Begrens effekttopper med IF-THEN-regler i en datakonsentrator

Mange strømavtaler for nærings- og industrianlegg har et effektledd basert på det høyeste effektuttaket i avregningsperioden, eller en avtalt kapasitet som ikke bør overskrides. Toppen skyldes ofte en kort overlapping av laster som godt kunne ventet noen minutter, for eksempel varmtvannsberedere, ventilasjon eller ladere for elbiler. Å begrense effekttopper handler om å oppdage denne overlappingen i tide og koble ut noen av disse lastene en stund. Denne artikkelen forklarer hvordan effektuttak måles, og hvordan du bygger trinnvis lastfrakobling med IF-THEN-ELSE-logikken i en ICP DAS datakonsentrator for strømmålere, med et regneeksempel.

Effektuttak, effekttopp og integrasjonsperioden

Momentan effekt endrer seg fra sekund til sekund. Effektuttaket er middeleffekten over en fast integrasjonsperiode, ofte 15 minutter; nøyaktig periode og hvordan den avregnes, bestemmes av strømavtalen eller nettselskapet. Effekttoppen er den høyeste av disse middelverdiene i avregningsperioden. To konsekvenser er viktige for styringen:

• En kort topp teller bare i forhold til hvor lenge den varer. 100 kW ekstra i 3 minutter øker et 15-minutters gjennomsnitt med 20 kW, ikke med 100 kW.
• Det er tid til å reagere. Hvis forbruket tidlig i perioden ligger an til å gå over grensen, kan utkobling av noen laster resten av perioden holde gjennomsnittet under.

Lastfrakobling flytter i hovedsak forbruket i tid. Velg laster som kan avbrytes i noen minutter uten at det går ut over prosessen, produktkvaliteten eller komforten.

Hva konsentratoren tilbyr

Datakonsentratorene i ICP DAS PMC- og PMD-serien har en innebygd IF-THEN-ELSE-logikkmotor for styring av effektuttak. Reglene redigeres på websider uten programmering, og spesifikasjonene oppgir ubegrenset antall regler, timere og tidsplaner, samt interne registre (70 på PMC-5231). Konsentratoren leser strømmålerne og justerer driften av utstyr etter effektstatus via Modbus I/O-moduler, og det er slik lastfrakoblingen utføres. Alarmer kan sendes på e-post, og på IIoT-modellene også via LINE eller Telegram.

Hvilke verdier som kan brukes som betingelser i reglene, og hvordan effektuttaket beregnes, avhenger av modell og fastvare; sjekk brukerhåndboken før du låser designet.

Utganger for kobling av laster

• M-7000 RS-485 I/O-moduler, for eksempel M-7061 med 12 effektreleer av typen Form A, dimensjonert for 5 A ved 250 VAC. Konfigurerbare sikre verdier og dobbel watchdog bestemmer hva hver utgang gjør ved kommunikasjonsbrudd.
• XV-board-utvidelseskort på PMC-5231, PMC-2241M og PMC-2841M, eller XW-board på PMC-5151.
• Standard Modbus TCP- eller Modbus RTU-slavemoduler, som konsentratorene også kan bruke.

Disse releene kobler kontaktorspoler eller frigivelsesinnganger, ikke selve lasten. Tilkobling i fordelingstavlen skal utføres av kvalifisert elektroinstallatør.

Logikk for lastfrakobling for å begrense effekttopper

1. Mål totalen med en trefasemåler på hovedinntaket, for eksempel en PM-3133-RCT med Rogowski-spoler for store kabler.
2. List opp lastene som kan kobles ut, etter prioritet, med effekten til hver, hvor lenge den kan være utkoblet og hvor ofte den kan kobles.
3. Sett trinnvise terskler: et varselnivå, deretter én terskel per trinn. Koble ut lasten med lavest prioritet først.
4. Legg inn forsinkelser og hysterese. Koble ut først når en terskel har vært overskredet en stund, og koble inn igjen først når effekten har falt godt under den, ellers vil lastene pendle rundt grensen.
5. Begrens utkoblingstiden og koble inn i omvendt rekkefølge. Koble inn hver last igjen etter maksimal utkoblingstid, og koble inn den sist utkoblede lasten først.
6. Bruk tidsplaner slik at lastfrakobling bare er aktiv når det trengs, og sørg for manuell overstyring.
7. Definer feilsikker tilstand. Bestem om hver last skal gå eller være av hvis konsentratoren eller bussen svikter, og sett de sikre verdiene i utgangsmodulen deretter.

Regneeksempel

En bygning har et mål om maksimalt effektuttak på 250 kW. Alle tall her er eksempelverdier; bruk dine egne avtale- og lastdata. En måler av typen PM-3133-RCT500P på hovedinntaket leses av en PMC-5231 over RS-485. En relémodul av typen M-7061 på samme RS-485-linje styrer kontaktorer eller frigivelsesinnganger for tre laster som kan kobles ut.

Reglene i forenklet form (webkonfigurasjonen ser annerledes ut):

• IF total kW > 225 i 60 s THEN send e-post «effektvarsel»
• IF total kW > 235 i 60 s THEN relé 1 AV
• IF total kW > 245 i 60 s THEN relé 2 AV
• IF total kW > 250 i 30 s THEN relé 3 AV
• IF total kW < 190 i 5 min THEN koble inn siste relé som ble slått av
• IF relé n AV lenger enn maks. utkoblingstid THEN relé n PÅ

Forsinkelsene og begrensningene på utkoblingstid kan realiseres med timerfunksjonen. Forsinkelsen hindrer at motorstarter og andre korte topper, som knapt påvirker et 15-minutters gjennomsnitt, utløser en utkobling. Test reglene utenom arbeidstid med senkede terskler, og kontroller i de loggede dataene at hvert trinn kobler ut og inn som tiltenkt.

Hvilke ICP DAS-produkter passer

• Konsentratorer: PMC-5231, PMC-5231M, PMC-2241M, PMC-2841M, PMC-5151-EN, PMD-2201-EN og PMD-4201-EN har alle IF-THEN-ELSE-logikkmotoren for styring av effektuttak. PMD-modellene har i tillegg et lokalt berøringspanel.
• Målere: serien PM-3133, PM-3133-RCT for store ledere, og PM-4324 der mange kurser deler samme tavle.
• Utganger: relémoduler i M-7000-serien som M-7061, eller XV-board-utvidelse.
• Enkeltmåler: Der bare ett inntak skal overvåkes, viser PM-5133 en effekttrend for 1 time på sin 3,5" berøringsskjerm, gir varsel om avtalt kapasitet og har to reléutganger som utløses av definerte alarmer. For flere utganger eller trinnvise regler, bruk en konsentrator.

Send teknisk salg effektgrensen din, en lastprofil og en liste over laster som kan avbrytes, så hjelper vi deg med å planlegge målere, konsentrator og utganger.