Wczytuję dane...
Budowa systemu akwizycji danych z analizatorów jakości energii elektrycznej

Budowa systemu akwizycji danych z analizatorów jakości energii elektrycznej

dr inż. Marek Rogóż, mgr inż. Janusz Kurpas – TAURON Dystrybucja S.A.

Jakość i niezawodność zasilania są jednym z głównych czynników wpływających na poziom zadowolenia odbiorców energii elektrycznej. W wielu przypadkach chwilowy brak

zasilania jest mniej lub bardziej dokuczliwy, jednak nie powoduje istotnych szkód materialnych czy zagrożenia. W innych ciągła i niezaburzona dostawa energii elektrycznej

jest niezbędna dla zapewnienia bezpieczeństwa ludzi i obiektów, ale także dla zapewnienia prowadzenia działalności przemysłowej, wymagającej podtrzymywania ciągłych procesów przemysłowych. W takich uwarunkowaniach jakość napięcia i niezawodność dostawy stają się kluczowe.

Podstawowym dokumentem prawnym obowiązującym OSD w tym obszarze jest Rozporządzenie w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego [1], które określa parametry jakościowe energii elektrycznej i standardy jakościowe obsługi odbiorców. Rozporządzenie [1] wyraźnie wskazuje, że dystrybucja energii elektrycznej polega na „utrzymaniu ciągłości i (…) niezawodności jej dostarczania” oraz „utrzymaniu parametrów jakościowych energii elektrycznej”. W rozdziale „Parametry jakościowe energii elektrycznej i standardy jakościowe obsługi odbiorców oraz sposób załatwiania reklamacji” Rozporządzenia [1] zawarto minimalne

wymagania, jakie OSD jest zobowiązany spełnić w stosunku do odbiorców przyłączonych do jego sieci. Wśród parametrów jakościowych są wymienione częstotliwość i wartość skuteczna napięcia, wahania i asymetria napięcia oraz harmoniczne napięcia. Rozporządzenie definiuje też rodzaj przerw w zasilaniu oraz podaje dopuszczalny czas trwania przerw długich i bardzo długich.

W praktyce operacyjnej OSD pomiar parametrów jakościowych energii elektrycznej jest inicjowany z dwóch powodów: na wezwanie reklamacyjne odbiorcy lub jako własna

inicjatywa. Każdy z działających w Polsce OSD obserwuje zwiększenie liczby pomiarów reklamacyjnych, co związane jest ze wzrostem oczekiwań odbiorców względem ciągłości

i jakości zasilania, a także ze wzrostem świadomości swoich praw zagwarantowanych w umowach dystrybucyjnych.

Reakcja na zgłoszenie reklamacyjne jest obowiązkiem OSD, natomiast pomiary parametrów jakościowych wykonywane z własnej inicjatywy są przejawem poszukiwania

nowych sposobów do oceny sytuacji w sieci i równocześnie oceny jej stanu technicznego.

Świadoma budowa systemu monitorowania jakości energii elektrycznej (SMJEE) wymaga zdefiniowaniazamierzonych do osiągnięcia celów. Niezbędne jest wskazanie interesariuszy wewnętrznych i zewnętrznych, wraz z określeniem ich potrzeb. Należy określić kategorie punktów sieci dystrybucyjnej, które powinny być objęte pomiarem. Biorąc pod uwagę, że informacja pozyskiwana podczas pomiarów będzie wykorzystywana

przez różnorodne grupy specjalistów, należy przewidzieć powiązania SMJEE z innymi systemami biznesowymi w przedsiębiorstwie, np. SCADA, systemy wsparcia obsługi klienta (reklamacje), systemy zarządzenia rozwojem sieci (przyłączenia i modernizacje).

Biorąc pod uwagę powyższe, można wskazać dwa główne cele pomiaru parametrów JEE. Pierwszy związany jest z oceną statystyczną jakości i niezawodności dostawy energii

elektrycznej. Umożliwia on ocenę spełnienia zobowiązań prawnych wynikających z Rozporządzenia [1], ochronę przed nieuzasadnionymi reklamacjami, ale jednocześnie daje możliwość oceny stanu technicznego sieci w dłuższej perspektywie czasu (np. kilka lat). Na tym poziomie oceny będą wykorzystywane głównie zagregowane dane pomiarowe, najczęściej wartości 10-minutowe. Drugim istotnym celem jest szczegółowa

analiza zaburzeń i zdarzeń występujących w poszczególnych punktach sieci. Ten poziom analizy może być wykorzystany do wykrywanie źródeł zaburzeń, a przez to zarządzania poziomami emisji w sieci dystrybucyjnej czy wspierania procesu przyłączania odbiorców i źródeł.

Mając świadomość bieżących i przyszłych potrzeb, w TAURON Dystrybucja rozpoczęto budowę systemu monitorowania jakości energii elektrycznej. Rozwój SMJEE będzie procesem ciągłym, a budowę jego głównych elementów zaplanowano na okres kilku lat. Powołany w strukturach TAURON Dystrybucja zespół specjalistów opracował koncepcje budowy i rozwoju systemu monitorowania jakości energii elektrycznej. Jednym z wyników prac było określenie struktury systemu, którą przedstawiono na rysunku 1.

System MJEE będzie obejmował swym zasięgiem sieć dystrybucyjną na wszystkich poziomach napięć na terenie całego obszaru działalności TAURON Dystrybucja S.A. W jego strukturze można wyróżnić warstwę pomiarową, warstwę transmisji danych oraz

warstwę analityczną z bazami danych.

Zakłada się, że system MJEE będzie otwarty, tj. będzie integrował urządzenia pomiarowe różnych kategorii i różnych producentów. Do celów rozstrzygania sporów umownych

niezbędne jest stosowanie analizatorów klasy A w rozumieniu normy PN-EN 61000-4-30 [4], jednak do celów oceny stanu technicznego można wykorzystać inne urządzenia niebędące analizatorami jakości energii elektrycznej, jak np. „moduły jakościowe” w zabezpieczeniach czy sterownikach polowych oraz liczniki bilansujące i liczniki końcowe z zabudowanymi funkcjami pomiarów niektórych parametrów jakościowych. W niektórych przypadkach konieczne będzie zastosowanie działań przystosowujących format wymiany może być realizowana bezpośrednio w urządzeniu lub poprzez zewnętrzny moduł tłumaczący.

Jako podstawowe medium komunikacyjne przewiduje się wykorzystanie wewnętrznej sieci komputerowej, a w przypadku jej braku wykorzystywane będą różne odmiany transmisji GPRS.

Warstwa analityczna została podzielona na dwa poziomy: poziom inżynierski (aplikacja obszarowa) oraz poziom statystyczny (aplikacja centralna). Nazwy tych poziomów odpowiadają wprost możliwościom jakie zostaną udostępnione dla użytkowników

końcowych.

Do aplikacji obszarowej będą przesyłane wszystkie dane z wszystkich urządzeń pomiarowych zlokalizowanych geograficznie na podległym obszarze. Będą to dane zagregowane wymagane przez Rozporządzenie [1] (dane okresowe 10-minutowe, częstotliwość oraz Plt), dane o innym czasie uśredniania (np. 3 sekundy, 3 minuty), dane na temat zdarzeń i ich parametrów, ale również przebiegi wartości skutecznych i przebiegi oscylograficzne podczas zapadów, przerw czy wzrostów napięcia. W aplikacji tej będą również przechowywane dane z analizatorów przenośnych. Strumień danych będzie znaczny, a ich szczegółowość umożliwi wykonanie wszelkich raportów statystycznych, ale także dokładnych i wielokierunkowych analiz inżynierskich umożliwiających np. identyfikację rodzaju i źródła zaburzenia. Z aplikacji obszarowej będą korzystać inżynierowie rozwiązujący problemy z niedotrzymaniem parametrów jakościowych.

Przewiduje się, że na terenie działania TAURON Dystrybucja S.A. będzie kilka niezależnych aplikacji obszarowych. Każda z nich będzie miała swoją bazę danych. W razie potrzeby przewiduje się wymianę danych pomiędzy poszczególnymi aplikacjami.

Aktualnie pracują już oprogramowania, które pełnią funkcję aplikacji obszarowej.

Aplikacja centralna to aplikacja, która będzie łączyć ze sobą wszystkie aplikacje obszarowe. Aplikacja ta będzie korzystać tylko z danych zagregowanych. Dodatkowym źródłem danych będą moduły jakościowe liczników bilansujących i liczników konsumenckich, które będą odczytywane cprzez systemy AMR i przechowywane w centralnej bazie pomiarowej. Dane te będą stanowić podstawę do generowania

różnorodnych raportów: dla odbiorcy końcowego, zgodności z Rozporządzeniem [1], zgodności z normą PN- -EN 50160, dla innych interesariuszy (URE, uczelnie itp.). Raporty będą przygotowywane w oparciu o opracowane wzorce, ale będzie również możliwość

indywidualnej konfiguracji raportu.

Przewiduje się, że system MJEE zostanie powiązany z systemami wsparcia obsługi reklamacji (SOD) oraz z systemem zarządzania majątkiem sieciowym (ZMS), a także systemem SCADA.

Należy też dodać, że obok budowy infrastruktury technicznej i informatycznej wprowadzane są zmiany organizacyjne w strukturze Spółki, które mają ujednolicić obszar zarządzania jakością energii elektrycznej w poszczególnych oddziałach. Zmiany

realizowane będą w ramach projektu Jedna Dystrybucja, który ma na celu ujednolicanie procesów biznesowych. Został uruchomiony również program szkoleniowy dla pracowników, który ma zapewnić zwiększenie wiedzy i kompetencji pracowników z obszaru jakości energii elektrycznej.

Elementy, które w sumarycznym znaczeniu będą miały znaczący pozytywny wpływ na poprawę jakości i niezawodności zasilania, można też znaleźć w innych działaniach realizowanych w Spółce, m.in. programie wdrożenia inteligentnej infrastruktury sieciowej, programie zintegrowanej diagnostyki sieciowej czy programie inwestycyjnym zmierzającym do gruntownej modernizacji sieci i stacji elektroenergetycznych będących w eksploatacji TAURON Dystrybucja S.A.

literatura

1. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 4 maja 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków

funkcjonowania systemu elektroenergetycznego (DzU 2007.93.623).

2. ht t p : // w w w.u r e. g o v.p l / p l / urzad/informacje-ogolne/ure- -w-mediach/5164,Wyzwania-

-inteligentnej-sieci-Rozmowa-z- -Markiem-Woszczykiem-prezesem-Urzedu-Regul.html.

3. http://www.ure.gov.pl/pl/urzad/wspolpraca- -miedzynarod/4648,Innowacyjna-energetyka-innowacyjna-regulacja.html.

4. Norma PN-EN 61000-4-30 Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC). Część 4-30: Metody badań i pomiarów – Metody pomiaru jakości energii.

5. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 21 sierpnia 2008 r. zmieniające rozporządzenie

w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego (DzU 2008.162.1005).

6. Koncepcja systemu monitorowania parametrów jakości energii elektrycznej w TAURON Dystrybucja S.A. – dokument wewnętrzny, 2013 r.

***

Artykuł wygłoszony w formie referatu podczas konfrencji JEE w Lądku Zdroju.

Źródło: Elektro Info 11/2015

www.elektro.info.pl