Hoppa till huvudinnehåll
RISE logo

Vidareutveckling av PMU-kalibreringssystem

Det finns idag ett behov av att kalibrera PMUer i fas och amplitud samt bestämma hur fasen mäts för olika fabrikat som har köpts in i Sverige och sitter i elkraftnätet. Projektet avser att vässa befintligt PMU-kalibreringssystem med bättre noggrannhet, absolut fas, frekvens och frekvensändringstakt.

PMU-kalibrator
Foto: Bo Larsson
PMU-kalibreringssystem framtaget genom tidigare projekt

Motivering och relevans för Riksmätplatsen och Sverige

Möjlighet att kalibrera PMUer behövs för det svenska elkraftnätet och svensk industri. PMUer används för att kontrollera elkraftsnätet både för överföringstillförlitlighet och för att kunna maximera resurser för överföring av elenergi. PMU:er kan mäta storheter som spänning, ström, övertoner, frekvens, effekt och andra matematiska storheter. Alla dessa mätningar utgår från amplitud och fas, och det är amplitud och framförallt fasläget som behöver kalibreras i första hand.

De ansvariga för energiöverföring i Sverige står inför stora utmaningar. Det införs en allt större andel förnybara energikällor som är mer eller mindre ostyrbara samtidig som kärnkraftverk läggs ner och laddning av elfordon tillkommer. Detta samtidigt som kraven på energieffektivitet ökar. Energiflödet styrs till största del av faslägen. Därför blir korrekt mätning av fas mycket angelägen om man vill styra flödet för bästa säkerhet och ekonomi. Tillgången till en mera komplett kalibrering av PMUer ger elkrafts-branschen en bättre kontroll av mätkapaciteten hos deras PMUer.
 

Bakgrund och översikt av området

Med absolut fas (eng: ”Phasor”) avses fasläget hos en växelspänningssignal mätt i relation till Coordinated Universal Time (UTC) istället för i relation till någon annan (växelspännings)signal. Detta gör det möjligt att jämföra faslägen uppmätta långt ifrån varandra rent fysiskt. Absolut fas har fått en stor och viktig användning i elkraftssammanhang, speciellt vid överföring av el. Mätapparater för absolut fas kallas oftast Phasor Measurement Units, PMU, men funktionaliteten kan också vara inbyggd i mer omfattande mätapparater.

Ett fåtal, såsom METAS (Schweiz), VSL (Holland) och NPL(Storbritannien), internationella metrologilaboratorier har möjlighet att mäta och kalibrera absolut fas. Även RISE har nu denna kapacitet efter genomförandet av tidigare RMP-FOU, se artikel i CPEM 2018 digest [3].

PMU-kalibrator blockdiagram
blockdiagram PMU-kalibreringssystem

I IEEE-standarden C37.118.1 [1, 2], som beskriver funktionaliteten för en PMU, beskrivs också en utökad funktionalitet som är att mäta frekvens, som beräknas ur fasändringen, samt frekvensändringstakten (Rate Of Change Of Frequency, ROCOF) som beräknas ur frekvensen. För en fullständig kalibrering av PMUer är det därför angeläget att kunna kalibrera frekvens och ROCOF.

Projektet är ett samarbete mellan Riksmätplatserna för Elektricitet DC/LF, Elektricitet Elkraft/Hsp och Tid/frekvens.

Referenser

[1] IEEE standard, C37.118.1-2011 - IEEE Standard for Synchrophasor Measurements for Power Systems

[2] IEEE standard, C37.118.1a-2014 - IEEE Standard for Synchrophasor Measurements for Power Systems -- Amendment 1: Modification of Selected Performance Requirements

[3] S. Svensson, C Rieck, G Bideberg, B Larsson, “A PMU Calibration System, Conference of Precision Electromagnetic Measurements”, CPEM 2018 Digest.

Sammanfattning

Projektnamn

Vidareutv. PMU-kalibreringssystem

Status

Pågående

RISE roll i projektet

utförare

Projektstart

Varaktighet

2 år

Total budget

1270 kSEK

Finansiärer

Vinnova

Projektmedlemmar

Bidrar till FN:s hållbarhetsmål

7.Hållbar energi för alla
Andreas Nilsson

Kontaktperson

Andreas Nilsson

Projektledare

Läs mer om Andreas

Kontakta Andreas
CAPTCHA This question is for testing whether or not you are a human visitor and to prevent automated spam submissions.

* Obligatoriskt Genom att skicka in formuläret behandlar RISE dina personuppgifter.