Katkaisulaitteella varustettujen AMR-mittareiden hyödyntäminen toimintojen kuvaus ja vaatimusmäärittelyt

Transkriptio

1 PROJEKTIRAPORTTI 1/11 Katkaisulaitteella varustettujen AMR-mittareiden hyödyntäminen toimintojen kuvaus ja vaatimusmäärittelyt 1. Johdanto Etäluettavien mittareiden yleistyminen ja niiden ominaisuuksien nopea kehittyminen viime vuosina mahdollistaa uusien ja entistä monipuolisempia toimintojen käyttöönoton. Suomen valtioneuvoston helmikuussa 2009 antama asetus /66 sähkötoimitusten selvityksestä ja mittauksesta edellyttää, että vuoden 2013 loppuun mennessä vähintään 80 % sähkön kulutuksen ja pienimuotoisen tuotannon mittauksesta on perustuttava etäluentaan [9]. Asetuksessa määritetään myös vähittäisvaatimuksia etäluentajärjestelmien eri toiminnoille, kuten kuormanohjaukselle. Kuormanohjaustoimintojen lisäksi katkaisulaitteella varustetut uuden sukupolven AMR-mittarit mahdollistavat myös lukuisia täysin uusia toimintoja ohjaukseen, säätöön ja suojaukseen liittyen. Tämä lyhyt projektiraportti käsittelee uuden sukupolven AMR-mittareiden etäohjattavien releiden ja katkaisulaitteen mahdollistamia ohjaus-, säätö- ja suojaustoimintojen hyödyntämistä interaktiivisessa rajapinnassa. Raportti sisältää toimintojen kuvaukset sanallisesti. Kullekin toiminnoille on määritelty myös tiettyjä vähittäisvaatimuksia sekä laitteistojen että kommunikaation näkökulmasta edellytyksenä toimintojen käyttöönottamiseksi. Toimintojen kuvaukset ja niiden vähittäisvaatimukset ovat lisäksi taulukoitu kootusti tämän raportin liitteissä 1 ja 2. Mielenkiintoisimpia toimintoja on tarkoitus demonstroida myöhemmin tutkimusprojektissa Smart Grids and Energy Market (SGEM). Demonstroitavien toimintojen yleisen tason UML-mallit (UML, Unified Modelling Language) on myös tarkoitus esittää SGEM-projektissa. Toiminnot voidaan kuvata UML:llä esimerkiksi niin sanottuna aktiiviteetti diagrammina (activity diagram). 2. Toimintojen määrittely ja vaatimukset Tässä raportissa käsiteltävien toimintojen edellytyksenä on, että AMR-mittarissa on ohjattavia releitä ja katkaisulaite. Ohjattavat releet ja katkaisulaite mahdollistavat yksinkertaisia ja karkeita on/off-tyyppisiä ohjauksia. Lisäksi katkaisulaitteella voidaan ainoastaan erottaa koko liittymä, eikä se sen vuoksi sovellu esimerkiksi kuormanohjaukseen. Ohjattavat releet puolestaan kykenevät kytkemään liittymän yksittäisiä kuormia (sähkölämmitys, lämminvesivaraaja, kiuas, sähköauton lataus) pois tai päälle. Monimutkaisten ohjaustoimintojen suorittamiseksi uuden sukupolven AMR-järjestelmät tarvitsevat rinnalleen kehittyneempiä ohjaus- ja säätöjärjestelmiä, kuten kotiautomaatiojärjestelmiä. Nämä järjestelmät kykenevät säätämään esimerkiksi talon lämmitystä tai ilmastointia hyvinkin tarkasti. AMR-mittari voi välittää kuormanohjaussignaaleita näille järjestelmille

2 PROJEKTIRAPORTTI 2/11 mittarissa olevan liitännän kautta, joka voi olla pulssilähtö (S0), sarjaväylä, Modbus, M-Bus tai lyhyen kantaman langaton verkko, kuten ZigBee, Bluetooth, MeshNET. Koti- ja paikallisautomaatioon liittyviä ratkaisuja ei käsitellä tässä raportissa enempää Ohjattavat releet Uuden sukupolven AMR-mittareiden ohjattavat releet mahdollistavat erilaisia kuormanohjaustoimintoja. Releitä voidaan ohjata etänä ohjelmoitavien viikkoaikataulujen mukaisesti tai AMR-järjestelmän dynaamisten komentojen avulla. Releet mahdollistavat suoran kuormanohjauksen lisäksi myös tariffi- ja tehonrajoituspohjaisen kuormanohjauksen. [2, 6] Eri kuormanohjaustoimintojen AMR-mittareille asettamat vaatimukset ovat yhtenevät monilta osin. Jokaiselle ohjattavalle kuormalle on oltava AMR-mittarissa oma relelähtönsä, mikäli niitä ei haluta ohjata yhtäaikaisesti. Releiden avulla voidaan ohjata myös mittariin liitettyä katkaisulaitetta, joten myös se tarvitsee yleensä vapaan relelähdön toimiakseen. Käytännössä mittareiden relelähtöjen määrä voi siis myös rajoittaa käytettävissä olevien toimintojen määrää. Tässä luvussa käsitellään seuraavia ohjattavien releiden mahdollistamia toimintoja: Etäohjattu kuormanohjaus Kuorman rajoitus/tehoraja ( ohjelmoitava sulake ) Taajuusriippuva kuormanohjaus Etäohjattu kuormanohjaus Etäohjattavaa kuormanohjausta on perinteisesti sovellettu Suomessa sähkölämmityskuluttajilla käyttäen verkkokäskyohjausta (VKO) ja kantoaalto-ohjausjärjestelmiä, kuten MELKO. Järjestelmiä käytettiin kuormanohjaukseen yleisesti vielä 1980-luvulla huipputehon rajoittamiseksi, kunnes sähkömarkkinoiden vapauduttua 1990-luvulla järjestelmiä on käytetty enää varsin vähän tarpeenmukaiseen kuormanohjaukseen. Tariffin ohjaukseen järjestelmiä on käytetty jossain määrin. [6] Uuden sukupolven AMR-järjestelmien avulla voidaan korvata verkkokäsky- (VKO-) ja MELKO-järjestelmien perinteiset kuormanohjaustoiminnot, kuten tariffien vaihdot ja lämmityskuorman hallinta. Ikääntyvistä kuormanohjausjärjestelmistä poiketen uuden sukupolven AMR-järjestelmät voivat mahdollistaa myös joidenkin pienasiakkaiden, kuten sähkölämmittäjien, osallistumisen sähkömarkkinoilla kysynnänjoustoon, johon tähän asti ovat voineet osallistua vain suuret teollisuusasiakkaat. Tämä mahdollistaisi dynaamisen markkinapohjaisen kuormanohjauksen, joka perustuu sähkömarkkinoilta reaaliaikaisesti saatavaan hintatietoon.

3 PROJEKTIRAPORTTI 3/11 Lisäksi verkonhaltijoiden on joka tapauksessa sisällytettävä /66 sähkötoimitusten selvityksestä ja mittauksesta edellyttämät kuormanohjaukselle asettamat vähittäisvaatimukset järjestelmävaatimuksiinsa, sillä asetuksen mukaan mittauslaitteiston on kyettävä vastaanottamaan ja panemaan täytäntöön tai välittämään eteenpäin viestiverkon kautta lähetettäviä kuormanohjauskomentoja [9]. Asetus koskee nyt asennettavia järjestelmiä ja laitteistoja, joten näitä ominaisuuksia ei vaadita ennen maaliskuuta 2009 asennetuilta mittareilta. Kuorman rajoitus/tehoraja ( ohjelmoitava sulake ) Eräisiin uuden sukupolven AMR-mittareihin voidaan asettaa tietyn suuruinen tehoraja [1, 4], jonka ylittyessä mittari voisi itsenäisesti antaa ohjattavien releidensä välityksellä käskyjä asiakkaan tietyille kuormille (sähkölämmitys, lämminvesivaraaja, kiuas, sähköauton lataus, jne.) irtikytkeytyä liittymän kokonaiskuormituksen rajoittamiseksi. Tehoraja voitaisiin asetella esimerkiksi sulakekoon mukaan. Jos asiakas tietoisesti ylikuormittaa raskaasti liittymäänsä, eikä liittymän ottamaa tehoa saada tehorajaa alemmaksi kytkemällä osakuormia pois, voitaisiin myös koko liittymä katkaista katkaisulaitteella. Tällainen tilanne saattaa syntyä, jos asiakas on vaihtanut itse pääsulakkeensa suuremmiksi ilman verkonhaltijan lupaa. Tehorajaa voitaisiin myös tarvittaessa väliaikaisesti nostaa, mikäli pienjänniteverkko on riittävän vahva kyseisellä verkon osalla. Liittymän sulakekokoa tulisi tässä tapauksessa kyetä muuttamaan joustavasti, jolloin mittari voidaan nähdä niin sanottuna ohjelmoitavasta sulakkeena. Tämä kuitenkin edellyttäisi ensin suojaustoimintojen integroimista AMR-mittareihin, mikä voi olla haastavaa ja lisäisi mittarin kustannuksia tuntuvasti. Joustavan tehorajan myötä asiakas voisi maksaa kiinteän, sulakekokoon perustuvan, siirtomaksun sijasta todelliseen käytettyyn tehoon perustuvaa siirtomaksua. Taajuusriippuva kuormanohjaus Taajuusriippuva kuormanohjaus mahdollistaa tiettyjen kuormien, kuten varaavan sähkölämmityksen, hyödyntämisen häiriöreservinä. Tällöin kalliiden huippukuormalaitosten tarvetta sähköjärjestelmän häiriöreservinä voidaan vähentää. Taajuusohjattu kuormanohjaus perustuu taajuuden mittaukseen asiakkaan liittymispisteessä uuden sukupolven AMR-mittarilla ja mittarin itsenäiseen päätöksentekoon, jonka perusteella se ohjaa kuormaa päälle/pois. Useimmat AMR-mittareista eivät mittaa taajuutta, mutta tähänkin tarkoitukseen soveltuvia kalliimpia mittareita on toki markkinoilla [3]. Taajuusriippuvaa kuormanohjausta on demonstroitu jo aiemmin INCA-projektin puitteissa. Toiminnon tarkempi kuvaus sekä demonstrointien tulokset löytyvät lähteestä [7] Katkaisulaite Katkaisulaite on joko erillinen tai mittariin integroituna oleva kytkinlaite, jonka avulla voidaan erottaa sähköliittymä kokonaan etäohjauksena valvomosta käsin tai paikallisesti. Yleensä etäohjaus on kannattavaa vain katkaisutoiminnoissa, joissa vasteajat saavat olla pitkiä.

4 PROJEKTIRAPORTTI 4/11 Tällainen toiminto voisi olla esimerkiksi sähköntoimituksen keskeytys myyntisopimuksen päättyessä. Vastaavasti toiminnot, joille on asetettu korkeita latenssivaatimuksia, pitäisi katkaisun tapahtua paikallisesti mittarin omaan päättelyyn perustuen. Esimerkiksi sähköturvallisuuden vaarantuessa pitäisi katkaisun tapahtua hyvin nopeasti. Katkaisulaiteella varustettu AMR-mittari ei ole kuitenkaan varsinainen suojalaite, vaikka sen avulla voidaan joissain tapauksissa välttää sähköturvallisuuden vaarantuminen. Katkaisulaitteiden katkaisukyky vaihtelee mittarinvalmistajasta riippuen A [1, 4, 5, 8], joten sitä voidaan käyttää käytännössä vain kuormitusvirtojen katkaisuun. Sen vuoksi se ei sovellu esimerkiksi suorittamaan pientuotantoyksikön erottamista vikatilanteessa, jossa oikosulkuvirrat ovat helposti yli katkaisulaitteen katkaisukyvyn. Teknisessä mielessä ei liene mahdotonta kasvattaa laitteen katkaisukykyä siten, että uuden sukupolven AMR-mittarit sisältäisivät suojaustoiminnon myös oikosulkujen varalle, mutta tällaisten toimintojen lisääminen voi olla haastavaa ja ne lisäisivät mittarin kustannuksia tuntuvasti. Katkaisulaitteen mahdollistamien toiminnallisuuksien vaatimukset AMR-mittareille ovat yhtenevät monilta osin. Mittarissa on luonnollisesti oltava katkaisulaite joko sisäänrakennettuna tai muuten siihen integroituna sekä usein myös vapaa relelähtö katkaisulaitetta. Tapahtumien rekisteröintiä mittarissa tulisi olla useimmiten myös jokin loki tai rekisteri. Katkaisulaitteen pitäisi myös lukittua automaattisesti auki asentoon ainakin sähköturvallisuuden vaarantuessa (verkossa vaarallinen vika tai pientuotantoyksikkö syöttää tehoa luvatta julkiseen sähkönjakeluverkkoon), jotta asiakas ei voisi sitä manuaalisesti avata. Lisäksi toiminnot saattavat asettaa joitakin erityisvaatimuksia, joita on määritelty myöhemmin tässä luvussa, joka käsittelee seuraavia katkaisulaitteen mahdollistamia toimintoja: Sähköntoimituksen keskeytys ja takaisinkytkentä Sähköntoimituksen katkaisu energiarajan ylittyessä Asiakkaan erottaminen sähköverkosta sähköturvallisuuden vaarantuessa Pientuotannon verkkoon syötön esto Sähköntoimituksen keskeytys ja takaisinkytkentä Sähkön toimituksen keskeytykset ja takaisinkytkennät on perinteisesti tehty paikan päällä asiakkaan luona verkkoyhtiön asentajien toimesta. Katkaisulaitteella varustettujen uuden sukupolven AMR-mittareiden avulla asiakkaan sähköntoimituksen keskeytys ja takaisinkytkentä voitaisiin suorittaa etätoimintona. Tällaisesta toiminnallisuudesta hyötyy sekä verkkoyhtiö että asiakas. Muuttojen yhteydessä asiakkaan sähköt voidaan katkaista juuri sillä hetkellä kun myyntisopimus päättyy. Vastaavasti sähköt voidaan palauttaa heti kun uusi asukas on muuttanut asuntoon ja tehnyt uuden sopimuksen sähköntoimituksesta. Verkkoyhtiö voi myös katkaista asiakkaan sähköntoimituksen

5 PROJEKTIRAPORTTI 5/11 kokonaan maksamattomien sähkölaskujen vuoksi, jolloin se voi hyötyä parempana sähkölaskujen takaisinmaksuna. Asiakkaan sähköntoimituksen katkaiseminen kokonaan on kuitenkin jossain määrin kyseenalaisina, sillä esimerkiksi Pohjoismaissa sähkölämmitysasiakkaan sähköttä jättäminen talven kylmimpinä kuukausina ei liene yleisesti hyväksyttävä toimenpide. Sähköntoimituksen katkaisu energiarajan ylittyessä Eräisiin uuden sukupolven AMR-mittareihin voidaan asettaa tietty energiaraja [4]. Katkaisulaitteella varustettu AMR-mittari voi energiarajan ylittyessä automaattisesti irtikytkeä asiakkaan liittymän jakeluverkosta. Tämänkaltainen toiminnallisuus mahdollistaisi aivan uudenlaisten niin sanottujen prepaid -tyyppisten sähköliittymien käyttöönoton. Tällainen liittymä toimisi siis siten, että asiakas maksaisi ennakkoon sähköstä nykykäytännöstä poiketen tiettyyn energiarajaan asti ja kun tämä raja tulee täyteen, olisi asiakkaan ostettava lisää sähkön käyttöoikeutta. Tämänkaltaisten liittymien käyttöönotto kuitenkin edellyttäisi, että reaaliaikaiset energiankulutustiedot pitäisi olla asiakkaan saatavilla joko puhelimitse, tekstiviestitse, internetistä tai energianäytöstä. Kiinnostusta prepaid -sähköliittymiä kohtaan lienee erityisesti maissa, jossa esiintyy sähkölaskujen laiminlyöntejä, kuten Etelä-Euroopan maissa. Sen sijaan esimerkiksi Pohjoismaissa, joissa laskujen laiminlyöminen ei ole niin yleistä, ei liene tarvetta tällaisille liittymille. Lisäksi tämänkaltaisia liittymiä voidaan pitää jossain määrin kyseenalaisina, sillä sähkölämmitysasiakkaan sähköttä jättäminen talven kylmimpinä kuukausina ei liene yleisesti hyväksyttävä toimenpide. Asiakkaan erottaminen sähköverkosta sähköturvallisuuden vaarantuessa Sähköturvallisuus asiakkaan liittymispisteessä voi vaarantua useasta syystä, kuten nollajohtimen katkeamisesta, väärästä kiertosuunnasta sekä yli- tai alijännitteestä johtuen. Näiden seurauksena voi asiakkaan sähkölaitteiden toiminta häiriytyä tai laitteet voivat vioittua pysyvästi, jolloin vaarana voi olla myös rikkoutuneen sähkölaitteen aiheuttama tulipalo. Verkkoyhtiö on yleensä korvausvelvollinen asiakkaan rikkoutuneista laitteista, jos niiden rikkoutuminen on seurausta huonosta sähkön laadusta. Lisäksi nollajohtimen katkeamisen seuraukset voivat olla vielä vakavammat, sillä pahimmassa tapauksessa sähkölaitteiden metalliset ulkokuoret muuttuvat jännitteelliseksi ja ovat siten hengenvaarallisia laitteiden läheisyydessä oleville henkilöille. Verkkoyhtiö saa nykyään sähköturvallisuutta vaarantavat viat ja tapahtumat tavallisesti tietoonsa vasta asiakkaan ilmoituksesta. Koska asiakas harvemmin pystyy kuitenkaan yksilöimään mikä vika on kyseessä, vian tunnistaminen jää tavallisesti jakeluverkon käyttöhenkilökunnan tehtäväksi. Käyttöhenkilökunta voi päätellä vikatyypin kyselemällä asiakkaalta lisätietoja, kuten epäiltäessä nollavikaa palaako valot normaalia kirkkaammin tai himmeämmin.

6 PROJEKTIRAPORTTI 6/11 Epäiltäessä sähköturvallisuuden olevan vaarassa asiakasta voidaan opastaa edelleen käyttöhenkilökunnan toimesta katkaisemaan sähkönsä pääkytkimestä, jonka jälkeen lähetetään asentaja korjaamaan vikaa. Sähköturvallisuuden parantamiseksi olisi nykyisten käytäntöjen sijasta pyrittävä erottamaan asiakas välittömästi yleisestä jakeluverkosta sähköturvallisuuden vaarantuessa. Nykykäytäntöjen myötä sähkölaitteet ja asiakas voivat olla pitkäänkin vaarassa ennen kuin vaaratilanne on ohi. Koska uuden sukupolven AMR mittarit kykenevät havaitsemaan nollajohtimen katkeamiset, väärän kiertosuunnan sekä yli- ja alijännitteitä, voitaisiin katkaisijalaitteella varustettuja mittareita hyödyntää asiakkaan erottamiseksi jakeluverkosta sähköturvallisuuden vaarantuessa. Tämän jälkeen mittari lähettäisi tapahtumasta hälytyksen, joka sisältää vikatyypin ja tiedon katkaisijalaitteen tilasta (auki/kiinni). Edellä esitetyllä tavalla valvomo saisi tiedon sähköturvallisuutta vaarantavasta viasta nopeammin ja voisi siten ryhtyä välittömästi korjaustoimenpiteisiin. Lisäksi viasta aiheutuva vaaratilanne olisi täten eliminoitu välittömästi ennen kuin sellaista edes kunnolla pääsisi syntymään. Edellä kuvattu uudenlainen toiminnallisuus asettaa tiettyjä vaatimuksia AMR mittareille. Mittarin on kyettävä luotettavasti havaitsemaan nollajohtimen katkeamiset, väärä kiertosuunta sekä yli- ja jännitteet, jotta asiakasta ei turhaan eroteta verkosta, eikä näin ollen aiheuteta valvomolle tarpeetonta ylimääräistä työtä. Lisäksi voi olla tarpeen katkaisulaitteen lukittuminen automaattisesti auki asentoon sen auetessa, jolloin asiakkaan sähköt olisi palautettavissa ainoastaan valvomosta käsin. Yleisen sähköturvallisuuden vuoksi ei valvomon tulisi kuitenkaan tässä tapauksessa suorittaa lukituksen vapauttamista ennen kuin asentaja on käynyt paikan päällä toteamassa, että takaisinkytkentä voidaan suorittaa turvallisesti. Pientuotannon verkkoon syötön esto Asiakkaan tulisi aina ilmoittaa verkonhaltijalle aikeistaan liittää pientuotantoa yleisen jakeluverkkoon, jotta verkko voitaisiin mitoittaa oikein tai voiko pientuotantoyksikköä ylipäätään liittää verkkoon. Siitä huolimatta verkonhaltijalla ei nykyään ole välttämättä tietoa kaikesta pientuotannosta. Kenttähenkilökunnan työturvallisuus voi vaarantua, koska jännitteettömäksi oletetussa verkossa voikin olla jännite. Asiakaskohtaisen hajautetun tuotannon lisääntyessä tällaiset ongelmat voivat vain lisääntyä, jolloin yleisen sähköturvallisuuden vuoksi olisi luvaton verkkoonsyöttö estettävä. Sen sijaan asiakkailta, joilla on voimassa oleva sopimus verkonhaltijan kanssa tehon syöttämiseksi verkkoon, ei estettäisi verkkoonsyöttöä. Useat uuden sukupolven AMR-mittarit mittaavat sekä pätö- että loistehoa molempiin suuntiin [1, 4, 5], jolloin ne luonnollisesti havaitsevat tehon virtauksen asiakkaalta verkkoon päin. Tämän toiminnon oikeastaan ainoa erityisvaatimus onkin, että mittarin on kyettävä luotettavasti mittaamaan ja havaitsemaan tehon suunta molempiin suuntiin. Mikäli mittari on varus-

7 PROJEKTIRAPORTTI 7/11 tettu katkaisulaitteella, voidaan pientuotantoyksikkö tällöin erottaa automaattisesti verkosta, jos asiakkaalla ei ole voimassaolevaa sopimusta verkonhaltijan kanssa pientuotannon verkkoon liittämiseksi. Lisäksi mittari voi lähettää tapahtumasta hälytyksen, joka sisältää tiedon hälytyksen tyypistä, asiakastunnuksesta, katkaisulaitteen tilasta ja aikaleima. 3. Toimintojen ICT-vaatimukset Toimintojen ICT-vaatimukset ovat monilta osin yhtenevät laitteistojen vähittäisvaatimuksista poiketen, joten sen vuoksi ne voidaan määritellä yhteisesti. ICT-vaatimusten suhteen toiminnot on jaettavissa kolmeen luokkaan: 1) Ei lainkaan ICT vaatimuksia 2) Vähintään yhdensuuntainen tiedonsiirto 3) Kahdensuuntainen tiedonsiirto, joka mahdollistaa: Hälytykset Etäohjaukset ja -asettelut Mittareiden parametrien ja kytkimen tilan tarkistuksen etänä Lokien etäluennan Luokkaan yksi kuuluvat paikalliseen älyyn perustuvat toiminnot, jotka mittari kykenee suorittamaan mittauksiensa ja itsenäiseen päätöksenteon avulla. Koska tiedonsiirrolle ei ole minkäänlaista tarvetta, nämä toiminnot eivät aseta kommunikaatiolle mitään vaatimuksia. Tällainen ylemmän tason päätöksenteosta riippumaton toiminto on esimerkiksi taajuusriippuva kuormanohjaus. Luokan kaksi toimintojen vaatimuksena on vähintään yhdensuuntainen tiedonsiirto. Toimintojen suorittamiseksi on tiedonsiirtojärjestelmän kyettävä välittämään etänä yksinkertaisia ohjauskäskyjä ylemmän tason järjestelmiltä mittarille. Tähän luokkaan kuuluviksi toiminnoiksi voidaan nähdä etäohjattu kuormanohjaus ja sähköntoimituksen keskeytys ja takaisinkytkentä. Mikäli näiden toimintojen suorittamiseksi edellytetään lisäksi esimerkiksi mittareiden parametrien ja kytkimen tilan tarkistuksia kuuluvat nämä toiminnot luokkaan kolme. Useimmat tässä raportissa käsitellyistä toiminnoista lukeutuu luokkaan kolme. Koska useimpien tähän luokkaan kuuluvien toimintojen on tapahduttava hyvinkin nopeasti, tapahtuvat nämä toiminnot paikalliseen älyyn perustuen. Itsenäisestä päätöksentekokyvystä huolimatta nämä toiminnot vaativat aina kahdensuuntaisen tiedonsiirron, joka mahdollistaa hälytykset, lokien etäluennan, mittareiden parametrien ja katkaisulaitteen tilan tarkistuksen sekä etäohjaukset ja -asettelut.

8 PROJEKTIRAPORTTI 8/11 4. Yhteenveto Tässä raportissa kuvattiin lyhyesti katkaisulaitteella varustetuttujen uuden sukupolven AMRmittareiden mahdollistamia toimintoja ja niiden hyödyntämistä interaktiivisessa rajapinnassa. Näille toiminnoille määriteltiin vähittäisvaatimukset laitteistojen ja kommunikaation näkökulmasta demonstraatioita, jotka on tarkoitus toteuttaa RTDS-ympäristössä todellisella AMR-laitteistolla. Demonstraatiot jäivät toteuttamatta INCA-projektin puitteissa laitteistotoimituksen viivästymisestä johtuen, minkä vuoksi ne toteutetaan myöhemmin SGEMprojektin puitteissa. Demonstraatioiden yhteydessä toimintojen asettamat vähittäisvaatimukset saattavat vielä tarkentua. Kuvissa 1 ja 2 on esitetty mahdollisia demonstraatiojärjestelyjä sekä demonstraatiossa käytettävää pienjänniteverkon RSCAD-verkkomallia. Kuva 1. Demonstraatiojärjestelyt todellisella AMR-laitteistolla RTDS-ympäristössä. Kuva 2. Pienjänniteverkon RSCAD-malli.

9 PROJEKTIRAPORTTI 9/11 Viiteluettelo [1] Echelon EM-1023 Poly-phase IEC residential electricity meter. Esite.[WWW][Viitattu ] Saatavissa: [2] Enermet Integrated Meter. Fact Sheet Landis+Gyr AG. [WWW][Viitattu ] Saatavissa: [3] eql Laatuvahti. Esite. Saatavissa: [4] Iscraemeco MT 372 Polyphase Meter with GSM/GPRS modem for AMR and Remote Control. Brochure. [WWW][Viitattu ] Saatavissa: [5] Kamstrup 382 suoraliitäntäinen kolmivaihesähkömittari. Esite. [WWW][Viitattu ] Saatavissa: [6] Kärkkäinen, S., Koponen, P., Martikainen, A., Pihala, H Sähkön pienkuluttajien etäluettavan mittaroinnin tila ja luomat mahdollisuudet. Tutkimusraportti. VTT, Espoo. 63 s. + liitt. 7 s. [7] Pikkarainen, M., Rautiainen, A., Bastman, J., Järventausta, P Taajuusriippuvan lämmityskuorman demonstrointi. Projektiraportti. Tampereen teknillinen yliopisto. 27 s. [8] Power Switch EPS32. Esite. Landis+Gyr. [WWW][Viitattu ] Saatavissa: [9] Valtioneuvoston asetus /66 sähköntoimitusten selvityksestä ja mittauksesta. Saatavissa:

10 PROJEKTIRAPORTTI 10/11 LIITE 1: Ohjattavien releiden toimintojen kuvaukset ja niiden asettamia vaatimuksia Toiminto Toiminnon kuvaus Vaatimukset AMR-mittareille - Etäohjattava toiminto - Vapaa relelähtö - Yksittäisten kuormien kuormanohjausta (esim. varaavan sähkölämmityksen) sähkön- kulutuksen kannalta otolli-sempaan ajankohtaan Etäohjattu kuormanohjaus Kuorman rajoitus/tehoraja ( ohjelmoitava sulake ) Taajuusriippuva kuormanohjaus - Paikalliseen älyyn perustuva tai etäohjattava toiminto - Tietyn tehorajan ylittyessä ohjataan osa asiakkaan kuormasta, kuten sähkölämmityskuorma pois - Tapauksissa, jossa tietoisesti ylikuormitetaan liittymää raskaasti voitaisiin katkaista jopa koko liittymä - Paikalliseen älyyn perustuva toiminto - Mahdollistaa tiettyjen kuormien hyödyntämisen häiriöreservinä, kuten varaavaan sähkölämmityksen, sähköauton latauksen, jne. - Vapaa relelähtö kuormanohjausta - Tehonrajoitusominaisuus - Ohjelmoitava sulake edellyttää suojaustoimintojen integroimista mittariin - Vapaa relelähtö kuormanohjausta => mikäli mittarissa on myös katkaisulaite, on mittarissa oltava vähintään kaksi relelähtöä - Kyettävä mittaamaan taajuutta Vaatimukset ICT:lle - Vähintään yhdensuuntainen tiedonsiirto etäohjauksia - Kahdensuuntainen tiedonsiirto, joka mahdollistaa: hälytykset etäohjaukset ja - asettelut mittareiden parametrien ja kytkimen tilan tarkistus etänä Lokien etäluenta - Ei ICT vaatimuksia Muuta huomioitavaa - Toiminnolla on tarkoitus korvata vanhat VKO- & DLC-järjestelmät

11 PROJEKTIRAPORTTI 11/11 LIITE 2: Katkaisulaitteen toimintojen kuvaukset ja niiden asettamia vaatimuksia Toiminto Toiminnon kuvaus Vaatimukset AMRmittareille ja katkaisulaitteelle Muuta huomioitavaa Sähköntoimituksen keskeytys/ takaisinkytkentä Energiaraja - Etäohjattava toiminto - Sähköntoimituksen katkaisu etänä: maksamattomien laskujen vuoksi myyntisopimuksen päättymisen vuoksi - Sähköntoimituksen takaisinkytkentä etänä uuden myyntisopimuksen astuessa voimaan - Paikalliseen älyyn perustuva toiminto - Katkaisu tapahtuu automaattisesti tietyn energiarajan ylittyessä - Prepaidsähköliittymät - Relelähtö katkaisulaitetta - (Katkaisulaite lukittuu automaattisesti auki asentoon) - (Lukituksen vapautus etätoimintona) - Relelähtö katkaisulaitetta - Loki/rekisteri tapahtumille - (Katkaisulaite lukittuu automaattisesti auki asentoon) - (Lukituksen vapautus etätoimintona) Vaatimukset ICT:lle - Vähintään yhdensuuntainen tiedonsiirto etäohjauksia - Kahdensuuntainen tiedonsiirto, joka mahdollistaa: hälytykset etäohjaukset ja - asettelut mittareiden parametrien ja kytkimen tilan tarkistus etänä Lokien etäluenta - Reaaliaikaiset energiankulutustiedot pitää olla asiakkaan saatavilla (esim. internetistä, puhelimitse, tekstiviestitse, energianäytöstä, tms.) Asiakkaan erottaminen sähköverkosta sähköturvallisuuden vaarantuessa Pientuotannon verkkoon syötön esto - Paikalliseen älyyn perustuva toiminto - Katkaisu tapahtuu automaattisesti: nollaviasta yli- & alijännitteistä väärästä kiertosuunnasta - Paikalliseen älyyn perustuva toiminto - Pientuotantoyksikkö erotetaan automaattisesti, jos asiakkaalla ei ole sopimusta verkonhaltijan kanssa pientuotannon verkkoon liittämiseksi - Kyettävä havaitsemaan luotettavasti nollaviat, väärän kiertosuunnan sekä yli- ja alijännitteet - Relelähtö katkaisulaitetta - Loki/rekisteri tapahtumille - Katkaisulaite lukittuu automaattisesti auki asentoon - (Lukituksen vapautus etätoimintona) - Relelähtö katkaisulaitetta - Loki/rekisteri tapahtumille - Pätö- ja loistehomittaukset molempiin suuntiin - Katkaisulaite lukittuu automaattisesti auki asentoon - (Lukituksen vapautus etätoimintona) - Kahdensuuntainen tiedonsiirto, joka mahdollistaa: hälytykset etäohjaukset ja - asettelut mittareiden parametrien ja kytkimen tilan tarkistus etänä Lokien etäluenta - Kahdensuuntainen tiedonsiirto, joka mahdollistaa: hälytykset etäohjaukset ja - asettelut mittareiden parametrien ja kytkimen tilan tarkistus etänä Lokien etäluenta - Erottaminen tulisi tapahtua mahdollisimman nopeasti, kun vikatyyppi on varmistunut erityisesti nollavian tapauksessa (epäilyttävä/varma 0- vika) - Toiminto ei ole käytössä asiakkailla, joilla on tehty sopimus tehon syöttämiseksi verkkoon