Analiza delovanja pametnih števcev pri merjenju na visokonapetostnem omrežju

Jerala Skuber, Jan (author), Rudež, Urban (mentor)

Diplomsko delo obravnava preizkušanje pametnih števcev v elektroenergetskih sistemih s pomočjo simulatorja RTDS (Real Time Digital Simulator). Pametni števci, kot ključni elementi sodobnih elektroenergetskih omrežij, omogočajo natančno merjenje in nadzor porabe električne energije ter podpirajo vključevanje obnovljivih virov energije. V nalogi smo se osredotočili na delovanje pametnega števca, ki je namenjen nizko napetostnim nivojem, vendar se njegova uporaba širi tudi na srednje in visokonapetostne sisteme zaradi njegove zanesljivosti in natančnosti. Glavni cilj diplomske naloge je bil preizkusiti funkcionalnost pametnega števca v simuliranih pogojih elektroenergetskega sistema, kjer smo uporabili različne konfiguracije merilnih transformatorjev in simulirali različne scenarije v realnem času. Simulator RTDS je omogočil generiranje dinamičnih pogojev, ki so bili potrebni za natančno testiranje in analizo delovanja števca. Rezultati preizkusov so pokazali, da pametni števci zanesljivo zaznavajo in merijo električne veličine pri ohmskih bremenih, kar potrjuje njihovo uporabnost v praktičnih pogojih. Pri ohmsko-induktivnih bremenih pa je bilo zaznano odstopanje, saj je izmerjena delovna moč manj natančna. Diplomska naloga prav tako poudarja pomen pametnih števcev pri izboljšanju učinkovitosti elektroenergetskega sistema. Sodobni števci omogočajo natančno spremljanje porabe v realnem času, kar operaterjem omogoča boljši nadzor in optimizacijo omrežja. Poleg tega podpirajo vključevanje obnovljivih virov energije in omogočajo prilagodljivo upravljanje omrežja, kar je ključnega pomena za zmanjšanje obremenitev in izboljšanje stabilnosti sistema. Pametni števci so opremljeni z naprednimi komunikacijskimi možnostmi, ki omogočajo oddaljeno upravljanje in diagnostiko, kar zmanjšuje potrebo po fizičnih obiskih in omogoča hitrejše odzivanje na motnje. S tem se izboljšuje zanesljivost oskrbe z električno energijo in zmanjšuje čas izpadov. Poleg tega pametni števci omogočajo izvajanje tarifnih načrtov, analizo porabe in optimizacijo energetskih virov, kar vodi do večje energetske učinkovitosti in trajnosti. Na podlagi izvedenih preizkusov in analiz lahko zaključimo, da so pametni števci nepogrešljiv element sodobnih elektroenergetskih omrežij. Njihova uporaba prinaša številne prednosti, vključno z izboljšano zanesljivostjo, večjo učinkovitostjo in podporo za upravljanje omrežja. Pametni števci tako predstavljajo pomemben korak naprej v razvoju elektroenergetskih sistemov in bodo v prihodnosti igrali ključno vlogo pri zagotavljanju stabilne in učinkovite oskrbe z električno energijo.

• Language: Slovenian
• Keywords: pametni števec, transformatorji, vezave transformatorjev, simulator RTDS, meritve moči.
• Work type: Bachelor thesis/paper
• Typology: 2.11 - Undergraduate Thesis
• Organization: FE - Faculty of Electrical Engineering
• Year: 2024
• PID: 20.500.12556/RUL-161473
• COBISS.SI-ID: 207254787
• Publication date in RUL: 11.09.2024

Secondary language

• Language: English
• Title: Analysis of smart-meter operation in a high voltage network

Abstract

The thesis focuses on testing smart meters in power systems using the Real-Time Digital Simulator (RTDS). Smart meters, as key components of modern electrical grids, enable precise measurement and control of electricity consumption while supporting grid management. The study primarily examines the functionality of a smart meter, designed for low-voltage systems, yet increasingly applied in medium and high-voltage networks due to its reliability and accuracy. The main objective of the thesis was to test the smart meter’s functionality under simulated power system conditions using various measurement transformer configurations and real-time scenario simulations. The RTDS simulator allowed for the generation of dynamic conditions necessary for accurate testing and analysis of the meter's performance. The test results showed that smart meters reliably detect and measure electrical quantities under resistive loads, confirming their usefulness in practical conditions. However, discrepancies were noted in reactive loads, where the accuracy of measured active power was reduced. The thesis also highlights the significance of smart meters in improving the efficiency of power systems. Modern meters provide real-time consumption monitoring, allowing operators to better control and optimize the grid. Additionally, they support advanced communication capabilities for remote management and diagnostics, reducing the need for on-site interventions and enabling faster responses to disturbances. This enhances the reliability of the electricity supply and reduces downtime. Moreover, smart meters enable the implementation of tariff plans, consumption analysis, and energy source optimization, contributing to increased energy efficiency and sustainability. Based on the conducted tests and analyses, we conclude that smart meters are an indispensable element of modern electrical grids. Their application brings numerous benefits, including improved reliability, greater efficiency, and enhanced grid management. Smart meters represent a significant step forward in the development of power systems and will play a crucial role in ensuring stable and efficient electricity supply in the future.

• Keywords: smart meter, transformers, transformer connections, RTDS simulator, power measurements.