Reele inteligente de distribuie a energiei electrice Retele

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice Retele inteligente de distributie a energiei electrice. [Smart Grids] 2 x 14 = 28 ore curs; 2 x 14 = 28 ore laborator program: miercuri 16 -18 EA 004 / Laborator (subgrupe): marti si miercuri 18 -20 EB 105 consultatii: luni 18 -20 EB 129 Examinare scrisa – probleme si teorie Nota finala: 0. 5 examen+0. 3 laborator + 0. 2 teme de casa (+ 0. 1 lucrari curs); SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020 Titular curs: Prof. dr. ing. Mihaela Albu Laborator: asist. ing. Radu Plammanescu

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice noi teme in energetica: masurari sincronizate; PMU contoare inteligente (smart metering); automobile electrice; generarea intermitenta energiei electrice; stocare microretele [microgrids] retele active de distributie a energiei SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

Smart Grids: Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice the interplay information- interaction- integration Data Aggregation Co mp le Pro x Ev ces ent sin ion t a g z uali s i V ge ata D d le ion w o act n K xtr e Cloud Hosting SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice Retele inteligente de distributie a energiei electrice. [Smart Grids] 2 x 14 = 28 ore curs; 2 x 14 =28 ore laborator; program: miercuri 16 -18 EA 004 / laborator: miercuri 18 -20 EB 105 consultatii: luni 18 -20 EB 129 Examinare scrisa – probleme si teorie Nota finala: 0. 5 examen+0. 3 laborator + 0. 2 teme de casa (+ 0. 1 lucrari curs); SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020 Titular curs: Prof. dr. ing. Mihaela Albu Laborator: asist. ing. Radu Plammanescu

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice noi teme in energetica: masurari sincronizate; PMU contoare inteligente (smart metering); automobile electrice; generarea intermitenta energiei electrice; stocare microretele [microgrids] retele active de distributie a energiei SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice Contorizarea inteligenta in Romania - 18 dec. 2013 – ANRE: Ordinul nr. 91/2013 privind implementarea sistemelor de măsurare inteligentă a energiei electrice: - Art. 1. - (1) Sistemele de măsurare inteligentă a energiei electrice sunt sisteme electronice care măsoară consumul de energie electrică, asigură transmiterea bidirecţională securizată a http: //lege 5. ro/en/Gratuit/gm 4 domjqhe/ordinulinformaţiilor la clientul final, furnizează mai multe informaţii decât un contor convenţional, nr-91 -2013 -privind-implementarea-sistemelorde-masurare-inteligenta-a-energiei-electrice folosind forme de comunicare electronică. Sistemele de măsurare inteligentă cuprind: - a) subsistemele de măsurare conţin cel puţin contorul, transformatoarele de măsură şi echipamentele de securizare a accesului la contor; - b) subsistemele de transmitere a informaţiilor; - c) subsistemele de gestiune a informaţiilor din contoare. - (2) Sistemele de măsurare inteligentă definite la alin. (1) au funcţionalităţi obligatorii şi opţionale. SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice Foaia de parcurs pentru implementarea contoarelor inteligente in Romania Sector Customers subgroup Number of customers Electricity Total non-residential large customers 9. 000 20. 000 non-residential small and medium customers 600. 000 residential customers (households) 8. 380. 000 Gas Total 3. 032. 000 non-residential customers (households) Heat (DHS) xx. 2010 7 SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020 176. 330 2. 855. 670 Total 1. 557. 000 Already having smart meters Envisaged to be covered by the roadmap projects

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice Contorizarea inteligenta in Romania - 18 dec. 2013 – ANRE: Ordinul nr. 91/2013 privind implementarea sistemelor de măsurare inteligentă a energiei electrice: - Art. 1. - (1) Sistemele de măsurare inteligentă a energiei electrice sunt sisteme electronice care măsoară consumul de energie electrică, asigură transmiterea bidirecţională securizată a http: //lege 5. ro/en/Gratuit/gm 4 domjqhe/ordinulinformaţiilor la clientul final, furnizează mai multe informaţii decât un contor convenţional, nr-91 -2013 -privind-implementarea-sistemelorde-masurare-inteligenta-a-energiei-electrice folosind forme de comunicare electronică. Sistemele de măsurare inteligentă cuprind: - a) subsistemele de măsurare conţin cel puţin contorul, transformatoarele de măsură şi echipamentele de securizare a accesului la contor; - b) subsistemele de transmitere a informaţiilor; - c) subsistemele de gestiune a informaţiilor din contoare. - (2) Sistemele de măsurare inteligentă definite la alin. (1) au funcţionalităţi obligatorii şi opţionale. SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice Contoare inteligente - Functionalitati - Obligatorii – pentru clientul final [end-user]: Funcţionalitate Descriere 1. să transmită clientului final şi Transmiterea directă, către clientul final sau către oricare terţ desemnat de oricărui terţ desemnat de către acesta, în timp util, a unor citiri precise, uşor de înţeles şi de utilizat. acesta citiri din sistem, în Prin citiri se înţelege evoluţia indexelor aferente consumului, cu http: //lege 5. ro/en/Gratuit/gm 4 domjqhe/ordinulvederea gestionării periodicitate şi pentru o perioadă de timp suficientă, stabilită prin contract. nr-91 -2013 -privind-implementarea-sistemelorconsumului. de-masurare-inteligenta-a-energiei-electrice Să actualizeze citirile Contorul va fi prevăzut cu capacitatea de a stoca datele privind consumul menţionate la punctul 1, cu o înregistrat pentru o perioadă de timp rezonabilă, conform prevederilor frecvenţă suficientă pentru a legale specifice în vigoare, pentru a permite consultarea şi extragerea permite ca informaţiile să fie datelor privind consumul anterior. utilizate în vederea realizării de Contorul trebuie să permită înregistrarea datelor de consum la cel puţin 15 economii de energie. minute şi transmiterea acestora o dată pe zi, conform condiţiilor prevăzute pentru plata energiei electrice în contractele încheiate între părţi. SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice Contoare inteligente - Functionalitati - Obligatorii – pentru operatorul de distributie : Funcţionalitate Descriere Să permită citirea la distanţă a contoarelor de către operatorul de distribuţie concesionar. Această funcţionalitate asigură citirea de la distanţă a contoarelor, atât pentru energia injectată în reţea, cât şi pentru energia consumată din reţeaua de distribuţie. Să asigure o comunicare bidirecţională între subsistemul de măsurare montat la locul de consum şi subsistemul de gestiune a informaţiilor Sistemele de măsurare inteligentă trebuie să permită comunicaţia bidirecţională între subsistemul de http: //lege 5. ro/en/Gratuit/gm 4 domjqhe/ordinulmăsurare aferent unui loc de consum şi sistemul de gestiune a informaţiilor, pentru a asigura cel puţin: nr-91 -2013 -privind-implementarea-sistemelor- eliminarea deplasării pentru activităţi operaţionale curente; - actualizarea la distanţă a softului intern al contorului; de-masurare-inteligenta-a-energiei-electrice Să permită citiri suficient de frecvente pentru ca informaţiile să fie utilizate în managementul operaţional al reţelei, precum şi la planificarea dezvoltării reţelei. Sistemele de măsurare inteligentă trebuie să furnizeze date utile pentru planificarea dezvoltării reţelei de distribuţie. Datele înregistrate de sistemele de măsurare inteligentă trebuie să fie suficiente pentru a permite optimizarea funcţionării reţelelor de distribuţie şi pentru a creşte eficienţa reţelei. - monitorizarea funcţionării sistemului de măsurare inteligentă şi culegerea semnalizărilor generate de acesta; - sincronizarea referinţei de timp (contoarele, prin softul intern de funcţionare şi infrastructura de comunicaţii aferentă acestora, trebuie să aibă capacitatea de sincronizare a datelor măsurate cu datele recepţionate de sistemul central, suficient de frecvent, încât să se poată obţine beneficiile generate de alte funcţionalităţi); - actualizarea tarifelor (evidenţa consumurilor). SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice Contoare inteligente - Functionalitati - Obligatorii – pentru furnizorul de energie [aspectele comerciale furnizării de energie]: Funcţionalitate Descriere Să sprijine sistemele tarifare avansate. Sistemele de măsurare inteligentă trebuie să cuprindă obligatoriu structuri tarifare avansate. Structura tarifară minimală obligatorie trebuie să îndeplinească următoarele condiţii: - în cazul clienţilor finali de tip agent economic, cu puteri instalate de peste 30 k. VA, să permită aplicarea tuturor structurilor tarifare în vigoare la data emiterii prezentului ordin (tarife binomiale cu înregistrarea puterii orare la 15 minute, atât în ore de vârf, cât şi în restul orelor, cu posibilitate de definire lunară a zonelor orare, tarife monomiale cu maximum 3 zone orare în timpul unei zile, cu posibilitatea de modificare lunară a intervalelor orare); - în cazul consumatorilor casnici, să permită aplicarea tarifelor monomiale cu 3 zone orare în timpul unei zile, cu posibilitatea de modificare lunară a intervalelor orare. Toate contoarele vor permite şi înregistrarea consumului în funcţie de perioadă şi controlul tarifelor de la distanţă, fără a fi trecut prin sistemul informatic al distribuitorului (pentru respectarea confidenţialităţii informaţiilor de natură comercială). Înregistrarea curbei de sarcină poate fi folosită ca alternativă la utilizarea tarifelor avansate în vederea calculării corecte a facturii de energie electrică în funcţie de tariful ales. Să permită controlul de la distanţă al conectării/deconectării la/de la reţea sau limitarea puterii. Sistemele de măsurare inteligentă trebuie să asigure protecţie privind utilizarea reţelei pentru clienţii finali, permiţând limitarea sau ajustarea progresivă a puterii absorbite. Funcţionalitatea conduce la simplificarea proceselor de conectare şi deconectare, în conformitate cu prevederile legale. De asemenea, această funcţionalitate asigură, în mod automat, gestionarea urgenţelor de ordin tehnic, care pot afecta reţeaua, precum şi limitarea dezechilibrelor în piaţa de energie electrică. SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice Contoare inteligente - Functionalitati - Obligatorii – general: Funcţionalitate Descriere Să permită identificarea automată a defecţiunilor, reducerea timpilor de întreruperi, îmbunătăţirea monitorizării şi a controlului principalilor parametri tehnici privind calitatea energiei electrice. Sistemele de măsurare inteligentă trebuie să permită funcţia de înregistrare a informaţiilor cu privire la căderile de tensiune, la durata acestora şi să permită înregistrarea de informaţii cu privire la durata depăşirii limitelor de tensiune acceptate (înregistrarea orei la care a avut loc depăşirea şi a orei la care s-a revenit la valoarea acceptată). Subsistemele de gestiune a informaţiilor trebuie să aibă capacitatea de a extrage aceste informaţii şi a le pune la dispoziţia clientului/furnizorului în cazul reclamaţiilor/ cererilor de informaţii, legate de standardul de performanţă pentru distribuţia energiei electrice. Infrastructura sistemelor de măsurare inteligentă trebuie să permită integrarea a cel puţin unui contor de balanţă la fiecare post de transformare (PT), pentru a facilita identificarea pierderilor tehnice şi nontehnice prin analizarea balanţelor de energie. Datele înregistrate de contoare contribuie la gestionarea pierderilor tehnice şi nontehnice. Această funcţionalitate este obligatorie deoarece unul dintre beneficiile principale introducerii sistemelor de măsurare inteligentă este reducerea pierderilor tehnice, dar în special a celor nontehnice. Contoarele de balanţă sunt componente necesare pentru implementarea acestei funcţionalităţi. SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice Contoare inteligente - Functionalitati optionale Funcţionalitate Descriere Sistemul de măsurare inteligentă ar trebui să permită comunicarea cu receptorii din locuinţa clientului final, inclusiv cu contoarele altor utilităţi - Home Area Network (HAN). Sistemul de măsurare inteligentă ar trebui să facă posibilă comunicarea cu aparatele de uz casnic care permit acest lucru, inclusiv cu alte contoare. Comunicaţia ar trebui să se bazeze pe standardele şi protocoalele utilizate în general, iar contorul ar trebui să ofere posibilitatea de setare a softului intern, fără a se interveni în modulul de măsurare şi în memoria de stocare a datelor. Subsistemul de gestiune a informaţiilor din contoare ar trebui să stocheze datele contorizate cel puţin pentru perioada relevantă pentru facturare, reclamaţii sau recuperare a eventualelor datorii. Această funcţionalitate priveşte subsistemul de gestiune a informaţiilor din contoare, existent la operatorul de distribuţie concesionar, de păstrare a datelor istorice, pentru o perioadă definită, în funcţie de stocarea datelor şi cu respectarea prevederilor legale în vigoare. Infrastructura sistemelor de măsurare inteligentă ar trebui să permită montarea de contoare suplimentare, fără a fi nevoie de înlocuirea elementelor existente. Infrastructura sistemelor de măsurare inteligentă trebuie să permită montarea unui număr rezonabil de contoare suplimentare, fără a fi nevoie de înlocuirea celorlalte elemente existente. Contorul ar trebui să aibă capacitatea de Datele memorate trebuie să fie disponibile pentru o durată suficient de lungă (maximum 60 stocare a datelor pentru o perioadă suficientă de zile după expirarea perioadei de facturare), care să permită recuperarea acestora în de timp. condiţii de siguranţă în cazul în care nu se reuşeşte accesarea sistemului de măsurare inteligentă de la distanţă în vederea colectării datelor (de exemplu, ciclul curent de facturare). Datele stocate în contor trebuie să respecte prevederile legale în vigoare referitoare la securitatea datelor cu caracter personal. SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice Unbundled Smart Meter Architecture Smart meters are placed at the border of connection point to the network, for any prosumer and when deployed through large roll-outs, become the most abundant equipment in active distribution networks. A Smart Meter e. Xtension (SMX), highly flexible to accommodate new functionalities, to support various energy services SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020 A Smart Metrology Meter (SMM), with metrology features and fixed functionality, hard realtime functionalities; acting like a “black box” with stored data

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice Unbundled Smart Meter Functionalities Classic billing functionality plus advanced tariffication which allow support for dynamic energy markets Smart Grid observability, by allowing that the instrumentation values URMS(t), IRMS(t), P(t), Q(t), f(t), available to be read in real-time with appropriate SCADA protocols, such as IEC 61850 or DLMS Energy services measurement, including ancillary services, by providing interval metering down to 1 minute resolution (1 -minute load profile) Support for assessment of quality of energy supply (PQ) High level support for security and privacy SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice SYNCHRO-SCADA Functionality Concept inspired from PMUs, but with much lower accuracy for synchronization of the memorized data, e. g. 100 milliseconds SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice Voltage quality assessment Voltage (rms) directly measured with USM on 24 hours interval - LV network SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice Voltage quality assessment Real records with USM SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

The LPQA concept Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice PD is calculated by using 1 s-voltage rms measurements, (3600 values per hour) of the Unbundled Smart Meter. P 95% can be easily calculated for each commercial interval of one hour, PQ assessment for the hourly delivered energy, thus making possible new business models to support power quality aspects. Probability distribution of voltage level measured with USM in three different hours in an LV network SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice NEW PILOT SITE: UPB [extension of WP 15] SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice UPB CAMPUS before NG SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice The UPB campus is the biggest one in Bucharest. There are 27 student buildings (around 10. 000 students), a laundry, one medical office, one police office, supermarkets, restaurants and night clubs. P 24 – 15 SLAMs (3 per floor) - 200 rooms (40 rooms/floor) - 400 students P 23 – 15 SLAMs (3 installation in process) - 200 rooms - 400 students P 22 – 5 Triphase Landys. Gyr (1 per floor) – It. City Project - 200 rooms (40 rooms/floor) - 400 students P 7 – 5 Landys. Gyr (1 per floor) – It. City Project - 60 rooms (12 rooms/floor) - 240 students P 25 (red line) – 9 SLAMs (3 per floor) + 2 Triphase Landys. Gyr (1 per floor) - 200 rooms (40 rooms/floor) - 400 students SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice Example of graph – power for 1 day (11. 07. 2018) for 1 meter (BBB 1100 -P 24 -floor 4 -phase 1) SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020

Reţele inteligente de distribuţie a energiei electrice Contorizarea inteligenta. Solutia SMM-SMX SISTEME ELECTRICE AVANSATE – master 2019 -2020