Energitransporter. Energimätning och datateknik

Transkript

1 Energitransporter Energimätning och datateknik Föreläsning Janusz Wll Wollerstrand

2 Energitransporter var finns de? elenergi Kaffe?

3 Energitransporter mätning av elförbrukning Fjärravläsning Mekanisk kelmätare Källa:

4 Energitransporter mätning av elförbrukning Presentation av förbrukning i W och kwh i PC Källa:

5 Eldistributionsnät ~230 V segment

6 Eldistributionsnät ~230 V segment

7 Nytt förslag sälja egen el men finns det lämpliga elmätare? Regeringen föreslår att det ska bli billigare och enklare att sälja el för den som har ett litet vindkraftverk på tomten eller solceller på taket. Men förslaget möts redan av kritik. utan nettodebitering blir det för krångligt och för små intäkter att försöka sälja (egenproducerad el) Nettodebitering finns exempelvis i de allra flesta staterna i USA varför skulle vi inte kunna genomföra det i Sverige?

8 Net Energy Metering in Hawaii

9 Energitransporter var finns de? elenergi värmevärde värme Kaffe? Termometer Flödesmätare Nivåmätare Ultraljud Radar Lastcell

10 Densitets / nivåmätning med gammaskanning Rörlig röntgen av en sluten behållare låter användaren bedöma: Fyllnadsgrad Densitet Driftstörningar Teknisk kondition

11 Energitransporter energibärare Kemisk energi i ett ämne Elektrisk potential Värmekapacitet hos ett ämne

12 Balansanalys Energitransporter validering i ett av kraftvärmeverk energibalansens hur ska mätningar de övervakas?

13 Balansanalys validering av energibalansens mätningar Man kan utnyttja loggad mätdata och kalibrerade mätningars noggrannhet för att estimera noggrannheten för de övriga mätningarna i balansen

14 Flödesmätare får gaser och vätskor Källa:

15 Flödesmätare får gaser och vätskor Källa:

16 Flödesmätare får gaser och vätskor Källa: urban/2009/10/macken en svensk uppfinning

17 Flödesmätare får gaser och vätskor Källa:

18 Flödesmätare får gaser och vätskor Källa:

19 Fläktmätning i fält Källa:

20 Fläktmätning i fält Källa:

21 Pulshastighetsmetoden

22 Pulshastighetsmetoden Pulshastighetsmetoden kan tillämpas för flöden i rör. Metoden utförs så att en kort radioaktiv puls injiceras i flödet som skall kalibreras. Tiden det tar för pulsen att färdas en bestämd sträcka mäts med hjälp av strålningsdetektorer placerade på rörets yttre sida. Volymflödet fås som produkten av rörets inre diameter och den uppmätta tiden. På detta vis fås ett referensvärde som jämförs med flödesmätarens samtidiga värde. Kalibreringsresultatet fås som medeltalet av flera injicerade spårämnespulser. Metoden är standardiserad (ISO 2975/VIIför vätskor och BS för gaser). Pulshastighetsmetoden stör inte processen. Enligt ackreditionsbeslutet är den bästa möjliga noggrannheten för vätskor och gaser 0,5 %.

23 Temperaturmätning givare Temperaturgivare där resistans är beroende av temperaturen) kända under benämningarna Pt100 respektive Pt1000 Den bifilärlindade li d platinatråden Filmelement l har ett platinaskikt är till 80 procent fritt upphängd som anpassning för industriella fäst på ett substrat som bearbetat ger 100 eller 1000 tillämpningar. ohms resistans vid 0 C. Det finns även andra resistiva temperaturgivare, typ termistor

24 Temperaturmätning givare Temperaturgivare där temperaturgradienten längs hela kabellängden genererar EMK, s k termoelement Mindre långtidsstabila än Pt100 men klarar högre temperaturer

25 Temperaturmätning instrument Analog vs. digital analog förstärkare givare samt termoelement 0V vid 0 C analog / digital siffer- rutor analog aog givare resistans oscillator räknare RC tidskonstant sifferrutor

26 Temperaturmätning instrument Dual slope voltmeter

27 Temperaturmätning givare Installationseffekter

28 Temperaturmätning givare Installationseffekter

29 Temperaturmätning givare IR termometrar

30 Mätutrusting krav på mätnoggranheten/kalibrering

31 noggrannhet - upplösning precision i - riktighet t utförande sannt värde x kalibrering statistik n = 1 n n( n 1) i= 1 x i n i= 1 u( x) = ( x i x ) 2

32 Mätutrusting krav på mätnoggranheten/kalibrering

33 Mätutrusting krav på mätnoggranheten/kalibrering

34 Övervakning av el, vatten och värmeförbrukning i en fastighet energimätare för fjärrvärme Produktion Konsumtion Källa:

35 Övervakning av el, vatten och värmeförbrukning i en fastighet energimätare för fjärrvärme Flödesmätare givare Flödesmätare givare Dykrör för temperaturgivare Flödesmätare elektronik Temperaturgivare Integreringsverk Källa:

36 Övervakning av el, vatten och värmeförbrukning i en fastighet energimätare för fjärrvärme FJV fram FJV retur Källa:

37 Fjärravläsning / övervakning / kommunikation

38 Övervakning av el, vatten och värmeförbrukning i en fastighet översikt

39 Övervakning av el, vatten och värmeförbrukning i en fastighet Källa:

40 Övervakning av el, vatten och värmeförbrukning i en fastighet Källa:

41 Tillgång till mätdataströmmar gällande energiförbrukning i fastigheter Media, el, och energimätare blir i allt högre utsträckning fjärravlästa och således potentiellt elektroniskt tillgängliga. Energiprestanda baserade på uppmätt förbrukning kan förbättras genom tillgång till tidsseriedata rörande historisk förbrukning. Källa: Bygglogik.se (Anders Lindfors)

42 Övervakning av el, vatten och värmeförbrukning i en fastighet Källa:

43 Automatisk övervakning av el, vatten och värmeförbrukning i en fastighet varningssms Källa: Luleå Energi AB

44 Autmatisk övervakning av el, vatten och värmeförbrukning i en fastighet varningsmail Källa: Göteborg Energi AB

45 Energisystem i förändring

46 Energisystem i förändring Nyare energisystem har flera inmatningspunkter

47 Governor s Energy Summit West Virginia Källa:

48 Changing World Källa:

49 Does a Smart Grid Really Matter? Influence on: Without SG With SG variable renewables penetration < 13 % > 30 % demand response 5 % 15 % consumer generation used on the < 1 % 10 % grid generation asset utilization 47 % 90 % transmission asset utilization 50 % 80 % distribution asset utilization 30 % 80 % Källa:

50 Smart Grid Characteristics Aktivt kundmedverkan Samordnade resurser Möjliggöra nya produkter Optimalt utnyttjande Elkvalité för datautrustning stabil återhämtning Förutse och regera på störningar Källa:

51 Benefits of Transforming to Smart Grid Architecture (San Diego Example) flaskhalsar driftavbrott återstart Källa:

52 Benefits of Transforming to Smart Grid Architecture (San Diego Example) Total Annual Benefits $141M System Benefits (20 years) Societal Benefits (20 years) $1,433M $1,396M Total Capital Cost $490M Annual O&M Cost $24M Drift & underhåll Källa:

53 Direct Benefits Drift Tillgångar DG domestic generation PHEV plug-in hybrid electric vehicle Källa:

54 Societal Benefits Källa:

55 Societal Benefits an example Källa:

56 MGI's Principle Characteristics are part of their Smart Grid system vision for measuring success MGI = Modern Grid Initiative Källa: Report to NIST on the Smart Grid Interoperability Standards Roadmap, prepared b EPRI

57 Smart Grid Networks for Information Exchange Källa: Report to NIST on the Smart Grid Interoperability Standards Roadmap, prepared b EPRI

58 Smart Grid Conceptual Model Top Level Källa: Report to NIST on the Smart Grid Interoperability Standards Roadmap, prepared b EPRI

59 A Smart Grid Use Case Represented by a Path throughthe the Conceptual Model Källa: Report to NIST on the Smart Grid Interoperability Standards Roadmap, prepared b EPRI

60 Overview of the Markets Domain Källa: Report to NIST on the Smart Grid Interoperability Standards Roadmap, prepared b EPRI

61 Overview of the Operations Domain Källa: Report to NIST on the Smart Grid Interoperability Standards Roadmap, prepared b EPRI

62 Overview of the Service Provider Domain Källa: Report to NIST on the Smart Grid Interoperability Standards Roadmap, prepared b EPRI

63 Overview of the Bulk Generation Domain Källa: Report to NIST on the Smart Grid Interoperability Standards Roadmap, prepared b EPRI

64 Overview of the Transmission Domain Källa: Report to NIST on the Smart Grid Interoperability Standards Roadmap, prepared b EPRI

65 Overview of the Distribution Domain Källa: Report to NIST on the Smart Grid Interoperability Standards Roadmap, prepared b EPRI

66 Overview of the Customer Domain Källa: Report to NIST on the Smart Grid Interoperability Standards Roadmap, prepared b EPRI

67 Wide Area Situational Awareness Use Cases: Actors and Logical Interfaces Källa: Report to NIST on the Smart Grid Interoperability Standards Roadmap, prepared b EPRI

68 Relating Use Cases, Requirements, and Standards Källa: Report to NIST on the Smart Grid Interoperability Standards Roadmap, prepared b EPRI

69 Smart Grid Architecture Interoperability Framework Organizational: Policy, Business Objectives, Business Procedures Informational: Business Context, Semantic Understanding Technical: Syntactic Interoperability, Network Interoperability, Connectivity Cross-Cutting Issues: Security, Resource Identification, Time Synch, etc. Källa: Report to NIST on the Smart Grid Interoperability Standards Roadmap, prepared b EPRI

70 Vi behöver korrekt information

71 Men behöver vi så många protokoll?

72 Energitransporter Energimätning och datateknik Tack för Er uppmärksamhet!