Hoe de RTU-setpoints verwerkt worden

Fluvius stuurt percentages en commando's, nooit kilowatt. Deze pagina toont precies wat het EMS ermee doet: de basis waar elk percentage tegen gemeten wordt, de volgorde waarin de regels toegepast worden, en de rekensom achter elk ervan. Ze is geschreven om tijdens een certificatie stap voor stap gevolgd te worden, zodat de keurder en de installateur dezelfde cijfers lezen.

De assetsetpoints hebben hun eigen pagina, omdat hun referentievermogens uit het register van de netbeheerder komen: zie Assetsetpoints (MAXSETAP en MINSETAP).

Wat de RTU stuurt, en waar het tegen gemeten wordt

Daarnaast stuurt de RTU de twee noodstoppen, de Q-regelmodus (local of remote) en de redencodes. Die redencodes dragen geen grens: ze zeggen waarom de netbeheerder stuurt, niet met hoeveel.

Fluvius hanteert één referentie voor zowel de reactieve band als MINSETAP: de som van de geregistreerde aandrijfvermogens van elke producerende asset, de opslag inbegrepen. Staat er geen referentievermogen voor productie ingesteld, dan valt het EMS terug op $$P_{inst}$$, de som van het nominaal vermogen van de aanstuurbare PV-omvormers en batterijomvormers. De regels op het aansluitpunt hebben hun eigen basis, hierboven opgesomd.

De volgorde van de regels

Elke regelcyclus, van één seconde, bouwt het EMS een beslissing per toestel en legt het daarna de regels van de netbeheerder in een vaste volgorde erop. Latere regels zien het resultaat van de vorige, zodat de strakste grens altijd overblijft.

flowchart TD
    A["Beslissing van het algoritme"] --> B["1 · Noodstoppen"]
    B --> C["2 · Assetgrenzen<br/>MINSETAP / MAXSETAP"]
    C --> D["3 · Grenzen per type toestel<br/>niet gebruikt door Fluvius"]
    D --> E["4 · Grenzen op het aansluitpunt<br/>MINSETP / MAXSETP"]
    E --> F["5 · Reactief vermogen<br/>MINSETQ / MAXSETQ"]
    F --> G["6 · Begrenzing schijnbaar vermogen<br/>P² + Q² ≤ S²"]
    G --> H["Setpoints naar de toestellen"]

Stap 3 bestaat voor netbeheerders die de productie van PV en opslag apart aansturen, zoals Sibelga. Een Netflex-verbinding gebruikt ze nooit, en de debuggegevens tonen ze als "none".

Na de regels van de netbeheerder lopen er nog twee beveiligingen: de grenzen op de energiemeters en het vangnet op de netgrens, die de aansluiting en eventuele submeters tegen overbelasting beschermen. Een noodstop is voor die twee het laatste woord: een toestel dat de stop uitschakelde blijft uit. De percentageregels zijn dat niet: dreigt de aansluiting zelf haar contractuele vermogen te overschrijden, dan mogen die beveiligingen de batterij nog laden of ontladen voorbij wat MINSETAP of MAXSETAP toeliet. Het vangnet op de netgrens behandelt een assetregel op 0 % als een harde grens; de grenzen op de energiemeters niet. Noem die afweging tijdens een certificatie.

1. Noodstoppen

Beide stops koppelen de batterij volledig los, zoals de specificatie voorschrijft. De productiestop zet daarbovenop elke PV-omvormer op nul.

Een gestopt toestel valt ook buiten de reactieve regels: een noodstop is zelf een bevel van de netbeheerder, en die gaat voor op een reactieve band.

2. Assetgrenzen (MINSETAP en MAXSETAP)

Die gelden op het virtuele assetkoppelpunt en niet op het aansluitpunt. Kort gezegd:

$$ P_{assets} = P_{charge} - P_{discharge} - P_{PV} $$

Een positief resultaat is afname en wordt door MAXSETAP begrensd; een negatief is productie en wordt door MINSETAP begrensd. Het eigen verbruik van de site speelt er geen rol in. De referentievermogens, het uitgewerkte voorbeeld en de checklist voor de certificatie staan op de pagina over de assetsetpoints.

De som gaat over de assets die de netbeheerder geregistreerd heeft, en dat is niet dezelfde verzameling als de assets die het EMS kan aansturen. Van een geregistreerde omvormer wordt verwacht dat hij aanstuurbaar is; een die niet afgeregeld kan worden telt toch mee, en de batterij maakt er als terugval ruimte voor. Zie meegeteld tegenover aangestuurd.

3. Grenzen per type toestel

Niet gebruikt op een Netflex-verbinding. Fluvius stuurt de productie in plaats daarvan aan via de regels op de assets en op het aansluitpunt.

4. Grenzen op het aansluitpunt (MINSETP en MAXSETP)

Die gelden op wat de meter op het aansluitpunt ziet, dus het eigen verbruik van de site telt hier wel mee. Het EMS rekent uit hoeveel zijn assets nog mogen, vertrekkend van de live meting.

Voor injectie:

$$ P_{limit,injection} = \frac{MINSETP}{100} \times P_{contractual,injection} $$

$$ P_{production,max} = P_{limit,injection} + P_{grid} + P_{production,now} $$

$$P_{grid}$$ heeft een teken en is negatief zolang de site injecteert, en $$P_{production,now}$$ is de gemeten productie van de assets, dus de PV plus de batterijontlading. Vertrekken van de meting in plaats van van een model is wat de regel zelfcorrigerend maakt: wat het gebouw op dat moment verbruikt, zit al in $$P_{grid}$$.

Een PV-setpoint is een plafond, niet wat de omvormer produceert. Zit de zon onder dat plafond, dan volgt de omvormer de zon, en de netbeheerder meet wat eruit komt. De productieregels (MINSETP en MINSETAP) rekenen een aanstuurbare omvormer daarom aan voor zijn gemeten productie plus 10 % marge voor een stijging, en nooit meer dan zijn plafond. Enkel wanneer de omvormer tegen het setpoint van de vorige cyclus aan produceert, is zijn potentieel onbekend, en dan telt het plafond zelf. Zonder dat zou een batterij naast een omvormer onder een wolk teruggeschroefd worden voor productie die er niet is.

Uitgewerkt voorbeeld. Een aansluiting met 300 kW contractueel injectievermogen krijgt MINSETP = 40 %. De site injecteert 200 kW, haar assets produceren 260 kW (220 kW PV en 40 kW batterijontlading), dus het gebouw verbruikt 60 kW.

De assets zakken van 260 kW naar 180 kW, wat precies 120 kW op het aansluitpunt overlaat. De batterij gaat eerst terug, de PV enkel wanneer dat niet volstaat.

Voor afname geeft dezelfde redenering:

$$ P_{charge,max} = \frac{MAXSETP}{100} \times P_{contractual,consumption} - P_{grid} + P_{charge,now} $$

Uitgewerkt voorbeeld. Een aansluiting met 240 kW contractueel afnamevermogen krijgt MAXSETP = 50 %. De site neemt 150 kW af terwijl de batterij op 60 kW laadt.

5. Reactief vermogen (MINSETQ en MAXSETQ)

Zolang de Q-regelmodus op remote staat, stuurt de netbeheerder een band:

$$ Q_{min} = \frac{MINSETQ}{100} \times P_{ref,production} \qquad Q_{max} = \frac{MAXSETQ}{100} \times P_{ref,production} $$

De band begrenst de gemeten Q op het aansluitpunt en niet het commando. Dat is het belangrijkste om tijdens een reactieve test te begrijpen, want de installatie levert zelf reactief vermogen dat in die meting zit. Motoren, transformatoren en het eigen gedrag van de omvormers komen daar allemaal in terecht voor het EMS iets doet.

Het EMS draait daarom een gesloten regellus:

$$ Q_{command} = Q_{command,previous} + (Q_{target} - Q_{measured}) $$

$$Q_{target}$$ is de rand van de band die het dichtst bij nul ligt, dus 0 zodra de band nul bevat. Het resultaat wordt begrensd door wat de in aanmerking komende toestellen samen kunnen leveren, de som van hun eigen reactieve grenzen. Die begrenzing is een grens van de toestellen, nooit de band.

Zolang de meting de band al respecteert, wordt er geen nieuwe afwijking geïntegreerd. Het EMS draait een eerdere correctie dan terug naar nul, en nooit sneller dan de gemeten marge tot de rand van de band die die correctie overeind houdt. Een site die zich aan een ruime band houdt, wordt volledig met rust gelaten: er wordt dan geen enkel reactief setpoint weggeschreven.

Uitgewerkt voorbeeld. Een installatie met 470 kW geregistreerde PV en een geregistreerde batterijomvormer van 500 kW heeft $$P_{ref,production} = 970$$ kW, dus de band staat in kVAr tegenover 970. De netbeheerder stuurt MINSETQ = 33 % en MAXSETQ = 100 %, dus de band is 320,1 tot 970 kVAr en die sluit nul uit. De installatie levert zelf al 268 kVAr.

Aan de assets wordt 52,1 kVAr gevraagd, niet 320,1. De rand van de band zelf opleggen zou ongeveer 590 kVAr op het aansluitpunt zetten, ruim buiten de band aan de andere kant, en het zou de omvormers met reactieve stroom belasten waar niemand om gevraagd heeft.

Hoe het reactief vermogen over de toestellen verdeeld wordt

De correctie gaat eerst naar de batterijen, en wat die niet kunnen dragen gaat naar de PV-omvormers. Binnen een type wordt ze proportioneel verdeeld naar de capaciteit van elk toestel in de gevraagde richting. De eigen band van een toestel is de ruimte die het in schijnbaar vermogen over heeft:

$$ Q_{device} = \pm\sqrt{S^2 - P^2} $$

Bij een batterij is ook de richting beperkt: ze kan enkel reactief vermogen leveren in een richting waarvoor ze laad- of ontlaadruimte heeft. Een toestel dat het gevraagde teken niet kan bedienen krijgt gewicht nul, zodat de toestellen die het wel kunnen het volledige doel opnemen in plaats van te weinig toegewezen te krijgen.

6. Begrenzing op het schijnbaar vermogen

Na een reactieve aansturing wordt het actief vermogen van elk toestel begrensd, zodat zijn schijnbaar vermogen binnen zijn nominale waarde blijft:

$$ P^2 + Q^2 \le S^2 $$

Op een verzadigd toestel gaat het reactief vermogen dus voor op het actief vermogen, en het redenveld op het setpoint zegt dat ook.

Wat niet meetelt

Twee uitsluitingen veroorzaken de meeste verwarring tijdens een test.

Het eigen verbruik van de site speelt geen rol in de assetgrenzen. Het zit buiten het virtuele assetkoppelpunt. Op het aansluitpunt telt het wel mee, en daarom beweegt dezelfde gebouwlast de ene regel en de andere niet.

Niet elk meetkanaal hoort bij het virtuele assetkoppelpunt. Fluvius bevestigde voor een installatie met PV en batterij dat het de kanalen zon, wind, WKK, opslag en andere productie optelt. Het EV-laden en het flexibele verbruik vallen buiten die som.

Toestellen buiten de geregistreerde assetgroep spelen evenmin een rol. Materiaal dat niet achter de kast van de netbeheerder getekend staat, bijvoorbeeld een omvormer achter een ander toegangspunt, duid je per toestel als zodanig aan op de pagina met de DSO RTU-instellingen, en het blijft buiten de telemetrie, de som en de aansturing. Een toestel niet kunnen aansturen is geen reden om het weg te laten: staat het achter de kast getekend, dan telt het mee en moet het aanstuurbaar gemaakt worden.

flowchart LR
    S["Zon<br/>kanaal 1"] --> V["Virtueel<br/>assetkoppelpunt"]
    W["Wind<br/>kanaal 2"] --> V
    C["WKK<br/>kanaal 3"] --> V
    B["Opslag<br/>kanaal 4"] --> V
    O["Andere productie<br/>kanaal 7"] --> V
    E["EV-laden<br/>kanaal 5"] -.-> X["Buiten de som"]
    F["Flexibel verbruik<br/>kanaal 6"] -.-> X
    L["De eigen last van het gebouw"] -.-> X
    V --> R["Afgetoetst aan<br/>MINSETAP / MAXSETAP"]

Voor de installateur

Een setpoint komt enkel aan wanneer de toestellen ingesteld staan om er een te aanvaarden.

• SMA Data Manager. Het setpoint voor reactief vermogen wordt enkel toegepast wanneer de bedrijfsmodus voor statische spanningsstabiliteit van de installatie op "Reactive power Q, setpoint via system control" staat (nummercode 1072). Dat is een installateursinstelling op de Data Manager die het EMS niet kan wijzigen. Zonder die instelling schrijft het EMS het setpoint weg en negeert de installatie het in stilte.
• Terugvaltimers. De Data Manager laat zowel de actieve als de reactieve opgave los zodra er gedurende zijn terugvalperiode geen setpoint ververst is. Het EMS schrijft ze daarom bij elke doorloop met hoge prioriteit opnieuw weg; stoppen met schrijven is de manier om een grens los te laten.
• Referentiewaarden. Een installatie levert niet altijd het reactief vermogen dat je uit haar nominaal vermogen zou verwachten, omdat de Data Manager een percentage doorgeeft dat de omvormers op een eigen referentie mogen toepassen. Meet wat de installatie per opgelegd procent levert, en stel die referentie in in plaats van de kenplaat aan te nemen.
• Batterijomvormers. Kijk na of de omvormer een reactief setpoint aanvaardt terwijl hij tegelijk laadt of ontlaadt. Het EMS gaat uit van de cirkel van het schijnbaar vermogen, dus het vraagt allebei tegelijk.

Het teruglezen tijdens een test

De debugger van de controller toont wat het EMS berekende, op het tabblad Controller onder TelecontrolConstraintController:

Reactive Q Band, Measured Q (grid) en Commanded Site Q samen lezen geeft het antwoord op de vraag die een keurder doorgaans eerst stelt: de band is wat je gevraagd hebt, de meting is wat het aansluitpunt levert, en het commando is enkel het verschil dat de assets moeten bijleggen.

Verwante pagina's

• Assetsetpoints (MAXSETAP en MINSETAP): de referentievermogens achter de assetpercentages.
• Fluvius: de Netflex-interface, haar commando's en haar metingen.
• Indienstname en certificatie: hoe Voltmasters valideert en de keuring begeleidt.