg A for liste Versjonshåndtering Dato 17.10.13 28.02.14 Navn på forfatter, komite… Henrik Kirkeby Henning Taxt Endringer Status til use caset Utkast, endelig versjon… Mindre endringer kladd utkast Use casets mål, hensikt, anvendelse Beskrivelse av mål og hensikt med funksjonaliteten til use caset Område, omfang Mål Relatert business case 1.4 Distribusjonsnettet Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning i distribusjonsnettet. Bekrefte/avkrefte spenningssprang/spenningsdipp Use case beskrivelse og narrativ Use case beskrivelse Kort beskrivelse – maks 3 setninger Use caset gir en beskrivelse av hvordan lokalisere kilden til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning i distribusjonsnettet ved å foreta en avspørring av spenning og effektflyt i AMS-målere med oppløsning på 1 sekund eller mindre. Use Caset vil forenkle prosessen ved kundeklage pga. blinking i lys, ved å gi en tydelig indikasjon på problemkildens lokalisering. Komplett beskrivelse Forskrift om leveringskvalitet i kraftnett stiller krav til maksimum 24 spenningssprang med 3 % økning i stasjonærverdi eller med 5 % økning eller mer i maksimumverdi i lavspenningsnettet. Det er også krav til maksimum tillatte flimmerverdier hos kunder. Ved brudd på forskriftene vil det være relevant å undersøke kilden til spenningssprangene for å planlegge tiltak for å utbedre brudd på forskriften. En saksbehandler foretar avspørringer av flere AMS-målere, ved å søke opp et avgrenset område i NIS og tidsrom avgrenset til sekundene rundt da spenningssprang er registrert. Saksbehandleren kan få presentert en grafisk oversikt i nettskjemaet i NIS over effektflyt i det tidsrommet som undersøkes, og kan på den måten undersøke kilden til de effektvariasjonene som skaper spenningssprang i distribusjonsnettet. Saksbehandlere kan etter å ha identifisert kildene til spenningssprangene starte en sak for å sørge for utbedring av spenningskvaliteten hos spenningskilden, i distribusjonsnettet og hos de berørte abonnentene. Spenningssprang kan også ha opphav andre steder i nettet enn der klagen kommer fra. Da kan området som inkluderes i fremgangsmåten utvides. 1.5 Eventuelle kommentarer Eventuelle kommentarer Det bør inkluderes en sjekk om hvorvidt spenningsspranget / kortvarig over- og underspenning har opphav i overliggende nett. Dette kan være en spørring mot spenningsovervåkning i transformatorstasjon eller mot spenningsmålinger i andre deler av nettet. draft – Detailed Version Use Case navn: Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning– 3 – 2 Diagram – skisser av Use Caset Diagram – skisser av Use Caset det anbefales “kontekstdiagram” eller “sekvensdiagram” i UML Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning NIS Finne sannsynlig kilde Innhente AMS-data <<include>> HES - AMS Saksbehandler Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Saksbehandler NIS Spørring HES - AMS Spørring Data Data Kvittering 3 Tekniske detaljer 3.1 Aktører: Mennesker, systemer, applikasjoner, databaser, anlegg, komponenter, utstyr og andre interessenter Aktørnavn Se egen liste Aktørtype Se egen liste Aktørbeskrivelse Tilleggsinformasjon for dette spesifikke use caset Se egen liste Saksbehandler NIS HES - AMS Kommunikasjonssystem 3.2 AMS måler i HES Forutsetninger, antakelser, hendelser Aktør/System/Informasjon/Kontrakt Utløsende hendelse – hva trigger Saksbehandler Et problem med spenningssprang eller kortvarige over- og underspenninger er oppdaget, men det er ikke kjent hva som er kilden til spenningsspranget. Saksbehandler NIS draft – Detailed Version dette use caset Startbetingelser Forutsetninger Det må være kjent i hvilket tidsrom spenningsspranget forekom. Nettimpedanser eller kortslutningsytelser ligger i NIS Use Case navn: Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning– 4 – 3.3 Referanser No. 3.4 Referanse type Referanse – lov, standard, litteratur Status Konsekvenser for Use Caset Opphav/ organisasjon Link Informasjon om Use Case Evt. relasjon til andre use case Informasjon for klassifisering Spenningskvalitet Nivå / dybde Spesifikk Prioritering: (obligatorisk/pålagt, intern prioritering, tidsaspekt…) Generisk, regional eller nasjonal interesse/anvendelse Generisk Orientering - Teknisk orientert, forretningsmessig orientert… Teknisk orientert Stikkord (for søk, klassifisering) 4 4.1 Use caset steg for steg Steg – Scenarionavn Nr. Scenario-navn Primær Aktør 1 Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Plan/analyseverktøy 4.2 1 Startbetingelser/ hendelse Starttilstand Kjent problem med spenningssprang eller kortvarige overog underspenninger i distribusjonsnettet Tilgjengelig AMSmåler med registrerte lastdata tilgjengelig for uttak Sluttbetingelser/ Slutt-tilstand Kjennskap til kilde for spenningssprang og opprettelse av sak for utbedring av spenningskvalitetspr oblemene. Steg – Scenario Scenario Navn: Ste g Nr. Utløsende Hend -else 1. Navn for Prosess/ Aktivitet Identifisere aktuelt sted i nettet 2 Spørring 3 Dataoverføring 4 Presentasjon Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning Beskrivelse av Prosess/ Aktivitet Saksbehandle ren angir i brukergrensesnittet hvilket område og tidsintervall som skal undersøkes Programvaren spør etter målinger for valgt område og tidsintervall fra måleren Etterspurte målinger overføres til programvaren Forskjell i last innenfor draft – Detailed Version Service Informasjonsskaper Informasjonsmottaker Informasjon som utveksles GET Saksbehandler NIS GET NIS HES - AMS <analyseper iode>, liste med målerID HES - AMS NIS NIS Saksbehandler P/I<1s P/I1time (Q<1s) (U<1s,max) (U<1s,min) Grafisk presentasjo <analyseper iode>, anleggsID OR målerID Tekniske krav (RID) Use Case navn: Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning– 5 – 5 5 Kvittering perioden delt på kortslutningsytelse presenteres i kart. Saksbehandler lukker applikasjonen n av last og spenning CLOSE Saksbehandler NIS Kvittering Informasjon som utveksles Mer om informasjon som utveksles Navn for informasjon (ID) Beskrivelse av informasjonen <analyseperiode> <starttidspunkt>, <sluttidspunkt> anleggsID målerID Liste med målerID U1s,max U1s,min P/I<1s Q1s Grafisk presentasjon av last og spenning Liste med alle målerID i valgt område/krets Maksimum 1-sekunds spenningsverdi registrert i løpet av en gitt time Minimum 1-sekunds spenningsverdi registrert i løpet av en gitt time, med tilhørende timestamp 1-sekunds (eller kortere) effekt eller strøm registrert med tilhørende timestamp (ideelt sett også med tilhørende spenning) 1-sekunds reaktiv effekt registrert med tilhørende timestamp Grafisk framstilling hvordan P1s*Rk + Q1s*Xk endrer seg for hver abonnent gjennom perioden. (Samtidig visning av spenningsmålinger) Tekniske krav (valgfri) Tekniske krav (valgfri) Kravkategori Beskrivelse av kategori Krav ID (R-ID) Beskrivelse av krav 6 Begrep og definisjoner Vanlige begrep og definisjoner Begrep draft – Detailed Version Definisjon Krav til informasjonen/ data For løpende innsamling er analyseperioden siden sist innsamling Use Case navn: Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning– 6 – Vedlegg A – Valgliste Domener 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Transmisjonsnett, sentralnett Distribusjonsnett Mikronett Smart automatisering/instrumentering i stasjoner Distribuerte energikilder Avanserte målesystemer – smart måling Smarte hus, smart bygninger, smart industri – energistyring i bygg og prosesser Elektrisk energilagring Elektrisk transport Asset Management Storskala kraftproduksjon Marked Sikkerhet draft – Detailed Version Use Case navn: Lokalisere kilde til spenningssprang og kortvarig over- og underspenning– 7 – Vedlegg B – Beskrivelse til steg for steg-tabellen Service: This column identifies the nature of flow of information and the originator of the information. Available options are CREATE, GET, CHANGE, DELETE, CANCEL, EXECUTE derived from IEC 61968-100 section 6.2.2. Additionally, REPORT, TIMER and REPEAT are suggested. CREATE means that an information object is to be created at the Producer. GET (this is the default value if none is populated) means that the Receiver requests information from the Producer (default) CHANGE means that information is to be updated. Producer updates the Receiver’s information. DELETE means that information is to be deleted. Producer deletes information from the Receiver. CANCEL, CLOSE imply actions related to business processes, such as the closure of a work order or the cancellation of a control request EXECUTE is used when a complex transaction is being conveyed using an service, which potentially contains more than one verb REPORT is used to represent transferral of unsolicited information or asynchronous information flows. Producer provides information to the Receiver. TIMER is used to represent a waiting period. When using the TIMER service, the Information Producer and Information Receiver fields shall refer to the same actor. REPEAT is used to indicate that a series of steps is repeated until a condition or trigger occurs. The condition is specified as the text in the “Event” column for this row or step. Following the word REPEAT, shall appear, in parenthesis, the first and last step numbers of the series to be repeated in the following form REPEAT(X-Y) where X is the first step and Y is the last step. These common service definitions are related to automation / information or communication systems. In case the use case template is used for other usages further services might be used and described. draft – Detailed Version USE CASE NAVN: Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast Denne use case-malen er basert på en tilpassing av en mal (versjon 0.55) utviklet i regi av EUs standardiseringsmandat M490: " Standardization Mandate to European Standardisation Organisations (ESOs) to support European Smart Grid deployment" For mer informasjon, se: http://www.cen.eu/cen/Sectors/Sectors/UtilitiesAndEnergy/SmartGrids/Pages/default.aspx draft – Detailed Version Use Case navn: Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast 1 Beskrivelse av Use Case 1.1 Navn på Use Case ID Navn Distribusjonsnett Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast Versjonshåndtering Ver. 1.3 Område -domene Se vedlegg A for liste 1.2 0.5 1.0 –2– Dato 17.10.13 28.05.14 Navn på forfatter, komite… Henrik Kirkeby Henning Taxt Endringer Status til use caset Utkast, endelig versjon… Mindre endringer kladd Første versjon Use casets mål, hensikt, anvendelse Beskrivelse av mål og hensikt med funksjonaliteten til use caset Område, omfang Mål Relatert business case 1.4 Distribusjonsnettet. Vise den stasjonære variasjonen til spenningen over et lengre tidsrom under forskjellige lastforhold for å belyse eventuelle behov for oppgraderinger og kapasitetsutvidelser i nettet. Presentere spenningsmarginer, Bekrefte/avkrefte høy/lav spenning Use case beskrivelse og narrativ Use case beskrivelse Kort beskrivelse – maks 3 setninger Use caset gir en beskrivelse av hvordan det stasjonære spenningsnivået i systemet kan presenteres grafisk, og hvilken nytteverdi denne informasjonen har for nettselskapet. Komplett beskrivelse Tidligere har målinger av spenningsnivå ved tilknytningspunkt på distribusjonsnivå ikke vært mulig uten å benytte personell i felt. Det vil gi nettselskapene stor nytteverdi å få tilgang til data om spenningsnivået hos forbruker, og se hvordan dette varierer over dager, uker og måneder. Det er relativt små mengder data som er nødvendig for å kunne dra nytte av trendene i systemet over tid. AMS-måleren må være i stand til å måle 1-minutts RMS verdi av spenningen, og disse lagres lokalt i måleren. For nettselskapet vil det være tilstrekkelig å få overført maks-, min- og snittverdi av disse målingene i løpet av en uke, som lagres i en spenningsdatabase. Det gir total 3 verdier * 52 uker = 156 verdier som må lagres per kunde per år. Denne informasjonen kan være verdifull i flere prosesser i drift, analyse og planlegging av nett. Dette use caset vil fokusere på muligheten for å fremstille nettkapasiteten grafisk. Ved å hente ut den høyeste og laveste spenningsverdiene hver bolig opplever i løpet av et år, og sortere dem etter størrelse, vil en kunne få en oversikt over hvilke tilknytninger som ligger utenfor eller nærme systemgrensene for spenning. Saksbehandleren kan eksempelvis starte med en oversikt over alle målepunkt som er tilknyttet en fordelingstransformator. Grafen vil da illustrere spenningsforskjellene i ulike deler av systemet. Det kan så være funksjoner for å zoome inn på ønskede deler av grafen, for eksempel de laveste spenningsverdiene. Det vil da fremgå av grafen hvilke undertransformatorer disse målepunktene tilhører. Videre kan en hente ut grafer som viser alle tilknytninger til en valgt fordelingstransformator eller radial. En slik grafisk fremstilling av ekstremverdiene observert av hver enkelt husstand gir et godt inntrykk av tilgjengelig nettkapasitet med tanke på spenninger. Use caset vil også være nyttig for å bestemme optimal transformatortrinning/samleskinnespenning på mellomspenningsnivå. 1.5 Eventuelle kommentarer Eventuelle kommentarer 2 Diagram – skisser av Use Caset Diagram – skisser av Use Caset det anbefales “kontekstdiagram” eller “sekvensdiagram” i UML draft – Detailed Version Use Case navn: Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast –3– Gi oversikt over spenningsforhold ved tung og lett last <<include>> Presentere spenninger NIS/GIS Innhente spenningsdata Spenningsdatabase Løpende innsamling av spenningsdata Saksbehandler HES - AMS Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast Saksbehandler Spennings database NIS Spørring Løpende innsamling av spenningsdata AMS Registrering Spørring Data Data (Spørring) Data Kvittering 3 Data Tekniske detaljer 3.1 Aktører: Mennesker, systemer, applikasjoner, databaser, anlegg, komponenter, utstyr og andre interessenter Aktørnavn Se egen liste Aktørtype Se egen liste Aktørbeskrivelse Tilleggsinformasjon for dette spesifikke use caset Se egen liste Saksbehandler Spenningsdatabase NIS GIS AMS-måler HES 3.2 Integrert i NIS Forutsetninger, antakelser, hendelser Aktør/System/Informasjon/Kontrakt 3.3 No. 3.4 Spennings database HES Utløsende hendelse – hva trigger dette use caset Startbetingelser Forutsetninger Referanser Referanse type – lov, standard, litteratur Referanse Informasjon om Use Case draft – Detailed Version Status Konsekvenser for Use Caset Opphav/ organisasjon Link Use Case navn: Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast Evt. relasjon til andre use case –4– Informasjon for klassifisering Nettplanlegging Nivå / dybde Spesifikk Prioritering: (obligatorisk/pålagt, intern prioritering, tidsaspekt…) Generisk, regional eller nasjonal interesse/anvendelse Generisk Orientering - Teknisk orientert, forretningsmessig orientert… Teknisk orientert Stikkord (for søk, klassifisering) Nettplanlegging, nettutnyttelse, spenningsmålinger 4 4.1 Nr. Use caset steg for steg Steg – Scenarionavn Scenario-navn Primær Aktør 1 Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast NIS 2 Løpende innsamling av spenningsdata AMS-måler 4.2 Utløsende Startbetingelser/ hendelse Starttilstand Ønske om oversiktsbilde av utnyttelse i distribusjonsnettet ved nettplanlegging Innsamlede spenningsdata tilgjengelig via en spenningsdatabase Sluttbetingelser/ Slutt-tilstand AMS-måler fungerer og har kontakt med spenningsverdidatab asen via HES Oversikt over utnyttelse i nettet, kjennskap til områder som må analyseres nærmere for kapasitetsutvidelser Spenningsdata registrert i spenningsdatabasen Steg – Scenario Tilgjengelige services er: CREATE, GET, CHANGE, DELETE, CLOSE, EXECUTE, REPORT, TIMER, REPEAT. Forklaring i vedlegg B Scenario Navn: 1. Gi oversikt over spenningsforhold ved normal, tung- og lettlast Navn for Prosess/ Aktivitet Beskrivelse av Prosess/ Aktivitet Service Informasjonsskaper Informasjon s-mottaker Informasjon som utveksles 1 Valg av område, radial eller abonnent, årstall GET Saksbehandler GIS/NIS <årstall>, anleggsID 2 Hent spennings data GET GIS/NIS Spenningsdatabase <årstall>, <presentasj onslengde>, målerID 3 Hent spennings data Spenningsdatabase NIS/GIS U1min_max, U1min_min 4 Analyser nettutnytte lse Saksbehandler velger årstall/periode og nettområde som skal undersøkes Dataprogrammet etterspør spenningsmåling er for de aktuelle målerne Spenningsmålin gene overføres fra spenningsdatab asen til dataprogrammet Spenningsmålin gene presenteres i kart og i grafer med grensesnitt som tillater navigering i utsnitt av kart/graf NIS/GIS Saksbehand ler Grafisk presentasjon av spenninger Ste g Nr. Hend -else draft – Detailed Version Tekniske krav (RID) Use Case navn: Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast 5 Kvittering Scenario Navn: Saksbehandler lukker programmet/vind uet 2. Close Saksbehandler NIS –5– Kvittering Løpende innsamling av spenningsdata Ste g Nr. Hend -else Navn for Prosess/ Aktivitet Beskrivelse av Prosess/ Aktivitet Service Informasjonsskaper Informasjonsmottaker Informasjon som utveksles 1 Tim er Lokal måling/ registrering REPORT AMS-måler AMS-måler U1min 2 Tim er Spørring Hvert minutt lagres gjennomsnitt spenning for foregående minutt i måleren for hver fase/linje. Dersom perioden har vært berørt av avbrudd, flagges aktuell verdi. Innsamlingssystemet spør etter høyeste og laveste spenningsmåling siden siste avspørring AMS sender etterspurt informasjon til innsamlingssystemet Innsamlingssystemet lagrer dataene i en database GET HES AMS-måler målerID REPORT AMS-måler HES U1min_max, U1min_min REPORT HES Spenningsdatabase U1min_max, U1min_min 3 Overføring til HES 4 Overføring til Spenningsdatabase 5 Tekni ske krav (R-ID) Informasjon som utveksles Mer om informasjon som utveksles Navn for informasjon (ID) årstall anleggsID U1min U1min_max U1min_min 6 Beskrivelse av informasjonen 1-minutts gjennomsnitts RMS-verdi av spenningen. Måles for alle forsyningsspenninger, <fase> Høyeste U1min målt i analyseperioden, <starttidspunkt>,<fase> Laveste U1min målt i analyseperioden <starttidspunkt>, <fase> Tekniske krav (valgfri) Tekniske krav (valgfri) Kravkategori Beskrivelse av kategori Krav ID (R-ID) Beskrivelse av krav draft – Detailed Version Krav til informasjonen/ data Måleverdier som er berørt av spenningsavbrudd merkes med flagg Flaggede verdier ekskludert Flaggede verdier ekskludert Use Case navn: Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast 7 Begrep og definisjoner Vanlige begrep og definisjoner Begrep draft – Detailed Version Definisjon –6– Use Case navn: Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast Vedlegg A – Valgliste Domener 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Transmisjonsnett, sentralnett Distribusjonsnett Mikronett Smart automatisering/instrumentering i stasjoner Distribuerte energikilder Avanserte målesystemer – smart måling Smarte hus, smart bygninger, smart industri – energistyring i bygg og prosesser Elektrisk energilagring Elektrisk transport Asset Management Storskala kraftproduksjon Marked Sikkerhet draft – Detailed Version –7– Use Case navn: Gi oversikt over spenningsforhold ved tung- og lettlast –8– Vedlegg B – Beskrivelse til steg for steg-tabellen Service: This column identifies the nature of flow of information and the originator of the information. Available options are CREATE, GET, CHANGE, DELETE, CANCEL, EXECUTE derived from IEC 61968-100 section 6.2.2. Additionally, REPORT, TIMER and REPEAT are suggested. CREATE means that an information object is to be created at the Producer. GET (this is the default value if none is populated) means that the Receiver requests information from the Producer (default) CHANGE means that information is to be updated. Producer updates the Receiver’s information. DELETE means that information is to be deleted. Producer deletes information from the Receiver. CANCEL, CLOSE imply actions related to business processes, such as the closure of a work order or the cancellation of a control request EXECUTE is used when a complex transaction is being conveyed using an service, which potentially contains more than one verb REPORT is used to represent transferral of unsolicited information or asynchronous information flows. Producer provides information to the Receiver. TIMER is used to represent a waiting period. When using the TIMER service, the Information Producer and Information Receiver fields shall refer to the same actor. REPEAT is used to indicate that a series of steps is repeated until a condition or trigger occurs. The condition is specified as the text in the “Event” column for this row or step. Following the word REPEAT, shall appear, in parenthesis, the first and last step numbers of the series to be repeated in the following form REPEAT(X-Y) where X is the first step and Y is the last step. These common service definitions are related to automation / information or communication systems. In case the use case template is used for other usages further services might be used and described. draft – Detailed Version USE CASE NAVN: Presentere spenningsmarginer Denne use case-malen er basert på en tilpassing av en mal (versjon 0.55) utviklet i regi av EUs standardiseringsmandat M490: " Standardization Mandate to European Standardisation Organisations (ESOs) to support European Smart Grid deployment" For mer informasjon, se: http://www.cen.eu/cen/Sectors/Sectors/UtilitiesAndEnergy/SmartGrids/Pages/default.aspx draft – Detailed Version Use Case navn: Presentere spenningsmarginer 1 Beskrivelse av Use Case 1.1 Navn på Use Case ID Navn Distribusjonsnettet Presentere spenningsmarginer Versjonshåndtering Ver. 1.3 Område -domene Se vedlegg A for liste 1.2 0.5 0.6 0.7 1.0 –2– Dato 17.10.13 24.10.13 6.11.13 28.05.13 Navn på forfatter, komite… Henrik Kirkeby Øystein Sagosen Henning Taxt Henning Taxt Endringer Status til use caset Utkast, endelig versjon… Mindre endringer i tekst og Krav til informasjon kladd kladd kladd Første versjon Use casets mål, hensikt, anvendelse Beskrivelse av mål og hensikt med funksjonaliteten til use caset Område, omfang Mål Relatert business case 1.4 Distribusjonsnettet. Effektivt vise marginene til full kapasitetsutnyttelse i en nettstasjonskrets med hensyn til spenninger hos sluttbruker. Optimal investering og utnyttelse av eksisterende nett Use case beskrivelse og narrativ Use case beskrivelse Kort beskrivelse – maks 3 setninger Høyeste og laveste 1-minuttsverdi for spenning samles inn fra AMS-målere for hver dag (eller uke). Disse benyttes senere til analyse av kapasitetsutnyttelsen i en nettstasjonskrets eller radial. Høyeste og laveste målte spenning hos hver kunde presenteres grafisk, sortert fra høyeste til laveste målte verdi, eller etter lokalisering langs radialen. Dette Use Case kan også benyttes: • Dersom kunde har for lav/høy spenning Kan transformator trinnes? • Ved dimensjonering og endring i mellomspenningsnett Hvilke spenningsbånd kan tillates ved NS? Komplett beskrivelse Ved tilknytning av nye abonnenter må nettselskap sørge for at det er tilgjengelig kapasitet i nettet. Spenningene i nettet må være innenfor ±10 % av nominell spenning for alle tilknytninger, og det er typisk boliger som ligger nærmest og lengst unna transformatoren som er mest utsatt. AMS kan være til nytte for nettselskap ved å måle og lagre maksimum og minimum verdier for spenningen i nettet over et år. Dette gir en oversikt over utnyttelsen av nettet, og viser om nettet er overbelastet eller har tilgjengelig kapasitet. Når en ny kunde ønsker å tilknyttes nettet, så vil de lagrede dataene vise om kunden kan tilknyttes uten oppgraderinger i nettet, eller om det må tilføres ny kapasitet. Ved å registrere antall ganger spenningen er utenfor et bånd på ±8 % av Un, så kan det raskt kontrolleres om nettet nærmer seg kapasitetsgrensene, uten å undersøke andre målinger nøyere. Dersom den stasjonære spenningen er utenfor kravene på ±10 %, som angitt i forskrift om leveringskvalitet i kraftnettet (FoL), i øvre sjikt hos den kunden nærmest fordelingstransformatoren, og i nedre sjikt hos den kunden som er elektrisk lengst unna fordelingstransformatoren, så er nettet fullt utnyttet og må oppgraderes. Dersom kun én av kundene bryter kravene så kan det være aktuelt å trinne transformatoren, og hvis begge kundene er et stykke fra grenseverdiene så er det fortsatt tilgjengelig kapasitet i nettet. 1.5 Eventuelle kommentarer Eventuelle kommentarer 2 Diagram – skisser av Use Caset Diagram – skisser av Use Caset det anbefales “kontekstdiagram” eller “sekvensdiagram” i UML draft – Detailed Version Use Case navn: Presentere spenningsmarginer –3– Presentere spenningsmarginer <<include>> Plan-/analyseverktøy Presentere spenningsmarginer Innhente spenningsdata Spenningsdatabase Løpende innsamling av spenningsdata Saksbehandler HES - AMS Løpende innsamling av spenningsdata Presentere spenningsmarginer Saksbehandler Spennings database Plan/analyseverktøy Spørring AMS Registrering Spørring Data Data Spennings database HES Data Data Kvittering 3 Tekniske detaljer 3.1 Aktører: Mennesker, systemer, applikasjoner, databaser, anlegg, komponenter, utstyr og andre interessenter Aktørnavn Aktørtype Saksbehandler Spenningsdatabase Plan-/analyse-verktøy HES AMS-måler Rolle Database Applikasjon System Komponent Se egen liste 3.2 Se egen liste No. 3.4 Tilleggsinformasjon for dette spesifikke use caset Se egen liste Forutsetninger, antakelser, hendelser Aktør/System/Informasjon/Kontrakt 3.3 Aktørbeskrivelse Utløsende hendelse – hva trigger dette use caset Startbetingelser Forutsetninger Referanser Referanse type – lov, standard, litteratur Referanse Informasjon om Use Case draft – Detailed Version Status Konsekvenser for Use Caset Opphav/ organisasjon Link Use Case navn: Presentere spenningsmarginer Evt. relasjon til andre use case –4– Informasjon for klassifisering Varsel ved varig høy/lav spenning, Gi oversikt over spenningsforhold ved lett og tung last, Bekrefte/avkrefte høy/lav spenning Nivå / dybde Spesifikk Prioritering: (obligatorisk/pålagt, intern prioritering, tidsaspekt…) Generisk, regional eller nasjonal interesse/anvendelse Generisk Orientering - Teknisk orientert, forretningsmessig orientert… Teknisk orientert Stikkord (for søk, klassifisering) Nettplanlegging, tilknytning av nye abonnenter, spenningsmålinger 4 4.1 Nr. Use caset steg for steg Steg – Scenarionavn Scenario-navn Primær Aktør 1 Presentere spenningsmarginer Saksbehander 2 Løpende innsamling av spenningsdata AMS 4.2 Utløsende Startbetingelser/ hendelse Starttilstand Sluttbetingelser/ Søknad om å bli tilknyttet distribusjonsnettet eller spenningsklage (eller annet behov) Forespørsel via HES til AMS om spenningsdata Innsamlede spenningsdata tilgjengelig via en spenningsdatabase Spenningsmarginen e i nettet er kjent for saksbehandler AMS måler registrerer spenningsdata kontinuerlig Spenningsdata lagret i spenningsdatabase Slutt-tilstand Steg – Scenario Tilgjengelige services er: CREATE, GET, CHANGE, DELETE, CLOSE, EXECUTE, REPORT, TIMER, REPEAT. Forklaring i vedlegg B Scenario Navn: Ste g Nr. 1 Hend -else 1. Navn for Prosess/ Aktivitet Lokalisering av aktuell trafokrets 2 Hent spenningsdata 3 Hent spenningsdata 4 Analyser nettutnyttelse 5 Kvittering Vurdere nettilknytning av nye abonnenter Beskrivelse av Prosess/ Aktivitet Saksbehandle r taster inn identifikasjon på kunden Dataverktøyet spør spenningsdata basen om spenningsmåli nger for den aktuelle kretsen Spenningsmåli ngene overføres fra spenningsdatabasen til dataverktøyet Spenningene (høyeste og laveste) for alle kunder presenteres for saksbehandler en Saksbehandle ren lukker draft – Detailed Version Service Informasjonsskaper Informasjon s-mottaker GET Saksbehandler Plan/analyse -verktøy GET Plan/analyseverktøy Spenningsdatabase Spenningsdatabase Plan/analyse -verktøy U1min_max, U1min_min, U1min_avg, #U1min_høy, #U1min_lav Plan/analyseverktøy Saksbehandler Grafisk framstilling av spenningsmarginer Saksbehandler Plan/analyse -verktøy Kvittering close Informasjon som utveksles Område/ Sted/ Gatenavn og nummer <analyseperiode>, målerID Tekniske krav (RID) Use Case navn: Presentere spenningsmarginer –5– dataverktøyet / vinduet. Scenario Navn: 2. Løpende innsamling av spenningsdata Navn for Prosess/ Aktivitet Beskrivelse av Prosess/ Aktivitet Service Informasjonsskaper Informasjonsmottaker Informasjon som utveksles 1 Lokal måling/ registrering GET/ REPORT AMS AMS U1min 3 Overføre spenninger REPORT AMS HES U1min,max U1min,min U1min,avg 4 Overføre spenninger Hvert minutt lagres gjennomsnitt spenning for foregående minutt i måleren for hver fase/linje. Dersom perioden har vært berørt av avbrudd, flagges aktuell verdi. AMS sender høyeste og laveste spenningsmåling siden siste avspørrin til innsamlingssystemet Innsamlingssystemet lagrer dataene i en database REPORT HES Spenningsdatabase U1min,max U1min,min U1min,avg Ste g Nr. 5 Hend -else Tekni ske krav (R-ID) Informasjon som utveksles Mer om informasjon som utveksles Navn for informasjon (ID) Beskrivelse av informasjonen <analyseperiode> <starttidspunkt>, <sluttidspunkt> For løpende innsamling er analyseperioden siden sist innsamling 1-minutts gjennomsnitts RMS-verdi av spenningen. Måles for alle forsyningsspenninger, <fase> Høyeste U1min målt i analyseperioden, <starttidspunkt>,<fase> Laveste U1min målt i analyseperioden <starttidspunkt>, <fase> Gjennomsnittsverdi av spenningen målt i analyseperioden, <analyseperiode>, <fase> Måleverdier som er berørt av spenningsavbrudd merkes med flagg Antall U1min over en angitt grenseverdi, <analyseperiode> Antall U1min under en angitt grenseverdi, <analyseperiode> Diagram som viser U1min_max og U1min_min for alle valgte målere, sortert etter verdi, plassering, kortslutningsytelse eller kronologisk. Mulighet for å velge sortering og videre utsnitt i grafisk grensesnitt. Fargekode i dette diagrammet eller i kart kan vise antall perioder over/under grenseverdier. Flaggede verdier ekskludert anleggsID kundeID målerID mobilnr U1min U1min_max U1min_min U_avg #U1min_høy #U1min_lav Grafisk framstilling av spennings-marginer draft – Detailed Version Krav til informasjonen/ data Flaggede verdier ekskludert Flaggede verdier ekskludert Flaggede verdier ekskludert Flaggede verdier ekskludert Use Case navn: Presentere spenningsmarginer 6 Tekniske krav (valgfri) Tekniske krav (valgfri) Kravkategori Beskrivelse av kategori Krav ID (R-ID) Beskrivelse av krav 7 Begrep og definisjoner Vanlige begrep og definisjoner Begrep draft – Detailed Version Definisjon –6– Use Case navn: Presentere spenningsmarginer Vedlegg A – Valgliste Domener 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Transmisjonsnett, sentralnett Distribusjonsnett Mikronett Smart automatisering/instrumentering i stasjoner Distribuerte energikilder Avanserte målesystemer – smart måling Smarte hus, smart bygninger, smart industri – energistyring i bygg og prosesser Elektrisk energilagring Elektrisk transport Asset Management Storskala kraftproduksjon Marked Sikkerhet draft – Detailed Version –7– Use Case navn: Presentere spenningsmarginer –8– Vedlegg B – Beskrivelse til steg for steg-tabellen Service: This column identifies the nature of flow of information and the originator of the information. Available options are CREATE, GET, CHANGE, DELETE, CANCEL, EXECUTE derived from IEC 61968-100 section 6.2.2. Additionally, REPORT, TIMER and REPEAT are suggested. CREATE means that an information object is to be created at the Producer. GET (this is the default value if none is populated) means that the Receiver requests information from the Producer (default) CHANGE means that information is to be updated. Producer updates the Receiver’s information. DELETE means that information is to be deleted. Producer deletes information from the Receiver. CANCEL, CLOSE imply actions related to business processes, such as the closure of a work order or the cancellation of a control request EXECUTE is used when a complex transaction is being conveyed using an service, which potentially contains more than one verb REPORT is used to represent transferral of unsolicited information or asynchronous information flows. Producer provides information to the Receiver. TIMER is used to represent a waiting period. When using the TIMER service, the Information Producer and Information Receiver fields shall refer to the same actor. REPEAT is used to indicate that a series of steps is repeated until a condition or trigger occurs. The condition is specified as the text in the “Event” column for this row or step. Following the word REPEAT, shall appear, in parenthesis, the first and last step numbers of the series to be repeated in the following form REPEAT(X-Y) where X is the first step and Y is the last step. These common service definitions are related to automation / information or communication systems. In case the use case template is used for other usages further services might be used and described. draft – Detailed Version USE CASE NAVN: Varsel ved varig høy/lav spenning Denne use case-malen er basert på en tilpassing av en mal (versjon 0.55) utviklet i regi av EUs standardiseringsmandat M490: " Standardization Mandate to European Standardisation Organisations (ESOs) to support European Smart Grid deployment" For mer informasjon, se: http://www.cen.eu/cen/Sectors/Sectors/UtilitiesAndEnergy/SmartGrids/Pages/default.aspx draft – Detailed Version Use Case navn:Varsel ved varig høy/lav spenning 1 Beskrivelse av Use Case 1.1 ID 1.2 Ver. 0.1 0.5 1.0 1.3 –2– Navn på Use Case Område -domene Navn Distribusjonsnett Varsel ved varig høy/lav spenning Se vedlegg A for liste Versjonshåndtering Dato 04.10.13 21.10.13 21.05.14 Navn på forfatter, komite… Øystein Sagosen Henrik Kirkeby Henning Taxt Endringer Status til use caset Utkast, endelig versjon… Korrektur Endelig versjon Use casets mål, hensikt, anvendelse Beskrivelse av mål og hensikt med funksjonaliteten til use caset Område, omfang Mål Relatert business case 1.4 Tilknytningspunkt Hensikten med dette use caset er å overvåke spenningen ved sluttbrukeres tilknytningspunkt for å melde fra om spenningsnivået har vært lavt eller høyt over en lengre periode. Use case beskrivelse og narrativ Use case beskrivelse Kort beskrivelse – maks 3 setninger Use caset beskriver hvordan spenningen i et distribusjonsnett kan overvåkes av AMS og gi varsel ved alvorlig/varig brudd på grenseverdier. Meldingen vil ikke være en hastemelding/alarm i driftssentralen. Komplett beskrivelse AMS kan være til nytte for nettselskapet ved at de spenningsverdiene som blir registrert og overført til spenningsdatabasen enten daglig eller ukentlig kan kontrolleres mot grenseverdier i HES. Dermed kan det registreres om spenningen over et lengre tidsrom, for eksempel to målinger på rad, er høyere eller lavere enn ønskelig. Hvis det viser seg at spenningen i nettet over en lengre periode har sunket eller steget til ± 10 % av nominell spenning som angitt i FoL, kan nettselskapet være proaktiv og iverksette tiltak før kunder klager. For eksempel ved høsten, når forbruket typisk øker og spenningen synker, vil mange nettselskap koble inn kondensatorbatteri basert på erfaring. Dette use caset beskriver hvordan dette kan gjøres på riktig tid. Ved alvorlige eller varige brudd på grenseverdien registreres kan det videresendes et varsel til DMS eller en annen operativ enhet, og nettselskapet kan så vurdere tiltak for å bøte på den lave eller høye spenningen. Ved å holde løpende kontroll på spenningen på denne måten vil nettselskapet ikke være avhengig av kundeklager for å vite om spenningsnivået i hele nettet er akseptabelt, og kunne skille mellom kortvarige utfordringer og mer stasjonære fenomener. 1.5 Eventuelle kommentarer Eventuelle kommentarer draft – Detailed Version Use Case navn:Varsel ved varig høy/lav spenning 2 –3– Diagram – skisser av Use Caset Diagram – skisser av Use Caset det anbefales “contekst diagram” eller “sekvens diagram” i UML Varsel ved varig høy/lav spenning Send alarmsignal Alarmhåndtering <<extend>> HES Kontrollere målinger mot grenseverdier Varsle driftssentral DMS Spenningsdatabase Løpende innsamling av spenningsdata AMS Varsel ved varig høy/lav spenning HES Alarmhåndtering DMS Løpende innsamling av spenningsdata AMS Spennings database HES Registrering Kontrollerere grenseverdier (Spørring) Statusvarsel 3 Informasjonsmelding Data Tekniske detaljer 3.1 Aktører: Mennesker, systemer, applikasjoner, databaser, anlegg, komponenter, utstyr og andre interessenter Aktørnavn Se egen liste Aktørtype Se egen liste Aktørbeskrivelse Tilleggsinformasjon for dette spesifikke use caset Se egen liste AMS HES DMS Alarmhåndtering Spenningsdatabase 3.2 Data Forutsetninger, antakelser, hendelser Aktør/System/Informasjon/Kontrakt draft – Detailed Version Utløsende hendelse – hva trigger dette use caset Startbetingelser Forutsetninger Use Case navn:Varsel ved varig høy/lav spenning 3.3 –4– Referanser No. Referanse type Referanse – lov, standard, litteratur 3.4 Status Konsekvenser for Use Caset Opphav/ organisasjon Link Informasjon om Use Case Evt. relasjon til andre use case Informasjon for klassifisering Nettdrift Nivå / dybde Spesifikk Prioritering: (obligatorisk/pålagt, intern prioritering, tidsaspekt…) Generisk, regional eller nasjonal interesse/anvendelse Generisk Orientering - Teknisk orientert, forretningsmessig orientert… Teknisk orientert Stikkord (for søk, klassifisering) Nettdrift, stasjonær spenning, trinning av transformator 4 4.1 Use caset steg for steg Steg – Scenarionavn Nr. Scenario-navn Primær Aktør 1 Kontrollere målinger mot grenseverdier Varsel ved varig høy/lav spenning HES 2 4.2 Utløsende Startbetingelser/ Sluttbetingelser/ hendelse Starttilstand Slutt-tilstand Tidsur, periodisk gjennomgang Brudd på grenseverdi for spenning HES Samme tilstand er ikke allerede varslet Mottatt informasjonsmelding i DMS Steg – Scenario Tilgjengelige services er: CREATE, GET, CHANGE, DELETE, CLOSE, EXECUTE, REPORT, TIMER, REPEAT. Forklaring i vedlegg B Scenario Navn: Ste g Nr. Hend -else 1 Timer 2 1. Navn for Prosess/ Aktivitet Kontrollere målinger mot grensever dier Avslutt prosess Kontrollere målinger mot grenseverdier Beskrivelse av Prosess/ Aktivitet Målinger fra siste uke sammenlignes med grenseverdiene for spenning i FoL. Prosessen startes regelmessig Når alle målinger er behandlet avsluttes prosessen draft – Detailed Version Service Informasjonsskaper Informasjon s-mottaker Execute HES HES Close HES HES Informasjon som utveksles U1min,max, U1min,min Tekniske krav (RID) Use Case navn:Varsel ved varig høy/lav spenning Scenario Navn: 2. –5– Varsel ved varig høy/lav spenning Ste g Nr. Hendelse Navn for Prosess/ Aktivitet Beskrivelse av Prosess/ Aktivitet Service Informasjonsskaper Informasjonsmottaker Informasjon som utveksles 1 Overs kridels e oppda get Opprett hendelse Når kontrollen av spenninger resulterer i et brudd på grensene, sendes et varsel til alarmhåndtering ssystemet Informasjon om varig høy/lav spenning sendes til DMS etter regler satt opp i Alarmhåndtering Informasjonen presenteres for driftssentralpers on REPORT HES Alarmhåndtering Alarmmeldin g REPORT Alarmhåndtering DMS Informasjons -melding 3 Informer 4 Presentasjon 5 Scenario Navn: 3. Løpende innsamling av spenningsdata Ste g Nr. Hend -else Navn for Prosess/ Aktivitet Beskrivelse av Prosess/ Aktivitet Service Informasjonsskaper Informasjonsmottaker Informasjon som utveksles 1 Timer Lokal måling/ registrering GET AMS AMS U1min 2 Timer Spørring Hvert minutt lagres gjennomsnitt spenning for foregående minutt i måleren for hver fase/linje. Dersom perioden har vært berørt av avbrudd, flagges aktuell verdi. Innsamlingssystemet spør etter høyeste og laveste spenningsmåling siden siste avspørring AMS sender etterspurt informasjon til innsamlingssystemet Innsamlingssystemet lagrer dataene i en database GET HES AMS målerID REPORT AMS HES U1min,max U1min,min REPORT HES Spenningsdat abase U1min,max U1min,min 3 Overføre spenninger 4 Overføre spenninger Tekni ske krav (R-ID) draft – Detailed Version Tekni ske krav (R-ID) Use Case navn:Varsel ved varig høy/lav spenning 5 –6– Informasjon som utveksles Mer om informasjon som utveksles Navn for informasjon (ID) Alarmmelding Informasjonsmelding målerID U1min U1min_max U1min_min 6 Beskrivelse av informasjonen 1-minutts gjennomsnitts RMS-verdi av spenningen. Måles for alle forsyningsspenninger, <fase> Høyeste U1min målt i analyseperioden, <starttidspunkt>,<fase> Laveste U1min målt i analyseperioden <starttidspunkt>, <fase> Tekniske krav (valgfri) Tekniske krav (valgfri) Kravkategori Beskrivelse av kategori Krav ID (R-ID) Beskrivelse av krav 7 Begrep og definisjoner Vanlige begrep og definisjoner Begrep draft – Detailed Version Definisjon Krav til informasjonen/ data Måleverdier som er berørt av spenningsavbrudd merkes med flagg Flaggede verdier ekskludert Flaggede verdier ekskludert Use Case navn:Varsel ved varig høy/lav spenning Vedlegg A – Valgliste Domener 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Transmisjonsnett, sentralnett Distribusjonsnett Mikronett Smart automatisering/instrumentering i stasjoner Distribuerte energikilder Avanserte målesystemer – smart måling Smarte hus, smart bygninger, smart industri – energistyring i bygg og prosesser Elektrisk energilagring Elektrisk transport Asset Management Storskala kraftproduksjon Marked Sikkerhet draft – Detailed Version –7– Use Case navn:Varsel ved varig høy/lav spenning –8– Vedlegg B – Beskrivelse til steg for steg-tabellen Service: This column identifies the nature of flow of information and the originator of the information. Available options are CREATE, GET, CHANGE, DELETE, CANCEL, EXECUTE derived from IEC 61968-100 section 6.2.2. Additionally, REPORT, TIMER and REPEAT are suggested. CREATE means that an information object is to be created at the Producer. GET (this is the default value if none is populated) means that the Receiver requests information from the Producer (default) CHANGE means that information is to be updated. Producer updates the Receiver’s information. DELETE means that information is to be deleted. Producer deletes information from the Receiver. CANCEL, CLOSE imply actions related to business processes, such as the closure of a work order or the cancellation of a control request EXECUTE is used when a complex transaction is being conveyed using an service, which potentially contains more than one verb REPORT is used to represent transferral of unsolicited information or asynchronous information flows. Producer provides information to the Receiver. TIMER is used to represent a waiting period. When using the TIMER service, the Information Producer and Information Receiver fields shall refer to the same actor. REPEAT is used to indicate that a series of steps is repeated until a condition or trigger occurs. The condition is specified as the text in the “Event” column for this row or step. Following the word REPEAT, shall appear, in parenthesis, the first and last step numbers of the series to be repeated in the following form REPEAT(X-Y) where X is the first step and Y is the last step. These common service definitions are related to automation / information or communication systems. In case the use case template is used for other usages further services might be used and described. draft – Detailed Version USE CASE NAVN: Bruke spenningsmålinger for å verifisere nettdokumentasjon Denne use case-malen er basert på en tilpassing av en mal (versjon 0.55) utviklet i regi av EUs standardiseringsmandat M490: "Standardization Mandate to European Standardisation Organisations (ESOs) to support European Smart Grid deployment" For mer informasjon, se: http://www.cen.eu/cen/Sectors/Sectors/UtilitiesAndEnergy/SmartGrids/Pages/default.aspx draft – Detailed Version Use Case Name: Bruke spenningsmåling for å verifisere nettdokumentasjon 1 Beskrivelse av Use Case 1.1 Navn på Use Case ID Navn Distribusjonsnettet Bruke spenningsmåling for å verifisere nettdokumentasjon Versjonshåndtering Ver. 1.3 Område -domene Se vedlegg A for liste 1.2 0.5 1.0 –2– Dato 17.10.13 28.05.14 Navn på forfatter, komite… Henrik Kirkeby Henning Taxt Endringer Status til use caset Utkast, endelig versjon… Mer utfyllende tekst Kladd Første versjon Use casets mål, hensikt, anvendelse Beskrivelse av mål og hensikt med funksjonaliteten til use caset Område, omfang Mål Relatert business case 1.4 Distribusjonsnettet Bruke spenningsmålinger til å oppdatere og kvalitetssikre nettdokumentasjon Use case beskrivelse og narrativ Use case beskrivelse Kort beskrivelse – maks 3 setninger Use caset gir en beskrivelse på hvordan AMS kan brukes til å sannsynliggjøre om nettdokumentasjonen er korrekt og avdekke sannsynlige feil i dokumentasjonen, for så å eventuelt oppdatere dokumentasjonen i NIS. Med nettdokumentasjon menes hovedsakelig impedanser/lengder og tilknytningspunkt Komplett beskrivelse Nettdokumentasjonen til nettselskaper kan inneholde feil, og AMS-data kan brukes for å oppdatere og kvalitetssikre dokumentasjonen. Ved å utføre en lastanalyse i NIS, og så innhente spenningsdata for en tilsvarende lastsituasjon fra en database, så kan saksbehandleren sammenligne spenningsverdiene. En analyse i NIS kan hente ut de elementene i nettet hvor det registreres store avvik mellom de to datasettene, og saksbehandleren kan merke behov for oppdatering. Caset forutsetter at det ligger lagret 1-times gjennomsnittsverdier av spenningen i en database sammen med forbruksmålinger. 1.5 Eventuelle kommentarer Eventuelle kommentarer Dette use caset benytter avviket mellom beregnet og målt spenning for å avgjøre om det er feil eller mangler i nettdokumentasjonen. Disse manglene kan være: 1. Feil impedans (tverrsnitt på leder, lengde på leder, type leder, kabel, luftledning, trefase/énfase-beregning) 2. Feil plassering av laster/nettkunder i nettet 3. Feil/ manglende dokumentasjon om forbruk (umålt forbruk, feilmåling, tyveri) I tillegg kan metoden i spesielle tilfeller gi opphav til avvik mellom målt og beregnet spenning. 4. Beregning av én-fasekunder kontra tre-fasekunder 5. Stor reaktiv effektflyt 2 Diagram – skisser av Use Caset Diagram – skisser av Use Caset det anbefales “kontekstdiagram” eller “sekvensdiagram” i UML draft – Detailed Version Use Case Name: Bruke spenningsmåling for å verifisere nettdokumentasjon –3– Bruke spenningsmålinger for å verifisere nettdokumentasjon Innhente spenningdata Lastflytanalyse NIS GIS <<include>> <<include>> Spenningsdatabase Løpende innsamling av måledata Analysere og sammenligne spenninger HES - AMS Saksbehandler <<include>> Innhente forbruksdata MDMS Bruke spenningsmålinger for å verifisere nettdokumentasjon Saksbehandler Spennings database NIS Løpende innsamling av spenningsdata MDMS AMS Spennings database HES Registrering Spørring Data Spørring Spørring Data Data Data Kvittering Beregne og sammenligne Informasjons -melding Flagge komponenter 3 Tekniske detaljer 3.1 Aktører: Mennesker, systemer, applikasjoner, databaser, anlegg, komponenter, utstyr og andre interessenter Aktørnavn Se egen liste Aktørtype Aktørbeskrivelse Se egen liste Tilleggsinformasjon for dette spesifikke use caset Se egen liste GIS NIS Saksbehandler Spenningsdatabase 3.2 Forutsetninger, antakelser, hendelser Aktør/System/Informasjon/Kontrakt 3.3 No. Utløsende hendelse – hva trigger dette use caset Startbetingelser Forutsetninger Referanser Referanse type – lov, standard, litteratur Referanse draft – Detailed Version Status Konsekvenser for Use Caset Opphav/ organisasjon Link Use Case Name: Bruke spenningsmåling for å verifisere nettdokumentasjon 3.4 –4– Informasjon om Use Case Evt. relasjon til andre use case Informasjon for klassifisering Nettdrift Nivå / dybde Spesifikk Prioritering: (obligatorisk/pålagt, intern prioritering, tidsaspekt…) Generisk, regional eller nasjonal interesse/anvendelse Generisk Orientering - Teknisk orientert, forretningsmessig orientert… Teknisk orientert Stikkord (for søk, klassifisering) Nettdrift, spenningsfall, nettdokumentasjon 4 4.1 Use caset steg for steg Steg – Scenarionavn Nr. Scenario-navn Primær Aktør 1 Bruke spenningsmålinger for å verifisere nettdokumentasjon NIS 2 Løpende innsamling av spenningsdata AMS 4.2 Utløsende Startbetingelser/ hendelse Starttilstand Saksbehandler vil verifisere nettdokumentasjon Spenningskvalitetsd atabase tilgjengelig med målerverdier fra AMS Forespørsel via HES til AMS om spenningsdata AMS måler registrerer spenningsdata kontinuerlig Sluttbetingelser/ Slutt-tilstand Nettdokumentasjon er blitt kontrollert anleggsdeler i dokumentasjonen som må oppdateres er merket Spenningsdata lagret i spenningsdatabase Steg – Scenario Tilgjengelige services er: CREATE, GET, CHANGE, DELETE, CLOSE, EXECUTE, REPORT, TIMER, REPEAT. Forklaring i vedlegg B Scenario Navn: Ste g Nr. Hendelse 1. Bruke spenningsmålinger for å verifisere nettdokumentasjon Navn for Prosess/ Aktivitet Beskrivelse av Prosess/ Aktivitet Service Informasjon s-skaper Informasjonsmottaker Informasjon som utveksles Initiering Saksbehandler angir område og periode som skal undersøkes Dataprogrammet henter forbruksdata fra MDMS Dataprogrammet henter spenningsdata fra spenningsdatabasen Programmet utfører en lastflytanalyse GET Saksbehand ler NIS Nettområde, tidsperiode GET MDMS NIS GET Spenningsd atabase NIS CREATE NIS NIS NIS NIS Forbruksdata, P og Q P1time,målt (Q1time,målt) Analyseperiode, anleggsID, målerID, U1time,målt Analyseperiode, Belastning, U1time,beregnet Avvik i spenning 1 Etterspørre forbruksdata 3 Etterspørre spenningsda ta 2 Lastflytanaly se 5 Sammenligne spenningsdata draft – Detailed Version Sammenligne målte og beregnede data Tekni ske krav (R-ID) Use Case Name: Bruke spenningsmåling for å verifisere nettdokumentasjon 6 7 Informer Avvik oppda ges Scenario Navn: Resultatene presenteres for saksbehandleren i NIS Saksbehandler foretar eventuelle endringer i nettdokumentasjonen, evt. markerer steder hvor det er sannsynlig feil Oppdater nettdokumentasjon 2. –5– CREATE NIS Saksbehandle r Informasjonsmelding CHANGE Saksbehand ler NIS Merkelapp Løpende innsamling av AMS-data Navn for Prosess/ Aktivitet Beskrivelse av Prosess/ Aktivitet Service Informasjon s-skaper Informasjonsmottaker Informasjon som utveksles 1 Lokal måling/ registrering GET/ REPORT AMS AMS U, P, (Q) 2 Spørring GET HES AMS målerID 3 Overføre spenninger REPORT AMS HES P1time,målt, (Q1time,målt), U1time,målt 4 Overføre spenninger Hver time lagres gjennomsnitt spenning og last for foregående time i måleren. Dersom perioden har vært berørt av avbrudd, flagges aktuell verdi. Innsamlingssystemet spør etter målinger siden siste avspørring AMS sender etterspurt informasjon til innsamlingssystemet Innsamlingssystemet lagrer dataene i de respektive databaser REPORT HES Spenningsdatabase, Forbruksdatabase P1time,målt, (Q1time,målt), U1time,målt Ste g Nr. 5 Hend -else Informasjon som utveksles Mer om informasjon som utveksles Navn for informasjon (ID) Beskrivelse av informasjonen <analyseperiode> <starttidspunkt>, <sluttidspunkt> Levert effekt i kraftnettet i de forskjellige målepunktene ved et gitt tidspunkt Spenningens 1-times gjennomsnitt RMSverdi, resultat fra lastberegningene Belastning U1time,beregnet anleggsID MålerID P1time,målt Q1time,målt U1time,målt Avvik i spenning Informasjonsmelding Merkelapp draft – Detailed Version Effektens 1-times gjennomsnitt, energimåling fra database Reaktiv effekt, 1-times gjennomsnitt Spenningens 1-times gjennomsnitt RMSverdi, historiske data fra spenningsdatabase Avvik mellom U1time,målt og U1time,beregnet Angir anleggsdeler med anleggsID og spenningsavvik hvor spenningsavviket er større enn 5 % Et merke for avvik eller ufullstendig dokumentasjon Krav til informasjonen/ data Tekni ske krav (R-ID) Use Case Name: Bruke spenningsmåling for å verifisere nettdokumentasjon 6 Tekniske krav (valgfri) Tekniske krav (valgfri) Kravkategori Beskrivelse av kategori Krav ID (R-ID) Beskrivelse av krav 7 Begrep og definisjoner Vanlige begrep og definisjoner Begrep draft – Detailed Version Definisjon –6– Use Case Name: Bruke spenningsmåling for å verifisere nettdokumentasjon Vedlegg A – Valgliste Domener 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Transmisjonsnett, sentralnett Distribusjonsnett Mikronett Smart automatisering/instrumentering i stasjoner Distribuerte energikilder Avanserte målesystemer – smart måling Smarte hus, smart bygninger, smart industri – energistyring i bygg og prosesser Elektrisk energilagring Elektrisk transport Asset Management Storskala kraftproduksjon Marked Sikkerhet draft – Detailed Version –7– Use Case Name: Bruke spenningsmåling for å verifisere nettdokumentasjon –8– Vedlegg B – Beskrivelse til steg for steg-tabellen Service: This column identifies the nature of flow of information and the originator of the information. Available options are CREATE, GET, CHANGE, DELETE, CANCEL, EXECUTE derived from IEC 61968-100 section 6.2.2. Additionally, REPORT, TIMER and REPEAT are suggested. CREATE means that an information object is to be created at the Producer. GET (this is the default value if none is populated) means that the Receiver requests information from the Producer (default) CHANGE means that information is to be updated. Producer updates the Receiver’s information. DELETE means that information is to be deleted. Producer deletes information from the Receiver. CANCEL, CLOSE imply actions related to business processes, such as the closure of a work order or the cancellation of a control request EXECUTE is used when a complex transaction is being conveyed using an service, which potentially contains more than one verb REPORT is used to represent transferral of unsolicited information or asynchronous information flows. Producer provides information to the Receiver. TIMER is used to represent a waiting period. When using the TIMER service, the Information Producer and Information Receiver fields shall refer to the same actor. REPEAT is used to indicate that a series of steps is repeated until a condition or trigger occurs. The condition is specified as the text in the “Event” column for this row or step. Following the word REPEAT, shall appear, in parenthesis, the first and last step numbers of the series to be repeated in the following form REPEAT(X-Y) where X is the first step and Y is the last step. These common service definitions are related to automation / information or communication systems. In case the use case template is used for other usages further services might be used and described. draft – Detailed Version USE CASE NAVN: Undersøke om spenningsforhold er akseptable etter omkobling Denne use case-malen er basert på en tilpassing av en mal (versjon 0.55) utviklet i regi av EUs standardiseringsmandat M490: "Standardization Mandate to European Standardisation Organisations (ESOs) to support European Smart Grid deployment" For mer informasjon, se: http://www.cen.eu/cen/Sectors/Sectors/UtilitiesAndEnergy/SmartGrids/Pages/default.aspx draft – Detailed Version Use Case Name: Undersøke om spenningsforhold er akseptable etter omkobling –2– 1 Beskrivelse av Use Case 1.1 ID 1.2 Ver. 0.5 0.6 1.3 Navn på Use Case Område -domene Navn Distribusjonsnettet Undersøke om spenningsforhold er akseptable etter omkobling Se vedlegg A for liste Versjonshåndtering Dato 17.10.13 6.11.13 Navn på forfatter, komite… Henrik Kirkeby Henning Taxt Endringer Status til use caset Utkast, endelig versjon… Mindre endringer i informasjon som utveksles Kladd Kladd Use casets mål, hensikt, anvendelse Beskrivelse av mål og hensikt med funksjonaliteten til use caset Område, omfang Mål Relatert business case 1.4 Tilknytningspunkt for sluttbruker Hente ut et entydig svar på hvorvidt "Forskrift om leveringskvalitet i kraftnettet" (FoL)s krav til langsomme spenningsvariasjoner er overholdt ved den aktuelle koblingssituasjonen i nettet. Use case beskrivelse og narrativ Use case beskrivelse Kort beskrivelse – maks 3 setninger Use caset gir en beskrivelse på hvordan AMS kan brukes til å bekrefte eller avkrefte brudd FoLs krav om spenningsnivå hos en abonnent i aktuell koblingssituasjon, etter en omkobling i nettet. Dette er aktuelt ved midlertidige koblinger / nødkoblinger. Det utløses av at operatør på driftssentralen etterspør informasjonen via DMS. Komplett beskrivelse I følge Forskrift om Leveringskvalitet (FoL) må nettselskap sørge for at langsomme spenningsvariasjoner holder innenfor et intervall på ±10 % av nominell spenning, målt som et gjennomsnitt over ett minutt. AMS kan være til nytte for nettselskap ved å kunne gi et svar på om kravene i FoL er overholdt i den aktuelle koblingssituasjonen i nettet. Dersom AMS-måleren kan kontinuerlig registrere informasjon om spenningsnivået og være tilgjengelig for uthenting av data, så kan denne informasjonen hentes ut når nettselskapet er usikker på om spenningskravene er overholdt i en gitt situasjon. Nettselskapet slipper å sende noe ut for å foreta målinger. 1.5 Eventuelle kommentarer Eventuelle kommentarer draft – Detailed Version Use Case Name: Undersøke om spenningsforhold er akseptable etter omkobling –3– 2 Diagram – skisser av Use Caset Diagram – skisser av Use Caset det anbefales “kontekstdiagram” eller “sekvensdiagram” i UML Undersøke om spenningsforhold er akseptable etter omkobling DMS <<include>> Ad-hoc innsamling av spenningsmåling Bekrefte /avkrefte/ høy/lav spenning HES – AMS Driftssentralperson Undersøke om spenningsforhold er akseptable etter omkobling Driftssentralperson DMS Spørring HES - AMS Spørring Data Data Kvittering 3 Tekniske detaljer 3.1 Aktører: Mennesker, systemer, applikasjoner, databaser, anlegg, komponenter, utstyr og andre interessenter Aktørnavn Se egen liste Aktørtype Aktørbeskrivelse Se egen liste Tilleggsinformasjon for dette spesifikke use caset Se egen liste Driftssentralperson HES – AMS / Nettstasjonsmåler DMS Kommunikasjonssystem 3.2 Forutsetninger, antakelser, hendelser Aktør/System/Informasjon/Kontrakt Utløsende hendelse – hva trigger Driftssentralperson Driftssentralperson er usikker på om spenningsforhold hos sluttbrukere en akseptable etter en omkobling draft – Detailed Version dette use caset Startbetingelser Forutsetninger Use Case Name: Undersøke om spenningsforhold er akseptable etter omkobling 3.3 –4– Referanser No. Referanse type Referanse – lov, standard, litteratur Status Konsekvenser for Use Caset Forskrift om leveringskvalitet 3.4 Opphav/ organisasjon Link Informasjon om Use Case Evt. relasjon til andre use case Informasjon for klassifisering Nettdrift Nivå / dybde Spesifikk Prioritering: (obligatorisk/pålagt, intern prioritering, tidsaspekt…) Generisk, regional eller nasjonal interesse/anvendelse Generisk Orientering - Teknisk orientert, forretningsmessig orientert… Teknisk orientert Stikkord (for søk, klassifisering) Nettdrift, langsomme spenningsvariasjoner, høy lav spenning, kobling 4 4.1 Use caset steg for steg Steg – Scenarionavn Nr. Scenario-navn Primær Aktør 1 Bekrefte/avkrefte høy/lav spenning DMS 4.2 Utløsende Startbetingelser/ hendelse Starttilstand Foretatt kobling i distribusjonsnettet AMS / nettstasjonsmåler tilgjengelig for DMS gjennom HES Sluttbetingelser/ Slutt-tilstand Bekreftelse/avkreftel se av tolerabelt spenningsnivå Steg – Scenario Tilgjengelige services er: CREATE, GET, CHANGE, DELETE, CLOSE, EXECUTE, REPORT, TIMER, REPEAT. Forklaring i vedlegg B Scenario Navn: Ste g Nr. 1 Hend -else 1. Navn for Prosess / Aktivitet Initiering 2 Spørring 3 Overføre spennin ger 4 Overføre spenninger Bekrefte/avkrefte høy/lav spenning Beskrivelse av Prosess/ Aktivitet Service Informasjonsskaper Informasjonsmottaker Informasjon som utveksles Driftssentralperson spør i DMS etter spenningsmålinger hos gruppe sluttbrukere DMS spør AMSsystemet etter aktuelle målinger av spenning i de valgte tilknytningspunktene AMS-systemet sender tilbake måleverdier for spenning fra de aktuelle tilknytningspunktene etter hvert som de kommer inn. Spenningsverdiene presenteres i DMS, og driftssentralperson leser. GET Driftssentralperson DMS anleggsID OR målerID GET DMS HES – AMS MålerID HES – AMS DMS U1min DMS Driftssentralperson U1min draft – Detailed Version Tekniske krav (RID) Use Case Name: Undersøke om spenningsforhold er akseptable etter omkobling 5 5 Kvittering Driftssentralpersonen avslutter funksjonen/ visningen når situasjonen er avklart. CLOSE –5– Driftssentralperson DMS Kvittering Informasjon som utveksles Mer om informasjon som utveksles Navn for informasjon (ID) anleggsID målerID U1min 6 Beskrivelse av informasjonen Siste målte 1-minutts RMS-verdi for spenning i en AMS-måler eller annen måleenhet Tekniske krav (valgfri) Tekniske krav (valgfri) Kravkategori Beskrivelse av kategori Krav ID (R-ID) Beskrivelse av krav 7 Begrep og definisjoner Vanlige begrep og definisjoner Begrep draft – Detailed Version Definisjon Krav til informasjonen/ data Use Case Name: Undersøke om spenningsforhold er akseptable etter omkobling Vedlegg A – Valgliste –6– Domener 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Transmisjonsnett, sentralnett Distribusjonsnett Mikronett Smart automatisering/instrumentering i stasjoner Distribuerte energikilder Avanserte målesystemer – smart måling Smarte hus, smart bygninger, smart industri – energistyring i bygg og prosesser Elektrisk energilagring Elektrisk transport Asset Management Storskala kraftproduksjon Marked Sikkerhet draft – Detailed Version Use Case Name: Undersøke om spenningsforhold er akseptable etter omkobling –7– Vedlegg B – Beskrivelse til steg for steg-tabellen Service: This column identifies the nature of flow of information and the originator of the information. Available options are CREATE, GET, CHANGE, DELETE, CANCEL, EXECUTE derived from IEC 61968-100 section 6.2.2. Additionally, REPORT, TIMER and REPEAT are suggested. CREATE means that an information object is to be created at the Producer. GET (this is the default value if none is populated) means that the Receiver requests information from the Producer (default) CHANGE means that information is to be updated. Producer updates the Receiver’s information. DELETE means that information is to be deleted. Producer deletes information from the Receiver. CANCEL, CLOSE imply actions related to business processes, such as the closure of a work order or the cancellation of a control request EXECUTE is used when a complex transaction is being conveyed using an service, which potentially contains more than one verb REPORT is used to represent transferral of unsolicited information or asynchronous information flows. Producer provides information to the Receiver. TIMER is used to represent a waiting period. When using the TIMER service, the Information Producer and Information Receiver fields shall refer to the same actor. REPEAT is used to indicate that a series of steps is repeated until a condition or trigger occurs. The condition is specified as the text in the “Event” column for this row or step. Following the word REPEAT, shall appear, in parenthesis, the first and last step numbers of the series to be repeated in the following form REPEAT(X-Y) where X is the first step and Y is the last step. These common service definitions are related to automation / information or communication systems. In case the use case template is used for other usages further services might be used and described. draft – Detailed Version USE CASE NAVN: Alarm ved feil i nettet Denne use case-malen er basert på en tilpassing av en mal (versjon 0.55) utviklet i regi av EUs standardiseringsmandat M490: "Standardization Mandate to European Standardisation Organisations (ESOs) to support European Smart Grid deployment" For mer informasjon, se: http://www.cen.eu/cen/Sectors/Sectors/UtilitiesAndEnergy/SmartGrids/Pages/default.aspx draft – Detailed Version Use Case Name: Alarm ved feil I nettet 1 –2– Beskrivelse av Use Case 1.1 ID 1.2 Ver. 0.5 1 1.3 Navn på Use Case Område -domene Navn Distribusjonsnettet Alarm ved feil i nettet Se vedlegg A for liste Versjonshåndtering Dato 17.10.13 28.05.14 Navn på forfatter, komite… Henrik Kirkeby Henning Taxt Endringer Status til use caset Utkast, endelig versjon… Kladd Første versjon Utfyllende forklaringer Use casets mål, hensikt, anvendelse Beskrivelse av mål og hensikt med funksjonaliteten til use caset Område, omfang Mål Relatert business case 1.4 Tilknytningspunkt Gi et varsel til driftssentralen om feil ved abonnent. Use case beskrivelse og narrativ Use case beskrivelse Kort beskrivelse – maks 3 setninger Use caset gir en beskrivelse på hvordan AMS kan brukes til å sende alarmer til driftssentralen for å informere om avbrudd, fasebrudd eller svært høy/lav spenning hos abonnenten. Komplett beskrivelse AMS kan være til nytte for nettselskaper ved nettdrift fordi det er mulig å kontinuerlig overføre signaler til DMS. Dermed kan det gis alarmer ved unormale situasjoner eller feil i nettet som berører kunden. Dette vil kunne øke både leveringskvaliteten og serviceopplevelsen til kunden fordi det når feilen blir raskere kjent og det blir enklere med feilsøking så tar det kortere tid til feilen blir reparert, og kunden kan holdes løpende oppdatert ved for eksempel automatisert varslingstjeneste på SMS mens arbeidet pågår. I dag eksisterer vernfunksjonalitet hovedsakelig i sentrale nettenheter som transformatorer, men ved implementering av AMS blir det mulig å ha funksjonaliteten i hele distribusjonsnettet. Når det blir avbrudd eller feil i nettet er det praktisk å vite hvilke abonnenter som er berørt, og eventuelt når de blir tilkoblet nettet igjen. En alarm generes i AMS når spenningen synker under en gitt grenseverdi. Et ekstra statusvarsel kan også sendes om spenningen kommer innenfor kravene i forskriften om leveringskvalitet igjen. Dette alarmen eller statusvarselet sendes via HES til alarmhåndteringssystemet, som lager en informasjonsmelding som vises i DMS. Grenseverdier AMS kan varsle om er for eksempel: Høy spenning Lav spenning Meget høy spenning Meget lav spenning Meget høy spenning Meget lav spenning Avbrudd Kriterium U > 1,1 Un U < 0,9 Un U > 1,15 Un U < 0,85 Un U > 1,3 Un (Usikker) N/A U < 0,05 Un Tidsoppløsning 1 min 1 1 min 1 min 1 min 1 sek Annet Minst en time Minst en time Minst én av fasene Minst én av fasene Minst én av fasene 1 sek 1 sek Alle faser I tillegg kan det implementeres funksjonalitet i AMS som gjør det mulig å detektere fasebrudd og brudd på nøytralleder. 1.5 Eventuelle kommentarer Eventuelle kommentarer ————————— 1 Unødvendig ved statistisk innsamling, eksempelvis maks/min 1-minutts RMS-verdi per uke draft – Detailed Version Use Case Name: Alarm ved feil I nettet 2 –3– Diagram – skisser av Use Caset Diagram – skisser av Use Caset det anbefales “kontekstdiagram” eller “sekvensdiagram” i UML Alarm ved unormal driftssituasjon Send alarmsignal Alarmhåndtering <<include>> HES Kontinuerlig overvåkning Varsle driftssentral DMS Opprett hendelse AMS Alarm ved unormal driftssituasjon AMS Alarmhåndtering HES DMS Tolker spenning Statusvarsel Statusvarsel Tolker spenning Statusvarsel 3 Statusvarsel Informasjonsmelding Informasjonsmelding Tekniske detaljer 3.1 Aktører: Mennesker, systemer, applikasjoner, databaser, anlegg, komponenter, utstyr og andre interessenter Aktørnavn Se egen liste Aktørtype Aktørbeskrivelse Se egen liste Tilleggsinformasjon for dette spesifikke use caset Se egen liste AMS HES DMS Alarmhåndtering 3.2 Forutsetninger, antakelser, hendelser Aktør/System/Informasjon/Kontrakt draft – Detailed Version Utløsende hendelse – hva trigger dette use caset Startbetingelser Forutsetninger Use Case Name: Alarm ved feil I nettet 3.3 –4– Referanser No. Referanse type Referanse – lov, standard, litteratur 3.4 Status Konsekvenser for Use Caset Opphav/ organisasjon Link Informasjon om Use Case Evt. relasjon til andre use case Informasjon for klassifisering Nettdrift Nivå / dybde Spesifikk Prioritering: (obligatorisk/pålagt, intern prioritering, tidsaspekt…) Generisk, regional eller nasjonal interesse/anvendelse Generisk Orientering - Teknisk orientert, forretningsmessig orientert… Teknisk orientert Stikkord (for søk, klassifisering) Nettdrift, høy lav spenning, alarm, fasebrudd, brudd i nøytralleder, avbrudd 4 4.1 Use caset steg for steg Steg – Scenarionavn Nr. Scenario-navn Primær Aktør 1 Alarm ved svært høy/lav spenning/fasebrudd/ brudd i nøytralleder AMS 4.2 Utløsende Startbetingelser/ hendelse Starttilstand Brudd på grenseverdi i AMS AMS har kommunikasjon med DMS gjennom HES og et alarmsystem Sluttbetingelser/ Slutt-tilstand Mottatt informasjonsmelding i DMS Steg – Scenario Tilgjengelige services er: CREATE, GET, CHANGE, DELETE, CLOSE, EXECUTE, REPORT, TIMER, REPEAT. Forklaring i vedlegg B Scenario Navn: 1. Alarm ved svært høy/lav spenning/fasebrudd/nøytrallederbrudd/avbrudd(/spenning tilbake) Navn for Prosess/ Aktivitet Beskrivelse av Prosess/ Aktivitet Service Informasjonsskaper Informasjon s-mottaker Informasjon som utveksles 1 Måle spenning GET Distribusjonsnett AMS U, U1min 2 Tolke spenning AMS måler momentan og kortvarig nettspenning i alle faser AMS sammenligner målt spenning med kriterier for alarmsignal Statusvarsel genereres av AMS og sendes til HES AMS AMS Feil hos abonnent CREATE AMS HES Alarmmelding HES overfører statusvarsel til Alarmhåndtering Alarmhåndtering sender varsel til DMS dersom bestemte kriterier REPORT HES Alarmhåndtering Alarmmelding CREATE Alarmhåndtering DMS Informasjonsmelding Ste g Nr. 3 4 5 Hend -else Kriterier oppfylle s Opprett hendelse Kriterier oppfylle Informer Overføre signal draft – Detailed Version Tekni ske krav (R-ID) Use Case Name: Alarm ved feil I nettet s 5 –5– oppfylles Informasjon som utveksles Mer om informasjon som utveksles Navn for informasjon (ID) Beskrivelse av informasjonen U U1min RMS-verdi av spenningen 1-minutts gjennomsnitts RMS-verdi av spenningen. Måles for alle forsyningsspenninger, <fase> . Måleverdier som er berørt av spenningsavbrudd merkes med flagg <hendelseID>, <type feil>, <timestamp start>, <timestamp slutt> <hendelseID>, <type feil>, <timestamp start>, <timestamp slutt>, GIS-lokasjon Alarmmedling Informasjonsmelding 6 Tekniske krav (valgfri) Tekniske krav (valgfri) Kravkategori Beskrivelse av kategori Krav ID (R-ID) Beskrivelse av krav 7 Begrep og definisjoner Vanlige begrep og definisjoner Begrep draft – Detailed Version Definisjon Krav til informasjonen/ data Use Case Name: Alarm ved feil I nettet –6– Vedlegg A – Valgliste Domener 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Transmisjonsnett, sentralnett Distribusjonsnett Mikronett Smart automatisering/instrumentering i stasjoner Distribuerte energikilder Avanserte målesystemer – smart måling Smarte hus, smart bygninger, smart industri – energistyring i bygg og prosesser Elektrisk energilagring Elektrisk transport Asset Management Storskala kraftproduksjon Marked Sikkerhet draft – Detailed Version Use Case Name: Alarm ved feil I nettet –7– Vedlegg B – Beskrivelse til steg for steg-tabellen Service: This column identifies the nature of flow of information and the originator of the information. Available options are CREATE, GET, CHANGE, DELETE, CANCEL, EXECUTE derived from IEC 61968-100 section 6.2.2. Additionally, REPORT, TIMER and REPEAT are suggested. CREATE means that an information object is to be created at the Producer. GET (this is the default value if none is populated) means that the Receiver requests information from the Producer (default) CHANGE means that information is to be updated. Producer updates the Receiver’s information. DELETE means that information is to be deleted. Producer deletes information from the Receiver. CANCEL, CLOSE imply actions related to business processes, such as the closure of a work order or the cancellation of a control request EXECUTE is used when a complex transaction is being conveyed using an service, which potentially contains more than one verb REPORT is used to represent transferral of unsolicited information or asynchronous information flows. Producer provides information to the Receiver. TIMER is used to represent a waiting period. When using the TIMER service, the Information Producer and Information Receiver fields shall refer to the same actor. REPEAT is used to indicate that a series of steps is repeated until a condition or trigger occurs. The condition is specified as the text in the “Event” column for this row or step. Following the word REPEAT, shall appear, in parenthesis, the first and last step numbers of the series to be repeated in the following form REPEAT(X-Y) where X is the first step and Y is the last step. These common service definitions are related to automation / information or communication systems. In case the use case template is used for other usages further services might be used and described. draft – Detailed Version Vedlegg C Spenningskvalitet Spenningskvalitet i elektrisitetsnettet har fått stadig mer fokus de siste 10 til 20 år, både i Norge og internasjonalt. Økende fokus skyldes flere forhold, som blant annet: • • • Mer forstyrrelser fra elektriske apparater Dårlig immunitet mot forstyrrelser i elektriske apparater Svake lavspenningsnett på grunn av innsparinger i nettet (lite/begrenset nettforsterkning). For sluttbrukere er det helt avgjørende at elektriske apparater har tilstrekkelig immunitet mot spenningsforstyrrelser og at de ikke har for høye emisjonsnivå slik at nettspenningen ikke medfører driftsforstyrrelser og enda viktigere ikke medfører havari. For å bidra til å holde driftsforstyrrelser og havari på akseptabelt nivå er det utviklet internasjonale standarder for immunitet- og emisjon for elektriske apparater. Disse er delt inn i utstyr med strøm mindre enn 16 A og apparater med strøm mindre enn 75 A (større enn 16 A). For at emisjonstestene skal være sammenlignbare er det definert en standard nettimpedans, referanseimpedansen [10]. Det er litt uenighet blant europeiske eksperter hvorvidt den opprinnelige målsetningen med referanseimpedansen var at 99 % eller 95 % av sluttbrukerne skulle ha en nettforsyning med en kortslutningsytelse tilsvarende referanseimpedansen eller bedre. I Norge virker situasjonen imidlertid å være vesentlig dårligere der anslagsvis bare mellom 50 % og 60 % av kundene i lavspenningsnettet har en forsyning med kortslutningsytelse tilsvarende referanseimpedansen eller bedre [11]. Et svakere nett vil medføre at elektrisk utstyr/apparater vil lage større forstyrrelser i spenningen enn det de er laget for opp mot de internasjonale emisjonsgrensene. Det er anslagsvis 6-7 % av lavspenningskundene i Norge som har en nettforsyning med kortslutningsytelse på bare 350 A eller lavere [11]. Hos disse kundene vil elektriske apparater medføre opp mot (og over) det 4-dobbelte forstyrrelsesnivået i spenningen i forhold til om forsyningens nettstyrke hadde tilsvart referanseimpedansen. Det trengs betydelige investeringer i distribusjonsnettet for å senke nettimpedansen. Norske nettselskap og deretter SINTEF har gjort beregninger som tilsier at investeringer mellom 15 og 113 milliarder er nødvendig for å forsterke nettet opp til en kortslutningsytelse på 500 A eller helt opp mot en kortslutningsytelse tilsvarende referanseimpedansen. Ytterligere bidrag til at norske nettselskap erfarer en økende trend med spenningskvalitetsutfordringer er at blant annet krav til energieffektivisering i elektriske apparater medfører at de blir mer utfordrende for spenningskvaliteten i nettet. Dette skyldes alt fra enkle ting som at en del apparater nå trekker høyere effekt i kortere tidsrom (eksempelvis gjennomstrømmingsvannvarmere) til at det brukes mer elektronikk/kraftelektronikk som bidrar til å forvrenge spenningens kurveform. Sist, men ikke minst, kan det diskuteres om ikke de internasjonale emisjonsgrensene er for enkle å overholde. Dette betyr at flere apparater i samme installasjon medfører at spenningskvalitetkravene overskrides på installasjonens inntak (forsyningspunkt), ettersom hvert enkelt har lov til å ha emisjon opp mot spenningskvalitetskravene. Et eksempel på dette er at emisjonskravene for flimmer er at et enkelt apparat ikke skal forårsake flimmer høyere enn maks Plt = 1. Når man samtidig vet at kompatibilitetsnivået i både den norske leveringskvalitetsforskriften [12]og europanormen EN50160 [13] er Plt = 1, er det ikke vanskelig å forestille seg at grenseverdiene for spenningskvalitet kan overskrides selv om det kan være en betydelig sammenlagringseffekt. Tester av elektriske apparater i SPESNETT-prosjektet i 2013 har også avdekket at elektriske apparat til salgs i Norge faktisk ikke tilfredsstiller emisjonsgrensene selv under normal bruk. Dette skal undersøkes videre i prosjektet. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 121 av 126 Utfordringene nettselskapene står ovenfor når det gjelder spenningskvalitet i årene fremover gjør det viktig for nettselskapene å benytte utrullingen av AMS i Norge som et solid verktøy og hjelpemiddel for å få god oversikt og kontroll på spenningsforholdene i nettet og da særlig i lavspenningsnettet der nettselskapene fram til nå har vært nesten "blinde". Det er i veldig stor grad sluttbrukerne som har sittet med risiko og ansvar og har måttet varsle nettselskapet når problemer oppstår i nettet. Da har kundene gjerne hatt problemer over lengre tid allerede og nettselskapets omdømme kan bli påvirket negativt. Med AMS og gode systemer for å håndtere og evaluere måleverdier kan man skaffe seg svært god oversikt over tilstanden i nettet. Levering av elektrisk kraft er underlagt de sammen prinsipper som andre produkter, blant annet sier "Lov om produktansvar" i § 1.2 at: Med «produkt» menes alle slags varer og løsøre hva enten det er naturprodukt eller industriprodukt, råvare eller ferdigprodukt, delprodukt eller hovedprodukt, også om produktet er innføyd i annet løsøre eller i fast eiendom. «Produkt» omfatter også elektrisitet Begrepet spenningskvalitet innbefatter parametere som brukes til å beskrive i hvilken grad spenningen man som elektrisitetskunde får fra nettselskapet tilfredsstiller de kravene som stilles. Spenningen må kunne brukes i elektriske apparater slik at disse fungerer på en akseptabel måte, også kalt elektromagnetisk kompatibilitet. Spenningskvalitet kan deles inn i følgende kategorier - spenningens: • • • Frekvens Effektivverdi Kurveform De følgende delkapitlene tar for seg disse tre begrepene med tilhørende underbegreper som definert i leveringskvalitetsforskriften, heretter omtalt som FoL [12]. 1 Frekvens "Nordisk systemdriftsavtale" for krav om spenningens frekvens i kraftnettet setter krav til at frekvensen skal være mellom 49,9 Hz og 50,1 Hz. I områder som ikke er tilknyttet tilgrensende overføringsnett stiller fol krav om at spenningen skal være innenfor 50 ± 1 Hz (2 %). Spenningens grunnharmoniske frekvens er relativt stabil i Norge. De erfarte problemene har hovedsakelig vært i tilfeller med øydrift, og ved bruk av aggregater i isolerte nett. Når mindre frekvensavvik oppstår så er det på grunn av ubalanse i produksjon og forbruk, som tradisjonelt sett har vært godt regulert, men som nå blir mer utfordrende på grunn av mer uregulert produksjon og flere utenlandskabler. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 122 av 126 2 Spenningens effektivverdi Nominell spenning i et system er det spenningsnivået som systemet identifiseres med, og som visse driftskarakteristikker er referert til. I Norge har vi ulike typer distribusjonsnett som opererer med enten 230 eller 400 volt linjespenning. Spenningen ved inntaket til forbruker skal være 230 volt, for IT- og TT-nett som linjespenning, for TN-nett som spenning mellom fase og nøytral. 2.1 Langsomme spenningsvariasjoner Spenningsvariasjoner over lengre tid skyldes ofte variasjon i lasten i distribusjonsnettet. Disse variasjonene blir først et problem når nettet er svakt, og/eller når lastvariasjonene blir veldig store. De kan også komme av feiltrinnet transformator og lignende. Forsterkning av nettet, å sørge for korrekt trinning av transformator og kompensering med reaktiv effekt kan være gode tiltak for å minske problemer med spenningsvariasjoner. FoL tillater variasjon innenfor ± 10 % for effektivverdi målt over 1 minutt, hvilket tilsvarer intervallet fra 207 til 253 volt ved 230 volt forsyningsspenning. De fleste elektriske apparater er laget for å kunne tåle spenningsvariasjoner innenfor dette intervallet. Høyere eller lavere spenning kan imidlertid føre til uønsket oppførsel/driftsforstyrrelser eller havari. 2.2 Spenningssprang Et spenningssprang er en rask endring i spenningsnivå. En endring av spenningens effektivverdi over ± 0,5 % av avtalt spenningsnivå per sekund, defineres som et spenningssprang. Spenningssprang utrykkes ved stasjonær og maksimal spenningsendring som er gitt ved henholdsvis: %Δ𝑈𝑠𝑡𝑎𝑠𝑗 = %Δ𝑈𝑚𝑎𝑘𝑠 = ∆𝑈𝑠𝑡𝑎𝑠𝑗 𝑈𝑎𝑣𝑡𝑎𝑙𝑡 ∆𝑈𝑚𝑎𝑘𝑠 𝑈𝑎𝑣𝑡𝑎𝑙𝑡 (1) ∗ 100% (2) ∗ 100% hvor ΔUstasj – Stasjonær spenningsendring som følge av en spenningsendringskarakteristikk. ΔUmaks – Den maksimale spenningsdifferansen i løpet av en spenningsendringskarakteristikk Uavtalt – Avtalt spenningsnivå Spenningsendringskarakteristikk defineres som "endring i spenningens effektivverdi evaluert per halvperiode som funksjon av tiden, mellom tidsperioder hvor spenningen har vært stabil i minimum ett sekund". Spenningen anses som stabil når dens effektivverdi befinner seg innenfor et spenningsintervall tilsvarende 0,5 % av avtalt spenningsnivå. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 123 av 126 FoL setter følgende grenser for tillatte spenningssprang og kortvarige over- og underspenninger på ulike spenningsnivåer: Tabell C.1 Tillate grenseverdier for kortvarige over- og underspenninger og spenningssprang. Kortvarige over- og underspenninger og spenningssprang Maksimalt antall tillatt pr. døgn 0,23≤UN ≤35 24 24 ΔUstasjonær ≥ 3 % ΔUmaks ≥ 5 % 35 < UN 12 12 Disse verdiene gjelder ikke for spenningssprang på grunn av jord- eller kortslutninger, gjeninnkobling etter feil, innkobling av transformatorer eller kondensatorbatterier, og andre driftsnødvendige nettdriftskoblinger. 2.3 Kortvarige over- og underspenninger En kortvarig underspenning, eller spenningsdipp, er når spenningen i et kort tidsrom synker til mellom 90 % og 5 % av nominell spenning, før den stiger til nivået før spenningsdippen. En spenningsdipp er i Norge definert med lengde mellom 10 ms og 1 minutt. Årsakene til spenningsdipper er typisk kortslutninger i nettet, gjeninnkoblinger mot feil, men også motorstarter og store lastpåslag ved svake nett. God nettplanlegging kan minske antall og størrelse på spenningsdipper, men det er urealistisk å få de fullstendig fjernet fra kraftsystemet. En kortvarig overspenning er når spenningen i et kort tidsrom stiger over 110 % av nominell spenning, før den synker til nivået før overspenningen. Det er vanlig at disse overspenningene er mindre i størrelse enn underspenningene, og hyppigheten er også vesentlig lavere enn kortvarige underspenninger/ spenningsdipp. Målinger i perioden 1993 til 2003 antyder at det i Norge inntreffer kortvarige overspenninger cirka en gang per 10. spenningsdipp. Årsaken til kortvarige overspenninger er vanligvis utkobling av svært store laster (eksempelvis hele industrianlegg) eller deler av nettet samt i noen grad også feilkoblinger og feil trinning av transformatorer. Det beste metoden å beskytte seg mot kortvarige overspenninger er å forhindre årsakene til at de oppstår i utgangspunktet, da de er vanskeligere å beskytte seg mot enn kortvarige underspenninger. Spenningsdipp og avbrudd er de mest alvorlige kildene til økonomiske tap i kraftnettet i Norge i dag. Å forhindre spenningsdipp i nettet kan gjøres ved blant annet å være forsiktig med bruk av gjeninnkobling mot feil, sørge for godt vedlikehold av nettet sørge for god skogrydding i traseer, heller bruke avledere enn gnistgap og generelt sørge for god nettplanlegging. 2.4 Spenningsfluktuasjoner / Flimmer Spenningsfluktuasjoner er spenningssprang eller lavfrekvente variasjoner i omhyllingen til spenningskurven, som påvirker lyskilder og forårsaker ujevn lysutstråling. Den ujevne lysintensiteten kan allerede ved små variasjoner føles irriterende og ubehagelig. Kildene til flimmer kan være for eksempel lysbueovner, sveiseapparater, vind parker, frekvensstyrte motordrifter, sveiseutstyr og store lastvariasjoner. For å motvirke flimmer kan det blant annet brukes aktive filtre, SVCer, mykstartere til motordrifter, seriereaktorer ved støykilden, nettet kan gjøres stivere og det kan stilles strengere krav til støyutslipp i distribusjonsnettet. Flimmerintensiteten er definert ved UIE-IEC flimmermålemetode og beregnes ved Pst og Plt. Pst er korttids PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 124 av 126 intensitet målt over en periode på 10 minutter, mens Plt er langtids intensitet beregnet ut i fra 12 Pst-verdier over et totimers intervall. 3 3 𝑃𝑠𝑡𝑖 𝑃𝑙𝑡 = �∑12 𝑖=1 Tabell C.2 (3) 12 Tillate grenseverdier for flimmer. Flimmer Korttidsintensitet av flimmer, Pst [pu] Langtidsintensitet av flimmer, Plt [pu] Maksimalt antall tillatt pr. døgn 0,23≤UN ≤35 35 < UN 1,2 1,0 Tidsintervall 95% av uken 1,0 100% av tiden 0,8 2.5 Usymmetri Usymmetri er når de tre fasene ikke har lik størrelse eller faseforskyvning. Dette kan oppstå på grunn av ulik belastning på de tre fasene, eller på grunn av induksjon i lange transmisjonsledninger. Derfor er den beste løsningen mot usymmetri omfordeling av lasten og god nettplanlegging med tanke på å bytte om på fasene i lange transmisjonsledninger. Usymmetri er ikke registrert å være et stort problem i Norge. De problemene som har oppstått i Norge har stort sett vært på grunn av dårlige rutiner ved tilknytninger til lavspenningsnettet. Ved for stor usymmetri kan det oppstå problemer i forbindelse med motordrifter og annet utstyr med frekvensomformere og likerettere, og det kan oppstå varmgang i motorer og ledninger. Spenningsusymmetri beregnes fra forholdet mellom negativ og positiv sekvenskomponent. 𝑈− 𝑈+ =� 1−�3−6𝛽 1+�3−6𝛽 (4) ∙ 100 % 𝑈 4 +𝑈 4 +𝑈 4 (5) 𝛽 = (𝑈412+𝑈423+𝑈431)2 12 23 31 hvor FoL stiller krav om at usymmetri målt som et gjennomsnitt over 10 minutter ikke skal overstige 2 %. 3 Spenningens kurveform 3.1 Transiente overspenninger Transiente overspenninger er sterkt dempede overspenninger med opptil et par millisekunders varighet. De varierer i varighet og energiinnhold alt ettersom årsaken til overspenningene. Årsaker inkluderer koblinger i nettet, lyn, sikringsbrudd, kommutering i omformere og overslag eller lysbuer i dårlige kontakter. For å minske effektene av disse overspenningene kan overspenningsvern, god jording, godt vedlikehold, filtre og synkronkoblere være gode alternativer. FoL setter ingen spesifikke krav til transiente overspenninger i kraftnettet, men NVE kan pålegge nettselskap om å utføre tiltak som minsker konsekvensen eller årsaken til de transiente overspenningene. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 125 av 126 3.2 Harmonisk forvrengning Harmonisk forvrengning er overlagrede spenninger med forskjellig frekvens av grunnfrekvensen. De kan deles inn i overharmoniske som er et heltalls multiplum av grunnfrekvensen, og interharmoniske som er alle de andre harmoniske enn de heltalls multiplum. Overharmoniske spenninger er ofte forårsaket av ulineære kraftsystemkomponenter som tyristorstyrte apparater, frekvensomformere og likerettere, lysbueovner og strømforsyninger til elektriske apparater. Disse spenningene skaper problemer i nettet for blant annet kondensatorer, motorer, generatorer og transformatorer. I TN nett kan også null-ledere bli overbelastet, telefonledninger i nærheten av alle nett kan bli støyforurenset og kontrollutstyr som bruker nullgjennomgang til forskjellige funksjoner kan fungere feil. For å motvirke disse problemene kan det installeres passive eller aktive filtre i nettet, det kan tas hensyn til resonans ved nettplanlegging, samt å segregere støyende laster, installere seriereaktanser ved disse lastene og sette strengere krav til utslippsgrenser. Som for de fleste spenningskvalitetsrelaterte problemer vil også et stivere nett hjelpe på problemene. FoL har krav til både enkeltfrekvenser og total harmonisk forvrengning (THD) i kraftnettet. Kravene for de enkelte frekvensene er ikke gjengitt her, for THD er det krav for 230 V – 35 kV, 35 kV – 245 kV og fra 245 kV og oppover, henholdsvis 8 %, 3 % og 2 % målt som gjennomsnitt over 10 minutter. I tillegg er det for lavspenningsnett et krav om at THD ikke skal overstige 5 % målt som gjennomsnitt over en uke. 4 Avbrudd Tilstand karakterisert ved uteblitt levering av elektrisk energi til en eller flere sluttbrukere, hvor forsyningsspenningen er under 5 % av avtalt spenningsnivå. Avbruddene klassifiseres i langvarige avbrudd (> 3 min) og kortvarige avbrudd (≤ 3 min). Avbruddsvarighet er definert som medgått tid fra avbrudd inntrer til sluttbruker igjen har spenning over 90 % av avtalt spenningsnivå. PROSJEKTNR 502000094 RAPPORTNR TR A7355 VERSJON 1.0 126 av 126 ENERGIAKADEMIET | EnergiAkademiet er energibransjens arena for kompetanseutvikling og erfaringsutveksling. Vårt mål er å være en foretrukken kurs og konferanseleverandør, en sentral samarbeidspartner i utvikling og gjennomføring av FoU prosjekter, en synlig leverandør av relevante publikasjoner og et naturlig kontaktpunkt ved behov for opplæring for energibransjen. BEDRIFTSTILPASSEDE KURS | Vi fokuserer på brukervennlige kurs og som et ledd i dette tilbyr vi også å holde skreddersydde kurs hos bedriftene. NETTBUTIKK | I vår nettbutikk har vi en stor portefølje bestående av forskrifter, publikasjoner, normer, guider og håndbøker, tilgjengelig for løssalg og abonnementsordninger. Les mer om våre tilbud på vår hjemmeside: www.energinorge.no/energiakademiet EnergiAkademiet Middelthunsgate 27 | Postboks 7184, Majorstuen | 0307 Oslo Tlf: 23 08 89 00 | Faks: 23 08 89 01 | [email protected] www.energinorge.no/energiakademiet
