Bedömning av risker vid implementering av dynamisk belastbarhet

Rapportnummer:  2015:140
Artikelnummer: 
Spridning: free
Författare:  Jonas Tjäder, Nicholas Etherden
Pris (tryckt rapport, ex. moms): 
Lagerstatus (tryckt rapport): Slut
Referat:
Dynamisk belastbarhet innebär att ledningens överföringsförmåga bedöms baserat på parametrar som indikerar ledningens temperatur eller nedhäng. Detta kan vara till exempel temperatur i enskilda punkter, anspänning eller avstånd till marken. Ett flertal system för tillämpning av dynamisk belastbarhet finns idag kommersiellt tillgängliga. Denna teknik ses som en möjlighet att höja acceptansgränsen i nätet (möjlighet att integrera förnyelsebar intermittent generering) Därför har en studie efterfrågats där riskerna vid användning av system för tillämpning av dynamisk belastbarhet utreds.
En fungerande metodik för analys av risker vid användning av system för tillämpning av dynamisk belastbarhet har tagits fram baserat på IEC 61508. Risk bör analyseras både för systemet för dynamisk belastbarhet och med avseende på hur information om överföringsförmåga och nedhäng tillämpas.
Samtliga undersökta system för tillämpning av dynamisk belastbarhet når upp till den gräns om +/- 20cm noggrannhet för beräkning av nedhäng som har använts som riktlinje i denna studie. Denna riktlinje har baserats på Cigrés rekommendationer. I två av de analyserade fallen kan dock lokala variationer i mätstorhet (ledarens yttemperatur och lokal vindhastighet i ledningsgatan) variera så mycket att en felaktig placering av mätdon gör att en uppskattning av nedhäng kan hamna utanför noggrannhetskravet.
Trots godkänd noggrannhet är inget system för tillämpning av dynamisk belastbarhet utan risker. Dessa risker har kartlagts och analyserats utförligt för åtta olika individuella system. Riskkällor för system bör analyseras innan installation genomförs. Detta är särskilt viktigt för dynamisk belastbarhet där det finns ett stort antal olika tillverkare med vitt skilda metoder för att uppskatta en lednings överföringsförmåga. De specifika förhållandena så väl som hur informationen om överföringsförmåga ska användas behöver beaktas vid varje installation. För att hjälpa elnätsföretag i deras bedömning har riskmatriser för åtta olika system samt två generella metoder utvecklats samt deras inverkan på olika tillämpningar analyserats.
Utöver analys av risker i system för tillämpning av dynamisk belastbarhet har även rekommendationer framtagits för planering av mätsystem för dynamisk belastbarhet. Detta kan användas som en guide vid installation och dessa rekommendationer omfattar identifikation av begränsande spann, temperaturmässiga ”hot-spots”, placering av väderstation, räckvidd för vald kommunikation, driftspänning, maximalt tillåten effekt samt reläskyddskoordinering.
Studien har också kartlagt riskerna med användning av dynamisk belastbarhet för tre olika tillämpningar. Användning av dynamisk belastbarhet bygger ofta på ett samspel mellan tillexempel en vindparksoperatör och en nätägare. Det är dock alltid nätägaren som ansvarar för att säkerhetsföreskrifter följs medan följderna av ett fel i ett system för tillämpning av dynamisk belastbarhet drabbar olika aktörer olika beroende på tillämpning.
Riktlinjer bör tas fram för hur data från system för tillämpning av dynamisk belastbarhet ska integreras i driftmiljö och för nätvärnsautomatik. De flesta tillverkare idag tillgodoser sina egna gränssnitt för hur data tillgodogörs. Några tillverkare kunde rapportera mätdata enligt protokoll men ingen standardisering av själva informationsinnehållet, med t.ex. standardiserad representation av överföringsförmåga på olika tidskalor, kunde hittas. Detta skulle kräva mer än standardiserade protokoll utan också standardiserade informationsinnehåll så som erbjuds av IEC 61850 eller CIM (IEC 61968 / IEC 61970).
Operatörer är en väsentlig del för varje system som inte är helt automatiserat. Brister i system för tillämpning av dynamisk belastbarhet kan ofta kopplas ihop med den höga inlärningskurvan vid installation och användning. Detta är ett större hinder än design eller kvaliteten i tekniken. Potential för storskalig implementering av system för tillämpning av dynamisk belastbarhet försvåras om operatören blir en ”flaskhals” för den mängd information som kan behandlas. Om hög tillförlitlighet finns kan information om dynamisk belastbarhet istället integreras på ett automatiskt sätt i SCADA så som redovisas i tillämpning av nätvärn . Operatör kan då larmas om gränsvärden överskrids eller information bedöms ej tillförlitlig. Det är viktigt att data är säker och noggrann när den kommer in i kontrollrummet. Om förtroendet för data från system för tillämpning av dynamisk belastbarhet är låg innebär det ett hinder för ett framgångsrikt system.

Svenska Elföretagens Forsknings- och Utvecklings- Elforsk - AB, 101 53 Stockholm, Besöksadress: Olof Palmes gata 31, Tel: 08-677 25 30, Kontakt, Cookies