NEKs Elsikkerhetskonferanse 28. og 29. Oktober 2009

1. Spenningskarakteristikker i offentlige distribusjonsnett - NEK EN 50160:2009- tilfredsstiller den siste Europanormen nå norske myndigheters krav til leveringskvalitet? NEKs Elsikkerhetskonferanse 28. og 29. Oktober 2009 Karstein Brekke senioringeniør, Nettseksjonen, NVE E-post: kab@nve.no Telefon: 22959457

2. Innhold • Leveringskvalitet • Norsk regulering av leveringskvalitet • Europeiske energiregulatorer • CEER og ERGEG • Posisjonsdokumenter vedr leveringskvalitet • CENELEC og EN 50160 • Veien videre

3. Leveringskvalitet i kraftsystemet består av: • Leveringskvalitet(eng: Quality of Supply, Service Quality) • Kvalitet på levering av elektrisitet i henhold til gitte kriterier. • Tekniske elementer(eng: Power Quality) • Leveringspålitelighet (tilgjengelighet)(eng: Continuity of Supply, Reliability of Supply) • Spenningskvalitet (anvendelighet)(eng: Voltage Quality) • Ikke tekniske elementer(eng: Commercial Quality) • All kontakt mellom kunde og nettselskap eller kunde og kraftleverandør

4. Hvem og hva påvirker leveringskvaliteten i kraftsystemet? • Påvirkes av alle aktører tilknyttet kraftsystemet. • I større grad av transporten (overføringsnettet) og sluttbrukeren, enn av produsenten (i motsetning til de fleste andre produkter). • Fenomener som påvirker leveringskvaliteten er bl.a.: • Planlagte utkoblinger. • Jord- og kortslutninger • Lyn • Koblinger i kraftsystemet • Ikke-lineære belastninger (f. eks frekvensomformere) • Elektronisk utstyr • Direktestart av store motorer (spesielt asynkronmaskiner) • Etc.

5. Hva er tilfredsstillende leveringskvalitet? • Grad av tilfredshet for ulike interesseaktører • Kan variere for • Nettselskap • Sluttbrukere • Utstyrsleverandører • Regulator • Samfunnsmessig rasjonell leveringskvalitet • Tar hensyn til private og offentlige interesser berørt

6. Regulatoriske instrumenter • Fire nøkkelelementer • Publisere faktiske data om selskapenes leveringskvalitet • Minimumskrav • Økonomiske incentiver (straff vs belønning) • Leveringskvalitetskontrakter • Innsamling av faktiske data (registrering og rapportering) er nærmest en forutsetning forut for innføring av de fleste instrumenter, men anses ikke å være et regulatorisk instrument i seg selv.

7. NVEs mål for regulering av leveringskvalitet • Oppnå et samfunnsøkonomisk riktig nivå på kvaliteten • Unngå redusert leveringskvalitet som følge av generell effektivisering (kostnadskutt) • Bedre regelverk for håndtering av tvister og for å gi informasjon • Forbedre kunnskapen hos norske nettselskaper, herunder kvalitet i eget nett • Stille krav overfor alle interesseaktører (dvs alle aktørene tilknyttet det norske kraftsystemet) • Klarere grenser for ansvar, Forbedre sluttbrukernes rettigheter

8. Forskrift om leveringskvalitet i kraftsystemet I kraft 1.1.2005 Sist endret 1.1.2007 Utvikles og følges opp av NVE Direkteregulering og underlag for incentivbasert regulering

9. Forskrift om leveringskvalitet Kapittel 1 Innledende bestemmelser Kapittel 2 Generelle bestemmelser Kapittel 2A Registrering og rapportering Kapittel 3 Krav til leveringspålitelighet og spenningskvalitet Kapittel 4 Informasjon om leveringspålitelighet og spenningskvalitet Kapittel 5 Øvrige bestemmelser

10. Hvem omfattes av forskrift om leveringskvalitet? § 1-2.Virkeområde Forskriften gjelder for den som helt eller delvis eier, driver eller bruker elektriske anlegg eller elektrisk utstyr som er tilkoblet i det norske kraftsystemet, samt den som i henhold til energiloven er utpekt som systemansvarlig.        Forskriften gjelder ikke på norsk sjøterritorium, for likespenningsanlegg eller for jernbaneanlegg i Norge med frekvens 16 2/3 Hz.

11. Utbedringsplikt § 2-1.Utbedring De som omfattes av denne forskriften skal ved hendelser i egne anlegg, som medfører avbrudd eller redusert leveringskapasitet til sluttbrukere, gjenopprette full forsyning til de aktuelle sluttbrukerne uten ugrunnet opphold. Tilknytningspunkt av betydning for liv og helse skal prioriteres. De som omfattes av denne forskriften skal, dersom deres anlegg er skyld i at bestemmelsene i denne forskriften ikke kan overholdes, utbedre forholdet uten ugrunnet opphold. Utbedringsplikten gjelder ikke for nettkunder, dersom grenseverdiene kun overskrides i eget tilknytningspunkt, og tilknyttet nettselskap ikke opplever problemer som følge av dette. Det kan ikke kreves særskilt vederlag for plikter i henhold til første og annet ledd.

12. Bakgrunn for krav til spenningskvalitet • Internasjonale standarder (CENELEC, IEC and IEEE) • Hvilke konsekvenser den enkelte parameter medfører for samfunnet generelt, og hvor stort ubehag den kan medføre for den enkelte nettkunde spesielt • Hvilket nivå av leveringskvalitet som medfører og ikke medfører problemer • Hvilke parametere som lar seg kartlegge og følge opp på en hensiktsmessig måte • Bestemmelser som skal gjelde til enhver tid hvis det ikke er gitt dispensasjon • Kompatibilitet mellom reguleringer • For noen parametere er det nødvendig med strengere grenseverdier for høyere spenningsnivå • Unngå unødvendige kostnader og krav

13. EN 50160

14. CENELEC standard EN 50160Voltage characteristics supplied by public distribution networks • Opprinnelig utviklet for å definere og beskrive elektrisitetens karakteristikker. Men nå skal den også spesifisere… (1st ed 1994, 2nd ed 1999, 3rd ed 2007, 4th ed ?) • Gjelder kun for spenningsnivåer under 35 kV • Lang liste med unntak hvor standarden ikke gjelder • Presisert i standardens “scope” at dette ikke er en EMC standard • Inneholder løse og tvetydige indikative verdier • Myke krav (bør, vil generelt ikke overskride, etc) • Krav som kun gjelder en gitt prosent av tiden (typisk 95% av tiden) • Vage og tvetydige definisjoner – ikke gode nok til å sikre pålitelige målinger • Reflekterer de laveste verdier av kvalitet som eksisterer i Europa • Man kan oppleve havari av elektriske apparater hver eneste uke som følge av dårlig spenningskvalitet, uten av kravene i EN 50160 brytes.

15. Langsomme spenningsvariasjoner Kilde for figur: Helge Seljeseth, CEER workshop on Voltage quality standards, Milan September 29th 2006

16. Council of European Energy Regulators – CEEREuropean Regulators’ Group for Electricity and Gas - ERGEG www.energy-regulators.eu

17. CEER/ERGEG og Leveringskvalitet/spenningskvalitet Important documents: • Third CEER Benchmarking Report on Quality of Electricity Supply • Towards Voltage Quality Regulation • An ERGEG Public Consultation paper • Evaluation of comments received • An ERGEG Conclusions Paper • Service Quality Regulation in Electricity Distribution and Retail • Joint effort by CEER and FSR • 4th CEER Benchmarking Report on Quality of Electricity Supply

18. 4th CEER Benchmarking Report on Quality of Electricity Supply

19. Revisjon av EN 50160- Hva blir forbedret? ERGEG Public Consultation Paper, ref E06-EQS-09-03 • Improve definitions and measurement rules • Limits for voltage variations • avoid “95%-of-time” clause • avoid long time intervals for averaging measured values • Enlarge the scope to HV and EHV • Avoid ambiguous indicative values for voltage events • Classification of voltage dip/swell severity • Consider duties and rights for all parties involved • Introduce limits for voltage events according to network characteristics • Develop the concept of power quality contracts Delvis Ikke ennå

20. Samarbeid CEER - CENELEC • Memorandum of Understanding on Cooperation and Exchange of Information in the field of standardisation in the energy sector • Signert januar 2009 • Første møte for CEER i TC8X 18. mai 2006 • Første møte for CEER i TC8X/WG1 27/28. november 2006 • Revidert EN 50160 i kraft 2010? • TC8X og TC8X/WG1

21. Revidert EN 50160 • Strukturendringer • Forbedret svake og tvetydige definisjoner • Indikative verdier fjernes fra selve normen, plasseres i vedlegg • Klassifikasjonstabeller for kortvarige over- og underspenninger • Forbedret krav til langsomme spenningsvariasjoner • Utvide virkeområdet opp til og med 150 kV

22. Langsomme spenningsvariasjoner 263 V Source: SINTEF Energy Research, Norway, and ERGEG (2006)

23. 10 min gjennomsnitt < 207 V i 3,5 % av tiden. 1 min gjennomsnitt < 207 V i 28,5 % av tiden. Langsomme spenningsvariasjoner Kilde: SINTEF Energiforskning AS

24. Noen detaljer vedr krav til langsomme spenningsvariasjoner • Norge • LV: 1 min gjennomsnitt ± 10 % 100 % av tiden • Ungarn • LV: 10 min gjennomsnitt ± 7.5 % 95 % av uken • LV: 10 min gjennomsnitt ± 10 % 100 % av tiden • LV: 1 min gjennomsnitt ± 15 % 100 % av tiden • Spania • LV: 10 min gjennomsnitt ± 7 % 95 % av uken

25. Langsomme spenningsvariasjoner • ERGEG Conclusions Paper • 95%-of-time should be increased to 100%-of-time • Retaining 10 min averaging interval implies necessary to set limits for faster phenomena • Every customer should have the same treatment; i.e. special treatment for long lines etc should be removed • For MV levels – limits shall refer to declared voltage level • New EN 50160 (simplified) • Should not exceed ±10 % under normal operating conditions • Test method:99 % of the week all 10 min mean values shall be within ±10 %100 % of the time all 10 min mean values shall be within ±15 % • This is an important step in the right direction, but so far only with regard to 95%-of-time clause. • Hence limits for dips and swells must be considered.

26. Klassifikasjonstabeller i revidert EN 50160

27. Ansvarsfordeling Hypotetisk kurve for ansvarsfordeling. Kilde:prof. Matt Bollen, CEER workshop on Voltage quality standards, Milan September 29th 2006

28. CENELEC EN 50160 • Høring våren/sommeren 2008 • Avstemning våren 2009 • Norske A-avvik • Ratifisering høsten 2009? • CENELEC BT møte 17. og 18. November • Betydninger for Norge og forskrift om leveringskvalitet?

29. Betydning for forskrift om leveringskvalitet • Justering av terskelverdi mellom avbrudd og kortvarig underspenning fra 1 % til 5 %. Men dette er ikke kritisk og vil ha mindre praktisk betydning. • Avbrudd: Tilstand karakterisert ved uteblitt levering av elektrisk energi til en eller flere sluttbrukere, hvor forsyningsspenningen er under 1 % av avtalt spenningsnivå. Avbruddene klassifiseres i langvarige avbrudd ( > 3 min) og kortvarige avbrudd (≤ 3 min). • Definisjoner for øvrig går i retning av gjeldende definisjoner i forskrift om leveringskvalitet • Klassifikasjonstabeller vil foreløpig være aktuelle som veiledende • EN 50160 er fremdeles for svak til å benyttes direkte i norsk regulering

30. Veien videre • Uten ratifisering • Standarden kan reduseres til å inneholde unike og omforente definisjoner og målemetoder for spenningskvalitetsparametere? • Standarden utvikles til å bli en “tonivå standard”? • Regulatorer utvikler sine egne nasjonale krav til spenningskvalitet • ??? • Med ratifisering • Videre revisjoner basert på: • Resultater fra mini-TF 5 Kortslutningsytelse og spenningssprang • Resultater fra mini-TF 7 Grenseverdier for hurtige fenomener • Evaluere og utvikle grenseverdier for spenningsnivåer over 35kV • Skal publiseres egen CENELEC Teknisk Rapport om indikatorer for leveringspålitelighet • +++

31. Takk for oppmerksomheten!