ניטור איכות חשמל רב-שכבתי, מניה והקשר ביניהם

1. ניטור איכות חשמל רב-שכבתי, מניה והקשר ביניהם נצח קלמרו – מטרולוג יחידת מונים ארצי בחח"י מבוצע פיילוט רשת חכמה. הפיילוט מניב ניסיון מצטבר. נתאר כאן 3 תהליכים המתרחשים ברשת

2. תכנים: • ניטור איכות חשמל ומניה רב-שכבתי. • אתגרי ניטור איכות חשמל ומניה בנקודת הממשק בין יצרני חשמל פרטיים גדולים לבין חברת הולכה והפצה. מניה מדויקת במיוחד, מניית רישום רציף. • תופעות מעבר ברשת ההולכה וההפצה – וחשיבות ניטור איכות חשמל דרכה. • חשיפה של מודלי מנייה תקניים שונים באתרי אנרגיה מתחדשת וצרכנים עתירי הרמוניות

3. ניטור איכות חשמל ומניה רב-שכבתי : רשת חכמה כרוכה בפרישת מונים לקריאה מרחוק. למונים יכולת ניטור חשמל (מוגבלת). בתחנות הכוח מותקן מערך מנטרים איכות חשמל + מונה באיכות גבוהה במיוחד. מתקבלת תשתית שלא נתקיימה קודם: 3.1. יש אפשרות לבצע מאזן אנרגיה. 3.2. יש אפשרות לזהות תופעות ברשת ולתחום אותן במרחב.

4. מניה וניטור איכות חשמל רב שכבתיים – בקרת אנרגיה, איכות חשמל • מסתמן(לא וודאי): בשימוש ברישום רציף, ובצורות הגלים של מונה שהוא מנטר איכות חשמל ניתן כנראה לבצע פירוק מניית צרכן. לא ידוע האם עומד בדיוק המטרולוגי הנדרש – בבדיקה. • ביישום סופי, אם נגיע לשלב זה, ייעשה שימוש במפה נעה דוגמת Google Earth או במכלול גרף • לשמירת מבנה הגרף. כאשר נוסף מונה למאגר, מוגדר הסנף הראשי שלו וסנף המשנה שבו נמצא. • ביישום בלבד: המפה הנעה תתממשק לתוכנה לחישוב מאזן האנרגיה, ובדיקת חוקי איזון אנרגיה • בגרף. ION PML 8400 PM-175 Satec רישום רציף EM720 Satec

5. ביום כשלים תלת-פאזי רשתי גנרטור תחנת השנאה מקטע רשת הולכה מערך ניטור מניה ואיכות חשמל רשת כפתור הפעלת הרצת סימולציה סימולטור רשת מניה וירטואלי עם מערכות מניה, וניטור איכות חשמל – מקטע רשת

6. חלק שני: מניה בנקודת הממשק בין יצרני חשמל גדולים לחברת ההולכה: • בעבר היו תחנות כוח בארץ, אלא שכסף לא עבר מכיס אחד לכיס אחר. • הרבה כסף עובר מיד ליד: כ 24 מיליון ₪ לחודש בתחנה. יש 5-6 תחנות כוח פרטיות בהספקים 600-850MWatt. • כאשר עובר כסף מכיס לכיס, ההתחשבנות קפדנית הרבה יותר. • נדרש למדוד את דיוק הרישום הרציף. גם אם לא נוקבים בשם: מניית רישום רציף. • תופעות צריכה וייצור מינוריות מתגלות ע"י מונים רגישים במיוחד

7. חלק שני: מניה בנקודת הממשק בין יצרני חשמל גדולים לחברת ההולכה: • התגלה עם מונים class0.2s כי נרשמת צריכת רישום רציף בשיעור מזערי של 0.1kWatth ליממה. מוכפל ביחס השנאה 10,000: 400kV אל מול 110V נמדד, 300A אל מול 1A נמדד. • תמונת התחנה דוראד. • קובץ רישום רציף – מניה רבע שעתית. • חישוב מאזן אנרגיה: 1500 מונים מול 24 מונים.

8. 400kv הוחלף 13000021 ר 13000025 ר 13000012 ר 13000007 ר 13000020 13000027 ר 13000018 ר 13000009 ר 13000010 ר 13000014 13000015 13000013 13000019 13000034 13000035 אין מונה אין מונה סכמה חשמלית – דוראד – נכון לתאריך 6.11.2013 11.5\400KV 11.5\400KV 11.5\400KV 11.5\400KV 11.5\400KV 11.5\400KV 15\400KV 15\400KV GSU:11-12 GSU:15-16 GSU:17 GSU:13-14 GSU:21-22 GSU:23-24 GSU:25-26 GSU:27 12565307 VAT-2 50MV 50MV 6.6\15KV 50MV 50MV 50MV 50MV 50MV 50MV 50MV 50MV 50MV 50MV VAT-1 13000006 13000022 13000008 13000030 13000032 13000029 13000031 13000024 13000017 13000023 13000033 13000028 13000011 11500020 13000026 G-11 G-12 G-13 G-14 G-15 G-16 G-21 G-22 G-23 G-24 G-25 G-26 144MV 144MV 6.6\15KV ST-17קיטורית • ערוצי רישום רציף: • גנרטור - G - ייצור נרשם ב- Kwh_ACTIVE+ • מונים ראשי ומבקר : • קנייה מחח"י- נרשם ב- Kwh_ACTIVE- • מכירה לחח"י- נרשם ב- Kwh_ACTIVE+ ST-27קיטורית • גורמי הכפלה (הנ"ל לפי חישוב בלבד!!): • G - מונה גנראטור- 3500 • ST - מונה גנרטור קיטורית -10,909.09 • מונה ראשי (GSU) מסומן בירוק – 10,909.09 • מונה צריכת בית (VAT1/2) – 545.45

9. חלק שני: מניה בנקודת הממשק בין יצרני חשמל גדולים לחברת ההולכה: • קובץ רישום רציף

10. חלק שני: מניה בנקודת הממשק בין יצרני חשמל גדולים לחברת ההולכה: • כאשר המונה רגיש ליותר מ 1mA (0.3A בפס הצבירה) נמדדים הפסדי השנאי. הפסדי ליבה והפסדי ליפופים

11. חלק שני: מניה בנקודת הממשק בין יצרני חשמל גדולים לחברת ההולכה: • פליטות מהתחנה בהעדר גנרטורים. הגנרטורים מנותקים.

12. חלק שני: מניה בנקודת הממשק בין יצרני חשמל גדולים לחברת ההולכה - סיכום: • קיימים הפסדי ריקם שנאי קבועים בהיקף 40MWatth ל 3 יממות. מצטבר 9.6GWatth חודשי. חלות התשלום על היצרן הפרטי. • קיימת פליטה מהתחנה בהיקף 20MWatth ל 3 יממות. מצטבר 4.8GWatth חודשי – חלות התשלום על חברת ההפצה בקיזוז, למרות שזו אנרגיה אבודה. • בממשק בין יח"פ לבין חברת הולכה והפצה ההתחשבנות רבע שעתית דה-פקטו, כלומר לא בזמן אמת. • נמדד אי-דיוק רישום רציף כצורך: העמסה נומינלית - 0.27% אנרגיה פעילה, 1.7%- אנרגיה ריאקטיבית. העמסה 40mA – 1.7% אנרגיה פעילה ואנרגיה ריאקטיבית. נמדד אי-דיוק מנייה אבסולוטית מונה 0.05% - פי 5-10 מדויק יותר מהנדרש בתקן 0.2s. דיוק רישום רציף הופך למוצר מבוקש. • נדרש מאזן אנרגיה בין הלקוחות של תחנת הכוח לבין תחנת הכוח לזיהוי הפסדים.

13. חלק שלישי: חשיבותו של ניטור איכות חשמל באחזקה מונעת • יודגמו 2 תופעות שהוקלטו במערך המנטרים הארצי חח"י. מערך ההולכה וההפצה. שתיהן גורמות נזק כלכלי משמעותי. • בשתי התופעות ניתן למנוע את הנזק, ולהביא למניעת ההפסד הכספי.

14. חלק שלישי: חשיפתם של מודלי מניה שונים בדגמי מונים שונים והקשרם לאיכות החשמל • התרבותם של התקני אנרגיה מתחדשת חושפת פערי מניה משמעותיים בין דגמי מונים 5%. • קיימות 2 מערכות תקינה עולמיות זהות זו לזו, שפרסמו את נוסחאות המניה הבאות בחשבון: IEEE 1459, DIN 40110. יצרן מונים מודרני חייב לעקוב את אחת הנוסחאות השקולות. הנוסחאות מוסכמות.

15. חלק 3סוגי ההספקים בממיר PV ובכלל: • הספק חשמלי הוא תלת ממדי. זו עובדה הנגזרת ממשוואות השדה האלקטרומגנטי ברמת מיקרו וגם מחוקי קירכהוף למתח וזרם ברמת מאקרו. משמעות: סוגי ההספקים לא תלויים במימושים של יצרני מונים. • ההספקים בלתי תלויים זה בזהולכן מתקיים משפט פיתגורס להספקים. S D P Q

16. חלק 3: סוגי ההספקים בממיר PV ובכלל: • הספק פעיל P. ההספק שמגיע מהמקור ונותר בעומס. • הספק ריאקטיבי Q.הספק שבו מתקיים הפרש פאזה 90° בין המתח לזרם. מתקיים בקבלים ובסלילים ובתופעות מעבר. • הספק עיוות (distortion power) Dנובע ממעבר אנרגיה בין הרמוניות לא זהות במתח ובזרם. כל שאר ההרמוניות הרמוניות עיקריות

17. חלק 3: בנקודת מדידה בעייתית הספק עיוות גדול יותר בחקר הר-טוב נתגלה כי בממיר עם פער מניה נכנס הספק העיוות Dכגורם חדששלא קיים באופן משמעותי בממירים ללא פער מנייה. לא כל הממירים רועשים. רעש נמדד בעיקר בנקודה עם פער מנייה. הספק ריאקטיבי Qבמצב מתמיד זניח בממירים שנמדדו. במילים אחרות – הרשת החכמה, ריבוי מקורות, הכניסה גורם חדש למשחק. זו תוצאה מעניינת מאד. הרשת החכמה כבר כאן. (גם אם נתעלם ממנה, היא כאן) הספק העיוות כשלעצמו לא מספיק ע"מ לגרום לפער מנייה.

18. חלק 3: התפצלות דיוק המנייה כתוצאה מנוסחאות מנייה ומתדר דגימת גלים כאשר הספק העיוות נכנס למונים עם נוסחאות מנייה שונות ותדרי דגימה שונים, נפרדים הקירובים זה מזה ונוצרים פערי מנייה. המדידה האמתית המוחלטת SATEC EM720 (128 samples/cycle) Distortion power ממיר 2% SECURE 464 (8-16 samples/cycle) 3.8% XXXX METER

19. חלק רביעי: חשיפתם של מודלי מניה שונים בדגמי מונים שונים והקשרם לאיכות החשמל בוצע חקר עיוני של התופעה ונשלח מאמר לעיתונות המדעית Fig. 5: PWM single phase inverter circuit waveforms (a) time domain voltage (b) time domain current (c) FFT spectrum of voltage (d) FFT spectrum of current.

20. חלק 3: חשיפתם של מודלי מניה שונים בדגמי מונים שונים והקשרם לאיכות החשמל

21. חלק 3: חשיפתם של מודלי מניה שונים בדגמי מונים שונים והקשרם לאיכות החשמל

22. חלק 3: חשיפתם של מודלי מניה שונים בדגמי מונים שונים והקשרם לאיכות החשמל

23. שאלות ותודה