Dutch Power Event: Power Quality

1. Jeroen van Waes
11-september-2018
PowerQuality–Spannendetijden
Dutch Power 9/11

2. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Waar ga ik het over hebben?
• Inleiding
• Waarom doen we het?
• Welke trends zijn voor TenneT van belang?
• Wat zien we nu?
• Voorbeeld: harmonischen
• Slotopmerkingen
• Discussie

3. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Inleiding: Waarom?
Het (blijven) voldoen aan regulering:
• Netcode
- Gebaseerd op EN50160
- Bewaking via PQM meetsysteem
- Jaarlijkse rapportage
• Diverse standaarden o.a. IEC 61000-3-6

4. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Inleiding: (voorziene) trends
• Toename “inverter based” technologies
• Offshore/ onshore
• Op verschillende spanningsniveas
-> gevolgen voor harm. emission levels
• Toename HV kabels
• Windparken
• Verkabeling
-> Verschuiving resonantiefrequenties en versterking achtergrond
harmonischen
• Sluiten conventionele eenheden
-> Gewijzigde kortsluitimpedantie
Veranderingen gaan snel…

5. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Inleiding: wat zien we nu?
150 kV OS – power factor 2012-2017 for each weekday
Observe: power factor has been increasing towards 1 since 2013.

6. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Inleiding: wat zien we nu?
• Iedere klant wordt met PQM
meter bemeten
• Gemeten worden: Langzame
en snelle spanningsvariatie,
asymmetrie, harmonischen
en spanningsdips
• Resultaten op
www.uwspanningskwaliteit.nl

7. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Inleiding: wat zien we nu?
Hinderlijke spanningsdips op https://www.tennet.eu/nl/ons-
hoogspanningsnet/ons-hoogspanningsnet/stroomstoringen/

8. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Inleiding: wat zien we nu?
Jaarrapportage 2017:
EHS: Geen hinderlijke spanningsdips
HS:
Verdeling hinderlijke dips
• Kortsluiting bij aangeslotene: 7
• Kortsluiting in het net: 4
• Overige en onbekende oorzaken: 2
Totaal hinderlijke dips: 13
In hinderlijke spanningsdips nog geen
duidelijke trend, wordt bepaald door incidenten

9. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Inleiding: wat zien we nu?
Onafhankelijke onderzoeken V-dips:
• Ieder kwartaal per locatie toetsing
aantallen
(Netcode 3.2.1a)
• Indien overschrijding onderzoek
• Resultaat op
https://www.tennet.eu/nl/elektriciteitsmar
kt/nederlandse-markt/spanningskwaliteit-
in-nederland/

10. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Harmonischen

11. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Harmonischen: Methodiek
Beoordeling spanningen op POE
1) Veroorzaakt door installatie klant (door Ic)
2) Veroorzaakt door vervuiling uit het net (door Vbck)

12. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Harmonischen: Methodiek
Klantaansluiting bestaande uit
- Veelal lange aansluitkabel;
- Windpark /PV (PPM)

13. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Harmonischen: Methodiek
Harmonische achtergrondvervuiling in het net:
- Veroorzaakt door andere aangeslotenen
- Weekmetingen uit PQM meetsysteem

14. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Harmonischen: Methodiek
Harm netimpedantie, o.a. afhankelijk van:
- N, N-1, N-2;
- Inzet compensatiemiddelen;
- Belasting;
- Toekomstige netuitbreidingen
- Etc.
-> TenneT geeft omhullende (impedance
envelope)

15. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Harmonischen: netimpedantie

16. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Harmonischen: netimpedantie
(X kan ook negatief zijn)

17. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Harmonischen: netimpedantie
H order fmin fmax a-R a-X b-R b-X c-R c-X d-R d-X e-R e-X f-R f-X
1 ≤ h < 5 10 250 0.2 7.2 9.2 33.5 25.5 33.5 25.5 0.7 0.2 0.7 0.2 0.8
5 ≤ h < 10 200 500 3.9 31.2 26.3 55.5 60.2 55.5 60.2 -5.6 15.3 -5.6 3.9 12.0
10 ≤ h < 18 450 935 6.3 48.9 46.2 85.1 144.1 85.1 144.1 -57.6 52.4 -57.6 6.3 -20.0
18 ≤ h < 23 810 1210 4.9 51.8 48.1 91.4 137.5 91.4 137.5 -47.4 32.4 -47.4 4.9 -5.9
23 ≤ h ≤ 25 1035 1375 4.9 43.9 25.5 91.4 161.1 91.4 161.1 -24.9 43.2 -24.9 4.9 -2.3

18. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Harmonischen: resonantie
Netwerk in combinatie met C geeft
resonant circuit
-> versterkingsfactor k voor Vbck
afh. van frequentie.
𝑘 =
𝑍 𝑐
𝑍 𝐶 + 𝑍ℎ𝑖

19. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Voorbeeld: kabel in bedrijf
Eirgrid, Cigre 2016, paper C4-114
• Kabel in bedrijf
• Toename van diverse harmonischen

20. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Voorbeeld: lijn uit bedrijf (h7)
• Lijn uit bedrijf
• h=2,3, 4 : weinig invloed;
• h=7 zakt in
Brazil, Cigre 2018, paper C4-101

21. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Methodiek: aandachtspunten
Aandachtspunten Modellering:
• Complexe methode van modelleren
• Modelling van componenten, belastingen m.n. voor hogere frequenties;
• Omvang netmodel-> tot hoe ver modelleren?
• #scenarios (N, N-1, N-2, load scenarios, generation dispatch, future grid
expansions, energy transition…).
• Etc.
• Input data (parameters)
• Exacte waardes niet altijd bekend;
• Sensitiviteit/gevoeligheid voor afwijkingen

22. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Methodiek: aandachtspunten
• Beoordeling met metingen (online/achteraf) is moeilijk:
• Toestand en invoerdata ten tijde van meting;
• Oorzaak kan combinatie factoren zijn: geen onderscheid te maken tussen
bronnen (net/installatie);
• De worst case hoeft in praktijk niet op te treden tijdens de meetperiode…

23. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Slotopm: Onderzoeksprojectn
LOWHarM
• Duur 2 jaar;
• Various partners;
• Aim:
• Validate current way of working
• Identify constraints;
• Remedial actions
Current status:
• Research questions
defined/
Start binnenkort: Onderzoek naar
sluiten conventionele eenheden

24. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Slotopm : Cigre WGs
• C4.27 (Benchmarking of Power Quality Performance in Transmission
Systems)
• C4/B4.38 (Network Modelling for Harmonic Studies)
• C4.40 (Revisions to the IEC Technical Reports 61000-3-6, -7, -13, and -
14),
• C4.42 Continuous Assessment of Low-Order Harmonic Emissions from
Customer Installations
New WG:
• C4.46: Evaluation of TOVs in power systems with long HVAC cables

25. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Slotopm: Vragen beantwoord?
• Hoe anticiperen we in Nederland op deze ontwikkelingen?/Hoe
garanderen we de continuïteit?
• Monitoren
• Diverse studies voor spec. aandachtsgebieden
• Volgen internationale ontwikkelingen en deelname in werkgroepen
• In hoeverre zijn de gevolgen al merkbaar?
• Op basis van jaarrapportages nog beperkt
• Maar “stapfuncties” voorzien
• Zie bovenstaande

26. Power Quality – Spannende tijden11-september-2018
Slotopm: Vraag
Vraag:
Zouden power Quality metingen in het netwerk centraal moeten/kunnen
worden gedaan via het SCADA netwerk?
Antw.:
- SCADA/EMS realtime(gebruikers), nadruk op operations.
(bijv. voor LSV en freq)
- PQ analyses evalueren een bepaald tijdsinterval (week/jaar) en
statistiek (95%/99%..). Vooral voor Asset management;
- Andere specificaties, denk ook aan security;
- Bij analyses van AM worden ook de SCADA/EMS gegevens gebruikt.

27. Aansprakelijkheid en auteursrecht TenneT
Disclaimer
Deze powerpoint wordt u aangeboden door TenneT TSO B.V. (“TenneT”). De inhoud ervan - alle teksten,
beelden en geluiden - is beschermd op grond van de auteurswet. Van de inhoud van deze powerpoint
mag niets worden gekopieerd, tenzij daartoe expliciet door TenneT mogelijkheden worden geboden en
aan de inhoud mag niets worden veranderd. TenneT zet zich in voor een juiste en actuele
informatieverstrekking, maar geeft ter zake geen garanties voor juistheid, nauwkeurigheid en
volledigheid.
TenneT aanvaardt geen aansprakelijkheid voor (vermeende) schade, voortvloeiend uit deze powerpoint,
noch voor de gevolgen van activiteiten die worden ondernomen op basis van gegevens en informatie op
deze powerpoint.