Individuelle støygrenser for industrikunder

Skal nettselskapene stille krav til spenningskvalitetspåvirkning for enkeltkunder, utover kravene i Forskrift om Leveringskvalitet (FoL)? Hvorfor, og eventuelt hvordan?

Dagens bloggartikkel (eller deler av den) er teoretisk tung, men beskriver et viktig prinsipp som kan spare nettselskap for dyre og samfunnsøkonomisk ulønnsomme forsterkninger. Temaet er spenningskvalitetspåvirkning fra enkeltkunder, og grunnspørsmålet er: Hvem er utbedringspliktig om to enkeltkunder fører til brudd på FoL, men ingen av dem alene er skyld i forskriftsbruddet?

Når flere kunder sammen fører til brudd på FoL

Et tenkt scenario: Et nettselskap gir en kunde tilknytning og lar kunden anskaffe og installere utstyr som forårsaker høye verdier av flimmer, kun med krav om at kunden ikke skal forårsake forskriftsbrudd. Senere kommer en annen kunde i samme nett, får samme krav fra nettselskapet, og installerer også utstyr som forårsaker høye flimmerverdier. Til sammen fører disse to til brudd på FoL, men ingen av dem har alene brutt kravene til nettselskapet. Nettselskapet blir dermed utbedringspliktig.

I dette tilfellet har den første kunden brukt opp all støymarginen i nettet, og selv om det kan være mange MVA ledig kapasitet, er det nødvendig med forsterkninger og eller andre tiltak for å kunne tilknytte mer støyende last. Om nettselskapet hadde stilt strengere krav ved tilknytning av den første kunden, kunne denne ha valgt utstyr eller kompenseringsutstyr som forårsaket lavere støynivåer, og problemet ville vært unngått.

Hvordan stille krav?

Det kan være vanskelig å kommunisere denne utfordringen til nettkunder. Kunnskapsnivå om flimmerpåvirkning og overharmoniske spenninger er ofte begrenset, og ofte vil leverandører kun forholde seg til kravene definert i EN 50160 (europanormen for spenningskvalitet, som er forholdsvis like kravene i norske FoL). Produktstandarder finnes ikke for slikt utstyr, da endelig påvirkning avhenger både av utstyret, nettstyrke / kortslutningsytelse, og ev. kompenseringsutstyr. Det er derfor viktig at nettselskapet har klare, gjennomsiktige og godt begrunnede rutiner for hvordan støymarginer skal fordeles til større enkeltkunder.

Som så mye annet, det finnes standarder for hvordan støygrenser kan beregnes og tildeles enkeltkunder. Hovedprinsippet i disse standardene ligner på en norsk praksis som har eksistert i noen år: Enkeltkunder får forårsake støy opp til et nivå som står i sammenligning til deres andel av forsyningskapasiteten i området. Altså, en 5 MVA kunde tilknyttet et nett forsynt av en 25 MVA transformator får støye opp til 5/25 = 20 % av kravene i FoL.

Dette «fordelingsnøkkelprinsippet» er en grei omtrentlig tilnærming, men er ikke helt nøyaktig:

• Ikke all støymarginen i FoL er tilgjengelig. Noe støy overføres fra overliggende nett, og deler av marginen i FoL er dermed allerede oppbrukt
• I praksis sammenlagres støy fra ulike kunder. Dette betyr at en lineær fordeling av støygrenser vil føre til for konservative grenseverdier (1+1 er ikke lik 2).

Mer nøyaktige individuelle støygrenser

Tildeling av støygrenser er i aller høyeste grad et kostnadsfordelingsspørsmål. Skal nettkundene investere i dyrere utstyr og kompenseringsutstyr, eller skal netteier forsterke? Eventuelle krav bør derfor settes så nærme som mulig reelle behov, og ikke med alt for mye margin. En bør derfor ta hensyn til begge virkningene over.

Basert på erfaringstall, overføringsfaktorer mellom nettnivå, og en antagelse om at alle kunder benytter sine tildelte støygrenser er det mulig å lage en fremgangsmåte for å fordele støygrenser. Dette er det disse IEC tekniske rapportene tar for seg:

• IEC/TR 61000-3-6 Assessment of emission limits for the connection of distorting installations to MV, HV and EHV power systems
• IEC/TR 61000-3-7 Assessment of emission limits for the connection of fluctuating installations to MV, HV and EHV power systems
• IEC/TR 61000-3-13 Assessment of emission limits for the connection of unbalanced installations to MV, HV and EHV power systems

Fremgangsmetoden i disse standardene går oppsummert ut på:

Dette omtales som en stage 2 tilknytning (hvor stage 1 er tilknytning av mindre laster etter en gitt grenseverdi, hvor en ikke trenger å stille krav). Dette er ikke en kokebokoppskrift på hvordan en kan fordele støygrenser, men en metodikk for å arbeide med prosessen. REN har forøvrig nylig utviklet et verktøy for tilknytning av fergeladere, hvor PQA har bidratt, som benytter denne prosessen.

Merk at disse ikke er til bruk i lavspentnett, hvor det finnes en egen standard. Denne er imidlertid lite i bruk, fører til svært konservative grenser, og de fleste land har alternative tekniske retningslinjer (PQA har tidligere i samarbeid med tre nettselskap laget tilsvarende anbefalinger for Norge).

Konsekvenser av å tildele individuelle støygrenser

Basert på tildelte støygrenser, vil kortslutningsytelsen i kundens tilknytningspunkt i praksis begrense hva slags utstyr kunden kan ta i bruk. Dette gir kunden insentiv til å installere utstyr med bedre filtrering, styring og begrensning i strømvariasjon, som fører til bedre utnyttelse av nettet.

En utfordring med bruk av slike standarder, er at det gjøres en rekke antagelser som fører til konservative resultater. De viktigste er:

• I praksis benytter ikke alle andre kunder sin støymargin. Det er derfor normalt ledig kapasitet.
• Overført støy fra overliggende nett er i mange tilfeller mindre enn det som antas i standardene.
• Typen støy fra ulike kunder kan være ulik, og dermed summeres den ikke i det hele tatt (typisk for støy fra kraftelektronikk med styrte brytere)

Dette kan føre til for strenge krav ovenfor sluttbrukere. IEC-rapportene tar hensyn til dette ved å innføre bruk av såkalt betinget tilknytning (stage 3 tilknytning). Dette er tilknytning hvor en kunde får tillatelse til å tilknytte utstyr som fører til større spenningskvalitetspåvirkning enn det fastsetting av individuelle grenseverdier skulle tilsi, så lenge:

• FoL er overholdt
• Andre kunder ikke benytter sin andel av støymarginen
• Støyen kunden genererer er lite synlig for andre kunder i nettområdet (f.eks. om kunden ligger alene på en avgang eller elektrisk langt unna andre kunder)
• Andre ev. forbehold nettselskapet fastsetter.

Det bør da også i tilknytningsavtalen spesifiseres av kunden hvilke tiltak som skal iverksettes om betingelsene over ikke lenger er overholdt.

Til sist

Bruk av slike individuelle støygrenser bør gjøres med en viss edruelighet. Bruken er ment å beskytte nettselskapene mot unødvendige forsterkninger, men kan med streng håndheving også føre til unødvendige tiltak hos sluttbrukerne.

Det kan være vanskelig å lage generelle retningslinjer for når en bør stille krav. I mange tilfeller vil det ikke føre til problemer i ettertid selv om en ikke stiller krav til individuelle støygrenser, fordi andre kunder ikke benytter sin andel av marginen i FoL. Det bør likevel være et mål å unngå at tilknytningskapasiteten i et område begrenses av enkeltkunder som generer uforholdsvis mye støy i forhold til kapasitetsutnyttelsen. Dette gjelder særlig om nettselskapet ikke har mulighet til å be disse utføre tiltak i ettertid, som ofte kan være mer samfunnsøkonomisk enn nettforsterkning.

For mer informasjon om PQAs tilbud innen standardisering, se også her.

Tilbake til forsiden.