T476 Zakrisdalsudden 1

Figur 10: Förbrukad medeleffekt för transformator 849 i nätstation T476.

Då Qlik sense summerar mikroproduktion med övrig last på fel sätt och i stället loggar produktionen som en last, krävdes det i detta fall att data för mikroproduktionen hämtades ut separat. För att sedan subtrahera mede-leffekten från kundmätarna för station T476 med den medemede-leffekten som mikroproduktionen står för vilket resulterade i kurvan Uppmätt medeleffekt kundmätare – mikroproduktion (60 min).

I figur 10 visas tydligt att de högupplösta värdena ofta avviker stort från medelvärdet över en timme. Jämförs kurvan Uppmätt medeleffekt (1 min) mot kurvan Uppmätt medeleffekt kundmätare – mikroproduktion (60 min) vid topplast d.v.s. under timme 20 avviker de högupplösta värdena (Uppmätt medeleffekt (1 min)) som mest 27

% över medeleffekten från kundmätarna (Uppmätt medeleffekt kundmätare – mikroproduktion (60 min)).

Studeras medeleffekten på femton minuters intervall, kurvan Beräknad medeleffekt (15 min) inträffar det högsta värdet på 168,76 kW klockan 20:00, detta motsvarar en avvikelse på 12 %, jämfört mot den medeleffekt som mättes hos kundmätarna (Uppmätt medeleffekt kundmätare – mikroproduktion (60 min)) vid samma timme. Att det skiljer mellan summerad timmedeleffekt från de högupplösta mätningarna d.v.s. Beräknad medeleffekt (60 min) mot Uppmätt medeleffekt kundmätare – mikroproduktion (60 min) som fås från kundmätarna beror till stor del på de förluster som uppstår då energin överförs från nätstationen där den högupplösta mätningen sker till leveranspunkt där kundmätningen sker. Detta kan även studeras vid resterande mätningar som presenteras ne-dan i rapporten. Att det mitt på dagen är så pass stora skillnader mellan dessa värden kan tyda på att det är problem vid insamling av data till Qlik Sense.

0

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00

MEDELEFFEKT [KW]

Uppmätt medeleffekt kundmätare - mikroproduktion (60 min) Beräknad medeleffekt (15 min)

23 Figur 11: Förbrukad medeleffekt för utgående grupp 07, transformator 849 i nätstation T476.

Då sju av de totalt åtta abonnemangen för mikroproduktion låg under fack 07, behövdes data hämtas separat även här och subtraheras från medeleffekten för kundmätarna (Uppmätt medeleffekt kundmätare – mikropro-duktion (60 min)). Mätutrustningen var vid tillfället endast programmerad för att kunna samla in mätvärden i form av förbrukning och därmed visas negativa mätvärden eller närmare bestämt produktion som 0-värden. Då Karlstad El- & Stadsnät har planer på att permanent montera liknande mätutrustning på bl.a. denna transforma-tor var det bra att detta problem uppdagades innan man själva monterar dit utrustningen. Det första 0-värdet är registrerat klockan 10:05 och det sista är registrerat klockan 15:53, före och efter detta intervall kommer den högupplösta mätserien inte att påverkas av mikroproduktionen.

Vid topplast d.v.s. mellan klockan 19:00-20:00 mäts den högsta medeleffekten från kundmätarna (Uppmätt medeleffekt kundmätare – mikroproduktion (60 min)) till 84,39 kW medan den högsta medeleffekten från de högupplösta mätningarna (Uppmätt medeleffekt (1 min)) mäts till 115,20 kW (Figur 11). Vilket innebär en ef-fekttopp som är 36 % högre än den medeleffekt som samlas in från kundmätarna (Uppmätt medeleffekt kund-mätare – mikroproduktion (60 min). Studeras kurvan för beräknad medeleffekt på femton minuters intervall (Beräknad medeleffekt (15 min)) inträffar den högsta medeleffekten på 106,00 kW, klockan 19:45. Detta ger att effekttoppen är 25 % större än medeleffekten från kundmätarna (Uppmätt medeleffekt kundmätare – mikropro-duktion (60 min)).

-35 -15 5 25 45 65 85 105 125

00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00

MEDELEFFEKT [KW]

TIMME

Förbrukning 22-04-21

Beräknad medeleffekt (60 min) Uppmätt mikroproduktion (60 min)

Uppmätt medeleffekt kundmätare - mikroproduktion (60 min) Uppmätt medeleffekt (1 min)

Beräknad medeleffekt (15 min)

24 4.1.1. Resultat timmedelvärden

Figur 12: Grafen visar förbrukad medeleffekt i stationen över det dygn där effekttoppen för hela transformatorn var som högst (01-02-21), ljusblå kurva visar den inverterade medeltemperaturen för motsvarande timme.

Man var intresserad av att veta belastningsgrad för en station både på transformatornivå samt för utgående fack. Då medeltopplasten (figur 12) låg på 274,92 kW och nätstationen har en kapacitet på 475,00 kW ger detta oss en kvot på 0,58. P=475 kW kan beräknas genom ekvation 5, där S=500 kVA alltså transformatorns skenbara märkeffekt och cos 𝜑 antas vara 0,95. Man kan anta att det även här sker avvikelser och momentana effekttoppar, dock i något lägre utsträckning under de högupplösta mätningarna p.g.a. att vi har ett lägre energiuttag när dessa mätningar ge-nomfördes. Om de uppskattas från resultatet i figur 10 att momentana effekttopparna är 30 % större än den uppmätta medeltopplasten innebär detta att man helt plötsligt har en belastningsgrad på 0,75.

Man önskar också studera om det är möjligt att tillhandahålla den mängd energi som eventuella elbilar i området kommer behöva varje dygn utan att överskrida den högsta medeltopplasten för året. En genomsnittlig elbil har en batterikapacitet på 41 kW [2] och förbrukar 2 kWh/mil [28]. De senaste åren har svensken kört ungefär 1200 mil/år vilket innebär 3,29 mil/dygn förutsatt att det är jämnt fördelat över alla sju veckodagar. Detta innebär att nätet behöver försörja en elbil med 6,58 kWh/per dygn ([9], Tabell A 5). I figur 12 illustreras den mängd energi som finns tillgänglig utan att topplasten skulle ökas för detta dygn (Topplast). Om denna mängd studeras endast mellan perioden 18:00-06:00, d.v.s. när högbelastningsavgiften inte är aktiv skulle detta motsvara en energi av 581,69 kWh.

Baserat på den mängd energi en elbil förbrukar per dygn så skulle stationen behöva förse de 59,4 bilarna i området med en energi på totalt 390,85 kWh/dygn, vilket nätstationen skulle klara i sitt nuvarande skick utan att för den delen öka topplasten. Detta förutsätter att laddning kan ske idealt, alltså att den energi som finns tillgänglig vid en given tidpunkt används, varken mer eller mindre.

Ur ekvation 6 kan det beräknas att det under tolv timmars perioden 18:00-06:00 krävs en medeleffekt om 0,55 kW för att uppnå en tillräcklig mängd laddning. Laddningstiden för att uppnå 390,85 kWh vid laddning på 3,7 kW samt

0

Hela transformatorn Topplast Fack 07

Fack 06 Fack 05 Fack 04

Fack 03 Fack 02 Laddning 3,7kW

Laddning 6,9kW Temperatur

25 6,9 kW motsvarar ca. två respektive en timmas laddning och i figur 12 illustreras de effekttoppar som skulle uppstå om elbilsladdning av samtliga bilar i området skulle tillkomma direkt efter att högbelastningsavgiften slutat gälla.

Då den högsta medeleffekten för laddning på 6, 9kW motsvarar 665,59 kW och den högsta medeleffekten för ladd-ning på 3,7 kW motsvarar 473,51 kW ger detta en belastladd-ningsgrad på 1,40 respektive 0,99 för transformatorn.

Den totala energiförbrukningen för det dygn då topplast uppmättes (figur 12) motsvarade 5230,78 kWh. I Qlik sense kan det studeras att av kunder som inte är villakunder eller benämns med SCB-kod 91, förbrukades 154,40 kWh. I tabell 6 visas att det finns 54 villakunder under denna nätstation, där med motsvarar energiförbrukningen för dygnet med topplast 94,01 kWh/kund.

Figur 13: Grafen visar förbrukad medeleffekt för fack 07 över det dygn där effekttoppen för hela transformatorn var som högst (01-02-21), ljusblå kurva visar den inverterade medeltemperaturen för motsvarande

timme.

Ur ekvation 3 kan strömbelastningen i kabeln beräknas för medeltopplasten. Då den högsta medeleffekten för facket är 177,26 kW motsvarar detta en medelström av 255,89 A, där med ligger belastningsgraden på 58 % av kabelns maximala belastningsförmåga. Tar vi hänsyn till de fluktuationer som har uppmäts vid mätningar på minutintervall (figur 11) så avviker mätningen som mest 46,81 A från den medelström som mäts hos kundmätarna. Antas det att samma fluktuationer skulle uppstå även här skulle detta motsvara 302,70 A eller en relativ belastning av 70 %. Från tabell 4 kan kundernas säkringsstorlek hämtas. Om kunderna utnyttjade sin säkring till fullo skulle detta innebära en belastning på 666 A, förutsatt att den samfällighetsförening som är uppsäkrad till 63 A i stället räknas som en 20 A kund, detta leder då till en relativ belastning på 153 % för den aktuella kabeln.

I figur 13 visas det m.h.a. arean Topplast att det under dygnet finns 298,55 kWh tillgängligt, utanför tiden för högbelastningsavgiften. Det kan ställas mot att de 35,2 bilarna som finns i området har ett totalt behov om 231,61

0

Fack 07 Topplast fack 07 Laddning 3,7 kW Laddning 6,9 kW Temperatur

26 kWh/dygn, vilket innebär att även på nivån för utgående fack finns det tillräckligt med energi för att förse kundernas elbilar i stationens nuvarande skick. Skulle man endast utnyttja den energi som finns tillgänglig så skulle kunderna under fack 07 behöva ladda sina bilar från klockan 18:00-05:00 för att uppnå 100 % av batteriets kapacitet. Skulle uttaget fördelas jämnt över tolv timmars så kan ur ekvation 6 beräknas att detta motsvarar en medeleffekt om 0,55 kW.

I figur 13 illustreras också det ökade energiuttag som skulle uppstå om elbilsladdning för samtliga hem anslutna till utgående grupp 07 skulle tillkomma från det att högbelastningsavgiften slutat gälla. Vid laddning på 3,7 kW samt 6,9 kW skulle den högsta medeleffekten under dygnet motsvara 285,28 kW samt 397,92 kW, ur ekvation 3 kan det beräknas att detta skulle motsvara en medelström på 604,58 A respektive 433,44 A, vilket motsvarar en relativ belastning (ekvation 7) på 139 % respektive 100 %.