1. Ελληνικό Ινστιτούτο Μετρολογίας ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΟΥ ΕΥΡΩΠΑΪΚΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ : «Μετρολογία για έξυπνα ηλεκτρικά δίκτυα» Μυρτώ Χολιαστού, Ειρήνη Φλουδά, και Θεοδώρα Τόδη
2. “ The research leading to the results described in this paper is part of the European Metrology Research Program (EMRP), which is jointly funded by the EMRP participating countries within EURAMET and the European Union.” ’ a smart grid is never smarter than the quality of its measurements’ Ευγενική χορηγία SP « Metrology for Smart Electrical Grids » ENG04 SmartGrid Συντονιστής προγράμματος Ολλανδικό Ινστιτούτο Μετρολογίας
3. Οι συνεργάες του προγράμματος EMRP ENG 04 “ Smart grids 18 εθνικά ινστιτούτα μετρολογίας 4 Πανεπιστήμια- ερευνητικά κέντρα
4. EMRP Participating Countries Austria Belgium Czech Republic Denmark Estonia European Commission (EC) Finland France Germany Hungary Italy The Netherlands Norway Poland Portugal Romania Slovakia Slovenia Spain Sweden Switzerland Turkey United Kingdom
6. K εντροσκοπικό Μεγάλοι σταθμοί παραγωγής Τεχνολογία ηλικίας ενός αιώνα Περιορισμός διασυνδέσεων πρόβλημμα ασυμμετρίας: η παραγωγή και οι διασυνδέσεις με τις βαλκανικές χώρες στο βορά, ενώ… … η μεγαλύτερη κατανάλωση στο νότο (Αττική) .
7.
8. Μέλλον : T ο δίκτυο θα πρέπει να δεχθεί τους αποκεντρωμένους παραγωγούς (π.χ. ανανεώσιμες πηγές ενέργειας), αλλά να αντιμετωπίσει τα προβλήματα της ποιότητας ενέργειας (π.χ. αρμονικές, διακύμανση τάσης) και να είναι οικονομικό Το πρόγραμμα ασχολείται με όλα τα ζητήματα μετρολογικού χαρακτήρα που σχετίζονται με τα νέα δίκτυα που δημιουργούνται
12. Επομένως, κάθε χρονική στιγμή, μπορούμε να γνωρίζουμε τη φάση της τάσης V ή της έντασης I του δικτύου σε διάφορα σημεία του. Επίβλεψη του συστήματος Ανάλυση Κέντρο ελέγχου Αστάθεια Τάσης Συχνότητας Φάσης Αλγόριθμοι προστασίας Κόμβος-Διανομέας & Συλλογή δεδομένων
15. To δίκτυο μεταφοράς της Ελλάδας από το 2004 (σύστημα) λειτουργεί σύγχρονα και παράλληλα με το σύγχρονο διασυνδεδεμένο ευρωπαϊκό σύστημα ENTSOE (European Network of Transmission System Operators for Electricity), πρώην UCTE ( Union pour la Coordination du Transport de l’ Electricité ). Η παράλληλη λειτουργία επιτυγχάνεται μέσω διασυνδετικών γραμμών μεταφοράς Γ.Μ. 400 και 150 kV. με τα Συστήματα της Αλβανίας, της Βουλγαρίας και των Σκοπίων. Επιπλέον, το Ελληνικό Σύστημα συνδέεται ασύγχρονα (μέσω υποβρυχίου συνδέσμου συνεχούςρεύματος) με την Ιταλία. Η τοπολογία των υφιστάμενων και υπό ανάπτυξη διασυνδέσεων φαίνεται στο επόμενο σχήμα όπου παριστάνονται με διαφορετικούς χρωματισμούς οι υφιστάμενες, οι υπό κατασκευή, οι προγραμματισμένες και οι υπό μελέτη διασυνδέσεις Με το Σύστημα της ΠΓΔΜ η Ελλάδα συνδέεται μέσω: μίας γραμμής 400 kV απλού κυκλώματος με δίδυμο αγωγό, μεταξύ ΚΥΤ Θεσσαλονίκης και Dubrovo στην ΠΓΔΜ και Με το Βουλγαρικό Σύστημα η Ελλάδα συνδέεται μέσω μίας Γ.Μ. 400 kV (τύπου Β'Β'), μεταξύ ΚΥΤ Θεσσαλονίκης και Blagoevgrad στην Βουλγαρία. Πηγή: Δ Ι Α Χ Ε Ι Ρ Ι Σ Τ Η Σ Σ Υ Σ Τ Η Μ Α Τ Ο Σ Μ Ε Τ Α Φ Ο Ρ Α Σ Η Λ Ε Κ Τ Ρ Ι Κ Η Σ Ε Ν Ε Ρ Γ Ε Ι Α Σ Μελέτη Ανάπτυξης Συστήματος Μεταφοράς 2010-2014 http://www.ypeka.gr/
17. Πηγή: Δ Ι Α Χ Ε Ι Ρ Ι Σ Τ Η Σ Σ Υ Σ Τ Η Μ Α Τ Ο Σ Μ Ε Τ Α Φ Ο Ρ Α Σ Η Λ Ε Κ Τ Ρ Ι Κ Η Σ Ε Ν Ε Ρ Γ Ε Ι Α Σ Μελέτη Ανάπτυξης Συστήματος Μεταφοράς 2010-2014 http://www.ypeka.gr/ Η παράλληλη λειτουργία επιτυγχάνεται μέσω διασυνδετικών γραμμών μεταφοράς Γ.Μ. 400 και 150 kV. με τα Συστήματα της Αλβανίας, της Βουλγαρίας και των Σκοπίων.
18.
19. Θ.ΠΕΔΙΟ 2 M έτρηση ενέργειας επί τόπου για σωστή τιμολόγηση
20. Μετρήσεις ποιότητας ενέργειας σε πραγματικά δίκτυα σε διάφορες ευρωπαϊκές χώρες. Μεγέθη: συμμετρία, ενέργεια, ισχύς, συχνότητα, αρμονικές, διακύμανση ( flicker) κλπ. Θα παραδοθούν αναλυτικές εκθέσεις των μετρήσεων Τελική οδηγία για τις μετρήσεις ποιότητας ενέργειας στο δίκτυο, ιδιαίτερα χρήσιμη και στους κατασκευαστές προτύπων ενέργειας στη βιομηχανία Θ.ΠΕΔΙΟ 3 Εργαλεία για τη μέτρηση της ποιότητας ενέργειας από απόσταση
25. « Ανάπτυξη της τεχνικής μη παρεμβατικού ελέγχου του φορτίου οικιακής εγκατάστασης. Μελέτη κριτιρίων για την αναγνώριση οικιακών φορτίων χαμηλής τάσης, όπως το ρεύμα κατά την έναρξη λειτουργίας και κατά την κατάσταση σταθερής λειτουρίας, το αρμονικό περιεχόμενο, η ενεργός και η άεργος ισχύς. Σχεδιάστηκε μία πλατφόρμα λογισμικού που προσομοιάζει τις χαρακτηριστικές των φορτίων και αναγνωρίζει τις συσκευές που τίθενται σε λειτουργία. Έχουν ταυτοποιηθεί ήδη οι «υπογραφές» περισσότερων από 10 φορτίων χαμηλής τάσης στο εργαστήριο και διερευνάται η επίδραση που έχει σε αυτές το υπόλοιπο δίκτυο των οικιακών συσκευών που βρίσκονται σε λειτουργία . ICIT 2012 Conference , Μ ay 2012 Signature of Residential Low Voltage Loads A. S. Bouhouras, G. T. Andreou, A. N. Milioudis and D. P. Labridis Department of Electrical and Computer Engineering, of , abouchou@auth.gr, gandreou@auth.gr, amilioud@auth.gr and [email_address]
28. Two options for measurement: 20 kV, 30 kA or 150 kV, 4 kA Conclusion: Efficiency of power plants is directly reflected in the electrical power output
29. WP3, Tools for portable and remote measurement of Power Quality Paul Wright Remote systems for PQ monitoring. PQ measurements on installed wind turbines. Flicker effects of Wind Turbines, verifying IEC Fictitious grid technique. Rail distribution grid PQ measurements. Smart Grid Trials – before and after studies. High voltage transmission line.
30. Ο στόχος του προγράμματος στο τμήμα αυτό είναι να αυξήσει την αξιοπιστία των δικτύων, ορίζοντας τη μετρολογική στρατηγική που απαιτείται για την παρατήρηση και τον έλεγχό τους. Δημιουργία ενός μοντέλου δικτύου ( STRAT : Πανεπιστήμιο Strathclyde -Αγγλία), στο οποίο θα μπορούν να εισάγονται δεδομένα από πραγματικές μετρήσεις ροής ισχύος και στη συνέχεια θα διερευνάται η ικανότητα να εκτιμηθεί η κατάσταση σε θέσεις όπου δεν υπάρχουν μετρητικά όργανα. Στο λογισμικό δημιουργήθηκε μία ευαίσθητη μήτρα με την οποία προδιορίζεται το ελάχιστο σύνολο μετρήσεων το οποίο εξασφαλίζει ακριβή εικόνα του συστήματος με το ελάχιστο κόστ ος . Τα αποτελέσματα του λογισμικού παρουσιάστηκαν στο συνέδριο του “ Innovative Smart Grid Technology ( ISGT )”, στο Μ anchester , το Δεκέμβριο 2011 11 . Δημιουργία ενός δεύτερου μοντέλου δικτύου που διερευνά την τοπολογία των μετρητικών κόμβων και το πλήθος τους, ώστε να μειωθεί το κόστος. Επίσης, μελετώνται οι προδιαγραφές των μετρητών: οι κοινοί έξυπνοι μετρητές δεν είναι «έξυπνοι», ενώ οι βιομηχανικοί πληρούν τις επιστημονικές απαιτήσεις, αλλά δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ευρεία κλίμακα λόγω του κόστους τους ( PTB - Γερμανία). Επίσης, θα διερευνηθεί η επίδραση που έχει η φόρτιση των ηλεκτρικών αυτοκινήτων στο δίκτυο ( TU - BS Technical Universtity of Braunschweig , Γερμανία). Στη δράση αυτή θα αναλυθούν οι νέες αυξημένες απαιτήσεις για την ασφάλεια και την προστασία των δεδομένων σε συμβατότητα με τους κανονισμούς του Ευρωπαϊκού οργανισμού τυποποίησης Mandate 441 και mandate 490 13 . Στη συνέχεια, με βάση την ανάλυση αυτή θα προταθεί πλαίσιο κρυπτογράφησης για τα έξυπνα δίκτυα.
Editor's Notes
#2: Η εισαγωγή των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στα ηλεκτρικά δίκτυα καθιστά τη μετατροπή τους σε «έξυπνα» δίκτυα αναγκαία. Σε ένα ερευνητικό έργο διάρκειας τριών ετών, 18 ευρωπαϊκά εθνικά ινστιτούτα μετρολογίας και 4 Πανεπιστήμια-ερευνητικά κέντρα, συνδυάζουν τις έρευνές τους για την ανάπτυξη των μετρολογικών εργαλείων που είναι απαραίτητα για τον έλεγχο των νέων τεχνολογιών που υπεισέρχονται. Το έργο ξεκίνησε το Σεπτέμβριο του 2010 και χρηματοδοτείται από το Ευρωπαϊκό ερευνητικό πρόγραμμα Μετρολογίας EMRP , το οποίο υλοποιείται από τον οργανισμό εθνικών μετρολογικών ινστιτούτων της Ευρώπης Ε UR ΑΜΕΤ.
#3: To EIM ανήκει στην ένωση EURAMET όλων των εθνικών μετρολογικών ινστιτούτων της Ευρώπης. Το πρόγραμμα χρηματοδοτείται από την ένωση ευρωπαϊκών ινστιτούτων μετρολογίας EMRP. Σε ένα ερευνητικό έργο διάρκειας τριών ετών. Το έργο ξεκίνησε το Σεπτέμβριο του 2010 και χρηματοδοτείται από το Ευρωπαϊκό ερευνητικό πρόγραμμα Μετρολογίας EMRP , το οποίο υλοποιείται από τον οργανισμό εθνικών μετρολογικών ινστιτούτων της Ευρώπης Ε UR ΑΜΕΤ.
#4: Στο πρόγραμμα συμμετέχουν 18 ευρωπαϊκά εθνικά ινστιτούτα μετρολογίας και 4 Πανεπιστήμια-ερευνητικά κέντρα. Μεταξύ αυτών είναι το ΕΙΜ καθώς και το ΑΠΘ (Πολυτεχνική σχολή) … συνδυάζουν τις έρευνές τους για την ανάπτυξη των μετρολογικών εργαλείων που είναι απαραίτητα για τον έλεγχο των νέων τεχνολογιών που υπεισέρχονται
#5: Ας σημειώσουμε ότι η Ελλάδα είναι η μόνη χώρα που δε λαμβάνει χρηματοδότηση από το ερευνητικό πρόγραμμα, καθώς δεν έχει υπογράψει τη σχετική συνθήκη, ελπίζουμε στο μέλλον να συμβεί αυτό…
#6: Όλες οι πληροφορίες για το μετρολογικό πρόγραμμα βρίσκονται στο site του προγράμματος, τα επιμέρους έργα του, οι συμμετέχοντες κλπ. Ας δούμε γιατί μιλάμε για «έξυπνα» δίκτυα
#7: Το παραδοσιακό δίκτυο είναι κεντροσκοπικό με μεγάλους σταθμούς παραγωγής (βασισμένους στο λιγνίτη) και απομακρυσμένους καταναλωτές. Ειδικά στην Ελλάδα ο ΔΕΣΜΗΕ τονίζει το πρόβλημμα ασυμμετρίας: η παραγωγή και οι διασυνδέσεις με τις βαλκανικές χώρες στο βορά, ενώ η μεγάλη κατανάλωση (Αττική) στο νότο.
#8: Αυτός ο χάρτης καλείται να αλλάξει. Στο δίκτυο εισέρχονται νέοι παραγωγοί πχ. ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, σε απομακρυσμένα σημεία. Αυτό όμως φέρνει και μείωση της ποιότητας του δικτύου: διακύμανση της τάσης, εισαγωγή αρμονικών συνιστωσών, ασταθής διαθεσιμότητα ενέργειας κλπ. Να ικανοποιήσει τους στόχους του Kyoto να προστατεύει το περιβάλλον εκπομπές CO2, SO2, Nox. Το 2005 δημιουργήθηκε ο European Technology Platform (ETP) SmartGrids . Περιλαμβάνει εκπροσώπους της βιομηχανίας, διαχειριστές του συστήματος μεταφοράς και διανομής, ερευνητές και regulators.
#9: και ο στόχος του νέου συστήματος είναι η σταθερότητα της τάσης, η ποιότητα της ενέργειας, καλύτερη διασύνδεση μεταξύ κρατών, μεταφορά των ανανεώσιμων σε μεγαλύτερες αποστάσεις, και να είναι οικονομικό. Το πρόγραμμα ασχολείται με όλα τα ζητήματα μετρολογικού χαρακτήρα που σχετίζονται με τα νέα δίκτυα που δημιουργούνται
#10: Το πρόγραμμα χωρίζεται σε 4 Θεματικά πεδία σε καθένα έχει οριστεί ένα επιβλέπον ισνστιτούτο ΘΠ1…Όργανα που μετρούν το άνυσμα της τάσης και τη φάση του σε σημείο του δικτύου ΘΠ2 ασχολείται με τη μέτρηση της ενέργειας, ζητήματα που έχουν αντίκτυπο στον καταναλωτή ΘΠ3 .. Π.χ. ύπαρξη αρμονικών και πως πρέπει να γίνεται η μέτρησή της ΘΠ4 Καλύτερο σχεδιασμό των δικτύων ώστε να έχουν μεγαλύτερη σταθερότητα
#11: Τα συστήματα μέτρησης ανύσματος φάσης χρησιμοποιούνται για την καταγραφή της κατάστασης των μεγάλων δικτύων μεταφοράς και σήμερα αποδεικνύονται πολύ χρήσιμα και στα δίκτυα μέσης και χαμηλής τάσης για την επίτευξη της σταθερότητάς τους.
#12: Οι μονάδες μέτρησης φάσης ( PMUs ) κάνουν συγχρονισμένη και υψηλής ταχύτητας δειγματοληψία της τάσης, της έντασης του ρεύματος του δικτύου και της διαφοράς φάσης τους με ένα ανεξάρτητο, παγκόσμιο σήμα συγχρονισμένο με τη διεθνή ώρα Universal Time Coordinated ( UTC ), το οποίο λαμβάνεται από το ίδιο το PMU μέσω GPS από δορυφόρους.
#13: T έτοια συστήματα αν διασκορπιστούν στο δίκτυο … Η σταθερότητα της φάσης είναι πολύ σημαντικό στοιχείο για τη σταθερότητα του δικτύου. If the data concentrator in a WAMS application is extended to also include protection and control algorithms and a possibility to send action signals, a wide area protection system is designed. Such a system can be supplied by a few PMUs up to tens of PMUs, depending on the size of the power system and the complexibility of the protection functions.
#14: Οι συσκευές αυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν και στο δίκτυο χαμηλής τάσης αλλά κυρίως στις διασυνδέσεις του δικτύου μεταφοράς (υψηλής τάσης)
#15: Το θεματικό πεδίο 1 λοιπόν ξεκινά με προσομοίωση Τα επιμέρους έργα του θεματικού πεδίου 1 είναι Η δημιουργία υπολογιστικής πλατφόρμας που θα προσομοιάζει το σύστημα PMU Στη συνέχεια θα γίνει κατασκευή ενός πρότυπου PMU… και ταυτόχρονα Πρότυπος διακριβωτής για το PMU… T έλος, το καλοκαίρι του 2013 το ΕΙΜ θα χρησιμοποιήσει το πρότυπο PMU για να πραγματοποιήσει μετρήσεις στο Ελληνικό δίκτυο μεταφοράς.
#18: Ειδικότερα στη Βαλκανική έχουμε διασυνδέσεις με Βουλγαρία, Αλβανία, Σκόπια (αλλά και με Ιταλία μέσω υποβρύχιας γραμμής συνεχούς ρεύματος)
#19: Το ΕΙΜ λοιπόν έχει αναλάβει να πραγματοποιήσει μετρήσεις σε δύο σημεία του Ελληνικού δικτύου μεταφοράς, όπου ήδη είναι εγκατεστημένα PMU. … 2013
#20: To δεύτερο θεματικό πεδίο αχολείται με μετρήσεις ενέργειας με γνώμονα τον καταναλωτή. Χωρίζεται σε υποέργα . Στο πρώτο υποέργο εμπλέκεται το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (Πολυτεχνική σχολή) και χρησιμοποιεί την τεχνική μη παρεμβατικού ελέγχου… Συνέδριο ICIT Y πολογισμός σφάλματος μετρηρών
#21: Μετρήσεις ποιότητας ενέργειας σε πραγματικά δίκτυα σε διάφορες ευρωπαϊκές χώρες. Χαρακτηριστικά: συμμετρία, ενέργεια, ισχύς, συχνότητα, αρμονικές, διακύμανση( flicker) κλπ. Θα παραδοθούν αναλυτικές εκθέσεις των μετρήσεων Τελική οδηγία για τις μετρήσεις ποιότητας ενέργειας στο δίκτυο, χρήσιμη και στους κατασκευαστές προτύπων ενέργειας στη βιομηχανία
#22: Το μοντέλο διερευνά βέλτιστο πλήθος μετρητικών κόμβων, βέλτιστη τοπολογία, ελάχιστο κόστος Ένα δίκτυο LV θα μετατραπεί σε «έξυπνο» με εισαγωγή ανανεώσιμων πηγών. Τροφοδοτεί 140 καταναλωτές (5,4 GWh/ χρόνο).
#23: Τέλος, στο πρόγραμμα συμμετέχουν και παρατηρητές που είναι εταιρίες, οι οποίες παρακολουθούν τα αποτελέσματα του προγράμματος και μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα αποτελέσματά του στη βιομηχανία.
#29: The red arrows indicate the options where the energy can be measured. Typically, the custody transfer between utility and TSO (Transport System Operator) is at the HV side. It is also easier to accurately measure high voltage, than currents > 10 kA. The 20 kV/30 kA and 150kV/4kA are indicative values. Note that the highest-power plants (> 1 GW) feed the grid at 380 kV and several kA.
![« Ανάπτυξη της τεχνικής μη παρεμβατικού ελέγχου του φορτίου οικιακής εγκατάστασης. Μελέτη κριτιρίων για την αναγνώριση οικιακών φορτίων χαμηλής τάσης, όπως το ρεύμα κατά την έναρξη λειτουργίας και κατά την κατάσταση σταθερής λειτουρίας, το αρμονικό περιεχόμενο, η ενεργός και η άεργος ισχύς. Σχεδιάστηκε μία πλατφόρμα λογισμικού που προσομοιάζει τις χαρακτηριστικές των φορτίων και αναγνωρίζει τις συσκευές που τίθενται σε λειτουργία. Έχουν ταυτοποιηθεί ήδη οι «υπογραφές» περισσότερων από 10 φορτίων χαμηλής τάσης στο εργαστήριο και διερευνάται η επίδραση που έχει σε αυτές το υπόλοιπο δίκτυο των οικιακών συσκευών που βρίσκονται σε λειτουργία . ICIT 2012 Conference , Μ ay 2012 Signature of Residential Low Voltage Loads A. S. Bouhouras, G. T. Andreou, A. N. Milioudis and D. P. Labridis Department of Electrical and Computer Engineering, of , abouchou@auth.gr, gandreou@auth.gr, amilioud@auth.gr and [email_address]](https://image.slidesharecdn.com/holiastouflouda-120209060528-phpapp02/85/-25-320.jpg)
