Razvoj sistema za meritev kakovosti moči

SIQ sodeluje pri razvoju modularnega in tehnološko naprednega sistema, ki bo nepogrešljiv pri kalibraciji merilnikov moči in merilnikov kakovosti električne moči, kot tudi na drugih meroslovnih področjih.

Razvita programska oprema bo odprtokodna in na koncu projekta EMPIR prosto dostopna.

Na sodobno električno omrežje je danes priključenih vedno več obnovljivih virov energije, kot so male hidro elektrarne, vetrne elektrarne, sončne elektrarne itd. Vsi ti viri imajo v primerjavi z običajnimi viri določene pomanjkljivosti. Delovanje obnovljivih virov je močno odvisno od vremenskih razmer (npr. količina sončne svetlobe, hitrost vetra, količina padavin v preteklih dneh itd.). Obnovljivi viri pogosto generirajo enosmerno napetost ali izmenično napetost, katere frekvenca se razlikuje od 50 Hz, zato so za vključitev obnovljivih virov na električno omrežje potrebna razsmerniška vezja, ki v omrežje vnašajo številne motnje.

Obnovljivi viri imajo praviloma tudi manjšo priključno moč in so v omrežje priključeni na različnih lokacijah. Vsi ti dejavniki vplivajo na stabilnost električnega omrežja in na kakovost električne moči. Na sodobnemu omrežju smo zato danes priča številnim pojavom, kot so prisotnost harmonskih in interharmonskih frekvenc. Omrežna napetost lahko tudi kratkotrajno ali dolgotrajno odstopa od nazivne vrednosti, hkrati pa so na omrežju prisotna tudi migetanja električne napetosti, ki jih v vsakodnevnem življenju opazimo kot kratkotrajen utrip žarnice. V sodobnem omrežju so ti pojavi neželeni, saj so za uporabnika moteči, lahko pa vplivajo tudi na delovanje sodobnih naprav. Zato je treba vse te pojave, povezane s kakovostjo električne moči, meriti s posebnimi merilniki, ki pa jih je treba periodično kalibrirati. Postopek kalibracije ni enostaven, saj je potrebno dolgotrajno opazovanje testnega signala z ustreznim referenčnim sistemom, kar lahko traja tudi nekaj ur. Temu sledi ustrezna matematična analiza opazovanega signala, pri čemer dobimo končne podatke o parametrih kakovosti električne moči.

V preteklosti so se posamezni meroslovni laboratoriji sami lotili razvoja takšnega referenčnega sistema, vendar je bil razvoj pogosto zamuden, rezultati med različnimi laboratoriji pa so se lahko tudi razlikovali.

Zato se je leta 2015 SIQ odzval pobudi češkega meroslovnega inštituta CMI, da se skupaj z ostalimi 12 evropskimi meroslovnimi inštituti pridružimo razvoju modularnega referenčnega sistema za kalibracijo merilnikov kakovosti električne moči. Referenčni sistem bo osnovan na vzorčenju signalov. Istočasno bo možno meriti večje število kanalov, kar bo omogočalo merjenje tudi trifaznih sistemov, za analizo podatkov pa bo vključen tudi matematični modul.

Razvoj sistema poteka v okviru projekta EMPIR (European Metrology Programme for Innovation and Research), zato bo razvita programska oprema odprtokodna in na koncu projekta prosto dostopna. Na enostaven način jo bo možno nadgrajevati in vanjo vključiti tudi druge merilne instrumente in matematične algoritme za analizo vzorčenih signalov, zato bo razviti modularni sistem uporaben tudi na drugih področjih meroslovja.

Marko Berginc