Energimåling i digitale stasjoner: nye løsninger for en ny tidsalder

Medforfattere: Nargis Hurzuk (Statnett) og Steinar Fines (Tensio TN) –

Digitalisering av transformatorstasjoner er et naturlig neste steg i utviklingen av slike stasjoner og har mange fordeler for nettselskaper, men det er også utfordringer, blant annet knyttet til energimåling.

ECoDiS-prosjektet holdt en workshop om energimåling i digitale stasjoner for å diskutere temaet. Dette var en hybrid-workshop, både på Værnes og digitalt. Energimåling er blitt identifisert som en viktig utfordring som forsinker digitalisering av transformatorstasjoner. Målinger som brukes til avregning må være korrekt for å sende riktig fakturering av kunder. Dette er viktig for at energimarkedet skal fungere og for at kundene skal stole på nettselskapene på alle nettnivåer.

I dag er det etablerte standarder, tester og metoder for å kalibrering og verifisering for å sikre at energimålinger er korrekte. Digitalisering av målekjeden er en radikal ending for energimålinger.

Energimåling på gamle måten

Tradisjonelt har målinger av energi vært separate fra målinger som trengs til vern. Vern er kritisk for beskyttelse av transformatorstasjoner (og resten av nettet) og er avhengig av at riktig signal kommer til riktig sted til riktig tid. Vern (både komponenter og koordinering) blir regelmessig testet og NVE regulerer dette gjennom kraftberedskapsforskriften.

Noen av måleverdier som behøves til vern og energimåling er de samme, men tradisjonelt har separate målekjeder vært benyttet og ulike deler av nettselskapene er ansvarlig for vern og energimåling. Energimåling er ansvarsområdet til Justervesenet. Det finnes krav til nye energimålere og krav til kontroll av måling gitt av Statnett gjennom KtM (krav til måling). Oppfyllelse av kravene til måling må verifiseres av selskaper som er akkreditert etter ISO 17025.

Energimåling i digitale stasjoner

Digitalisering av transformatorstasjoner, inkludert installasjon av LPIT (low power instrument transformers), har mange fordeler. Den viktigste fordelen er økt sikkerhet sammenlignet med konvensjonelle spenningstransformatorer. Konvensjonelle spenningstransformatorer kan (og har) eksplodere og det er dermed en risiko for skade på mennesker og annet utstyr. Men, det er også utfordringer knyttet til LPIT og energimåling er en av disse. Digitalisering gjør det mulig at samme fysiske komponenter og datastrømmer kan brukes til flere formål. Dette kan være en fordel, men for energimåling gir dette utfordringer:

• Burde måling og vern bruke samme komponenter og datastrømmer? Hva er fordeler og ulemper og eventuell risiko knyttet til dette?  
• Hvordan kalibrere komponenter og hele målekjeden on site? 
• Hvordan vil kvaliteten på målingen utvikle seg over tid, og hvilke faktorer vil påvirke kvaliteten? 
• Hvordan skal nøyaktigheten til den digital målekjeden dokumenteres? 
• Hvordan skal komponenter i målekjeden enkelt kunne erstattes? 

I en digital stasjon vil ikke den tradisjonelle metoden for verifikasjon være mulig lengre. En mulig løsning er å verifisere måling ved å bruke balansekontroll. Balansekontroll er en beregning som gjøres for å sjekke om energi som kommer til stasjonen, minus tap, er den samme som forlater stasjonen. Hvis balansen ikke er riktig er dette tegn på at noe er galt, for eksempel selve målingen.   

I tillegg må standarder og rutiner for testing og kvalitetssjekk av malinger oppdateres. Leverandører av energimålere må også utfordres på å kunne levere separate komponenter og datastrømmer for vern og energimåling. Energisektoren må diskutere fordeler og ulemper knyttet til separate målekjeder for vern og energimåling og kanskje det viktigst HVOR separasjonen skal skje. DIgitalisering av transformatorstasjoner innebærer nytekning knyttet til rutiner og krav. På noen områder er ikke tradisjonelle rutiner og krav relevant lengre, om man liker det eller ikke, og nye ideer og alternativer må finnes for å møte målet for all energimåling (som er uforandret): korrekt energimåling for alle kunder tilknyttet strømnettet. 

ECoDiS-prosjektet vil bidra med erfaring knyttet til energimåling fra flere digital stasjon piloter.  I tillegg vil labpiloten i Smart grid laboratory i Trondheim bidra til mer kunnskap på teamet fra laboratorietester. Energimåling er en viktig utfordring som må møtes for å kunne raskere fulldigitalisere transformatorstasjoner. 

Deltagere på workshopen var prosjektpartnere I tillegg til inviterte foredragsholdere fra VTT (finsk forskningsinstitutt), Landis+Gyr (leverandør av blanta annet energimålere) og Justervesenet.