Hoogspanningsnet Hardware: De HSNetMeter

Discussieer mee over de wereld van het grootschalig elektriciteitsnet en alles wat daarmee te maken heeft
Gebruikersavatar
RolandB
middenspanning
Berichten: 13
Lid geworden op: 08 jan 2017 16:35
Favoriete mastsoort: ET-steunmast +veel
Locatie: Delft

Re: netfrequentie

Bericht door RolandB » 09 mar 2018 00:27

Ik hou mij aanbevolen voor meetlocatie Delft. Een RPi heb ik al liggen en SMD-solderen is een uitdaging die ik wel wil aangaan.
Geboren en opgegroeid in Papendrecht, met prachtige 50, 150 en 380 kV vakwerkmasten.

BaDu
Globale moderator
Berichten: 1645
Lid geworden op: 18 mar 2014 13:55
Favoriete mastsoort: Deltamast
Locatie: Kattenberg

Re: netfrequentie

Bericht door BaDu » 09 mar 2018 14:34

RolandB schreef:
09 mar 2018 00:27
Ik hou mij aanbevolen voor meetlocatie Delft. Een RPi heb ik al liggen en SMD-solderen is een uitdaging die ik wel wil aangaan.
Geweldig ik zet je op de lijst!
KML-generator generator

Gebruikersavatar
Rolie
Nieuw forumlid. Wees vriendelijk voor 'm ;-)
Berichten: 2
Lid geworden op: 09 mar 2018 16:14

Re: Hoogspanningsnet Hardware: De HSNetMeter

Bericht door Rolie » 09 mar 2018 16:56

Interessant! Als incidenteel lezer interessant genoeg om een account aan te maken en te melden dat ik hier ook wel aan mee zou willen doen. Schrijf mij maar op de lijst voor Rotterdam Ommoord als je wil.

Ik heb over de meting zelf ook na zitten denken. Kan het in de toekomst ook niet interessant zijn iets te doen met de sinusvorm zelf? Een aantal mogelijkheden waar ik aan zit te denken:
  1. in kaart brengen van totale afwijking van 100% sinus (op een slimme manier te kwantificeren): maat van kwaliteit?
  2. voortbordurend op vorig punt: bepaling van power-factor?
  3. spanning zelf meten; is dat op lokaal niveau niet een betere indicator van vermogensgebruik of -inbreng? Denk aan een wijk met relatief veel zonnepanelen. Of de dippen n.a.v. het dansen van lijnen door ijzel. Propagatie van deze effecten over het net zouden ook interessant zijn om te zien. Ik kan me voorstellen dat dat hiermee beter zichtbaar is te maken dan met alleen de frequentievariaties.
  4. wederom voortbordurend; cycli zelf 'opnemen' met bijvoorbeeld 8000 samples per seconde op 8 bit. Opvallende cycli in zijn geheel bewaren en doorsturen. Ik heb de draad nog niet in detail gelezen... weet niet wat voor A/D-converter er wordt gebruikt?
Dit project doet mij verder als het gaat om precies timen en geografische projectie denken aan Blitzortung. Misschien is hier ook inspiratie uit te halen.

Verder; solderen lukt mij niet maar als softwareprogrammeur zou ik wel mee kunnen helpen na te denken over bepaalde problemen. Ik zou wel de voorkeur hebben voor een open systeem waarbij ik zelf de Raspberry Pi kan beheren, ook voor toekomstige huisautomatisering.

Succes en ik ben benieuwd naar het verdere verloop van dit project!

BaDu
Globale moderator
Berichten: 1645
Lid geworden op: 18 mar 2014 13:55
Favoriete mastsoort: Deltamast
Locatie: Kattenberg

Re: Hoogspanningsnet Hardware: De HSNetMeter

Bericht door BaDu » 09 mar 2018 17:54

Rolie schreef:
09 mar 2018 16:56
Interessant! Als incidenteel lezer interessant genoeg om een account aan te maken en te melden dat ik hier ook wel aan mee zou willen doen. Schrijf mij maar op de lijst voor Rotterdam Ommoord als je wil.

Ik heb over de meting zelf ook na zitten denken. Kan het in de toekomst ook niet interessant zijn iets te doen met de sinusvorm zelf? Een aantal mogelijkheden waar ik aan zit te denken:
  1. in kaart brengen van totale afwijking van 100% sinus (op een slimme manier te kwantificeren): maat van kwaliteit?
  2. voortbordurend op vorig punt: bepaling van power-factor?
  3. spanning zelf meten; is dat op lokaal niveau niet een betere indicator van vermogensgebruik of -inbreng? Denk aan een wijk met relatief veel zonnepanelen. Of de dippen n.a.v. het dansen van lijnen door ijzel. Propagatie van deze effecten over het net zouden ook interessant zijn om te zien. Ik kan me voorstellen dat dat hiermee beter zichtbaar is te maken dan met alleen de frequentievariaties.
  4. wederom voortbordurend; cycli zelf 'opnemen' met bijvoorbeeld 8000 samples per seconde op 8 bit. Opvallende cycli in zijn geheel bewaren en doorsturen. Ik heb de draad nog niet in detail gelezen... weet niet wat voor A/D-converter er wordt gebruikt?
Dit project doet mij verder als het gaat om precies timen en geografische projectie denken aan Blitzortung. Misschien is hier ook inspiratie uit te halen.

Verder; solderen lukt mij niet maar als softwareprogrammeur zou ik wel mee kunnen helpen na te denken over bepaalde problemen. Ik zou wel de voorkeur hebben voor een open systeem waarbij ik zelf de Raspberry Pi kan beheren, ook voor toekomstige huisautomatisering.

Succes en ik ben benieuwd naar het verdere verloop van dit project!
Hoi Rolie, leuk dat juist dit onderwerp je over streep trekt om een account aan te maken en te reageren. Ik zet je op de lijst.

Ik zal proberen op al je vragen een antwoord te geven:
Dit project is begonnen als het vinden van een simpele (lees vooral goedkope) manier om de netrfrequentie te meten. De schakeling is dan ook supersimpel en gebruikt geen A/D converter maar een schmitt-trigger die een blokvorm produceert die de RPI telt. De kosten van het werkzame deel van meetcircuit zijn slechts een paar euro. Verder wordt de nauwkeurige tijdbasis wordt geleverd door een GPS module die ca een tientje kost. Totaal willen we onder de 25 euro blijven.

1) De afwijking op de sinus is een interessant idee maar vereist wel het opnemen van een A/D converter en misschien een hoogwaardiger trafo. Er zijn zelfs eisen opgenomen in de netcode aan de spanningskwaliteit waartegen we kunnen toetsen. Dus een leuke suggestie, wellicht iets voor de netfrequentiemeter (kan je het dan nog zo noemen?) v2.0.

2) Het bepalen van de power-factor (er zijn twee termen in omloop: power-factor = cos phi en powerfactor=verhouding totaal vermogen / vermogen in de basis harmonische van 50Hz) vereist een meting van de stroom om het vermogen te kunnen meten. Om de stroom te meten die je huis binnenkomt moeten aanpassingen gemaakt worden in de meterkast, dat is iets waar we bij hoogspanningsnet zeker niet voor zijn.

3) De spanning zelf meten kan (na toevoeging van een A/D converter) maar zegt alleen wat over je lokale omgeving (huis/straat of soms wijk) het kan je individueel wel inzicht geven in de belasting van het LS-net in de straat/wijk maar alleen door te vergelijken over de uren/dagen/weken en dit te relateren aan bijv. tijd van de dag, temperatuur, zonneschijn etc. Dit maakt het project flink complexer, maar misschien iets voor v2.0.

4) Opnemen van de cycli, kan nadat we een A/D converter hebben toegevoegd (v2.0?). Op zich wel interessant icm met punt 1. Wel lastig om te bepalen wat een bijzondere vorm is. :).

Blitzortung is ons bekend en heeft een heel klein beetje als inspiratie gediend net als flightradar24 bijvoorbeeld. De propagatie over het net van een frequentieverstoring is wel iets waar we aandenken, maar is gezien de zeldzaamheid hiervan lastig te testen, misschien met meerdere metingen in een beperkt gebied wat bijzonders te doen is. We kijken er iig naar.

De bedoeling is om een zelfbouwpakket, een zelf installeer pakket en een stekker klaar pakket te gaan leveren. Zo lezende zou de tweede een goeie zijn voor jou, je krijgt dan een compleet gebouwde print en overige benodigde componenten om een veilige meting te maken, de RPI lever je zelf.

Leuk dat er inmiddels al drie SW-engineers hebben gereageerd, ik stel me voor dat er een soort opensource ontwikkeltraject komt, iig is er al een Github voor dit project. Kan je nog wat beter aangeven op welke punten je wellicht zou kunnen bijdragen (embedded/webserver/signaalanalyse/alarmering etc)?
KML-generator generator

Gebruikersavatar
Rolie
Nieuw forumlid. Wees vriendelijk voor 'm ;-)
Berichten: 2
Lid geworden op: 09 mar 2018 16:14

Re: Hoogspanningsnet Hardware: De HSNetMeter

Bericht door Rolie » 12 mar 2018 12:21

@BaDu, bedankt voor je reactie.

Ik wist dat voor een exacte bepaling van de power-factor een meting van stroom nodig is maar ik kan mij ook voorstellen dat het zichtbaar is als harmonische vervorming van het spanningssignaal. Alles behalve een expert op dit gebied hoor dus geloof je graag. Spanningskwaliteit, harmonische vervormingen, inzicht in toonfrequent signalen; lijkt me inderdaad verstandig te bewaren voor een eventuele v2.

Heb je eigenlijk ooit overwogen DC -500/+500 V te converteren naar een line level signaal? Dus -1.5 V tot 1.5 V met een output impedance tussen 100 en 600 Ω. Transformator met verhouding 333/1 + weerstand in serie aan de secundaire kant? Dan zou er gebruik gemaakt kunnen worden van een simpele USB adapter en diens A/D-converter. DSP in software. Je mist dan wel de koppeling met de GPS-module natuurlijk.

Ik heb de GitHub-repository inmiddels gevonden :grin: Trouwens; Issue #2 lezende: contact met de NTP-server was hoop ik niet élke seconde?

Ik ben niet bekend met embedded (als in het programmeren van een PLC of een Arduino) maar sinds 2005 werk ik wel primair met Linux op servers en werkstations. Ervaring met client-server architecturen, datastructuren en interesse in dsp. C/C++ heb ik niet veel in gedaan. Ik zou er dan ook voorstander voor zijn bij Python te blijven of te kijken naar Node.js. Geen kwetsbare toolchains, geen rebuild cycles en voor deze toepassing bereik je naar ik zo inschat geen tot weinig prestatiewinst t.o.v. C++. Ik bedoel; ±50 keer per seconde een interval opslaan en ééns per seconde de inverse over het gemiddelde berekenen is echt peanuts. Communicatie met server is meer werk voor de CPU en daarbij win je niets als je naar C gaat.

Voor communicatie met server zou ik naar websockets kijken. Over poort 80 naar buiten dus altijd beschikbaar en maar weinig overhead per 'meting'.

Ik snap niet zo goed wat de NARD-SDK zou gaan doen. Meer dan een paar eenvoudige scripts of executables zijn het toch niet?

Gebruikersavatar
Shrek
380 kV + Netkaartcrew
Berichten: 1584
Lid geworden op: 18 mei 2012 17:53
Favoriete mastsoort: dubbelvlag mast
Locatie: Boortmeerbeek

Re: Hoogspanningsnet Hardware: De HSNetMeter

Bericht door Shrek » 12 mar 2018 14:04

Over de server-communicatie gesproken: moet dit echt realtime zijn?
Uiteraard zijn er voordelen aan, maar ook een heleboel nadelen.
Is er veel funtioneel verlies als het ding pakweg 1x per uur een file met de logs van het afgelopen uur wegstuurt?

BaDu
Globale moderator
Berichten: 1645
Lid geworden op: 18 mar 2014 13:55
Favoriete mastsoort: Deltamast
Locatie: Kattenberg

Re: Hoogspanningsnet Hardware: De HSNetMeter

Bericht door BaDu » 12 mar 2018 15:42

Rolie schreef:
12 mar 2018 12:21
Heb je eigenlijk ooit overwogen DC -500/+500 V te converteren naar een line level signaal? Dus -1.5 V tot 1.5 V met een output impedance tussen 100 en 600 Ω. Transformator met verhouding 333/1 + weerstand in serie aan de secundaire kant? Dan zou er gebruik gemaakt kunnen worden van een simpele USB adapter en diens A/D-converter. DSP in software. Je mist dan wel de koppeling met de GPS-module natuurlijk.
Een kort antwoord : Nee
Het is verbazingwekkend soms hoe je op een bepaalde architectuur komt. :DD
Overigens vermoed ik dat deze oplossing niet heel veel goedkoper is dan de huidige oplossing.
Rolie schreef:
12 mar 2018 12:21
Ik heb de GitHub-repository inmiddels gevonden :grin: Trouwens; Issue #2 lezende: contact met de NTP-server was hoop ik niet élke seconde?
Het betreffende issue is allang closed gezet en hoef je dus ook niet meer naar te kijken :)
We gaan gebruik maken van een GPS-module om een nauwkeurige tijdbasis te krijgen
Overigens: wat is je username op github, dan voeg ik je toe aan aan het team
Rolie schreef:
12 mar 2018 12:21
Ik ben niet bekend met embedded (als in het programmeren van een PLC of een Arduino) maar sinds 2005 werk ik wel primair met Linux op servers en werkstations. Ervaring met client-server architecturen, datastructuren en interesse in dsp. C/C++ heb ik niet veel in gedaan. Ik zou er dan ook voorstander voor zijn bij Python te blijven of te kijken naar Node.js. Geen kwetsbare toolchains, geen rebuild cycles en voor deze toepassing bereik je naar ik zo inschat geen tot weinig prestatiewinst t.o.v. C++. Ik bedoel; ±50 keer per seconde een interval opslaan en ééns per seconde de inverse over het gemiddelde berekenen is echt peanuts. Communicatie met server is meer werk voor de CPU en daarbij win je niets als je naar C gaat.
We hebben inmiddels een drietal software mensen die belangstelling hebben uitgesproken om mee te werken. Van daaruit komen ook andere meningen, ik zelf heb niet genoeg kennis van deze zaken om een gdegen antwoord te formuleren.
Dus daarom wil ik binnenkort eens met zn vieren (of misschien meer) bij elkaar komen om de SW-architectuur te bespreken en te bepalen wie wat gaat oppakken. Het liefst face-to-face of anders via skype. Ik benader je iig via een PB.
Wat is je globale locatie? Dat maakt het makkelijker een plekje te prikken.
Rolie schreef:
12 mar 2018 12:21
Voor communicatie met server zou ik naar websockets kijken. Over poort 80 naar buiten dus altijd beschikbaar en maar weinig overhead per 'meting'.
Ik snap niet zo goed wat de NARD-SDK zou gaan doen. Meer dan een paar eenvoudige scripts of executables zijn het toch niet?
Websockets is al meer geopperd. Het idee van de NARD-SDK heb ik inmiddels wel zo ongeveer verlaten, het zou de RPI beperken tot alleen de frequentiemeting terwijl er wel voorkeur voor is bijv. ook de slimme meter of zonnepaneel inverter uit te kunnen lezen. Wel zitten we dan vermoedelijk vast aan een RPI-3B, maar dat is iets wat we nog kunnen testen.
KML-generator generator

BaDu
Globale moderator
Berichten: 1645
Lid geworden op: 18 mar 2014 13:55
Favoriete mastsoort: Deltamast
Locatie: Kattenberg

Re: Hoogspanningsnet Hardware: De HSNetMeter

Bericht door BaDu » 12 mar 2018 15:49

Shrek schreef:
12 mar 2018 14:04
Over de server-communicatie gesproken: moet dit echt realtime zijn?
Uiteraard zijn er voordelen aan, maar ook een heleboel nadelen.
Is er veel functioneel verlies als het ding pakweg 1x per uur een file met de logs van het afgelopen uur wegstuurt?
Het liefst zou ik zo veel mogelijk real-time weergeven, op dit moment kennen meetwaarden die worden weergegeven in de grafieken een vertraging van rond de 2-7 seconden, afhankelijk op welk moment de update van de meetwaarden in de grafiek valt.

Een uur vertraging zou wmb veel te veel zijn om een mooi inzicht te bieden, juist de "live" weergave heeft bij mij wel de voorkeur.
Verder willen we gaan "alarmeren" als de frequentie onder een bepaalde waarde komt (bijv +/- 125mHz) of als de frequentie ineens sterk daalt >20mHz/sec), dit vereist ook real-time behandeling.

Iig is de server belasting door één meting op dit moment minimaal:
CPU usage.JPG
CPU usage.JPG (25.8 KiB) 668 keer bekeken
EXIF-Data show/hide
Original image recording time:
2018:03:12 15:48:31
Image taken on:
12 mar 2018 14:48
KML-generator generator

aardbewoner
middenspanning
Berichten: 31
Lid geworden op: 08 sep 2015 21:06
Favoriete mastsoort: NorNed kabel
Locatie: Diemen venserweg 150/10 KV

Re: Hoogspanningsnet Hardware: De HSNetMeter

Bericht door aardbewoner » 12 mar 2018 17:13

Meet de smart meter geen spanning ? En wie weet wat meer. zou mooi zijn alles in een.
Elektriciteit je mist het pas als het wegvalt.

Gebruikersavatar
Dutchbirdie
Nieuw forumlid. Wees vriendelijk voor 'm ;-)
Berichten: 1
Lid geworden op: 23 jun 2017 15:31
Favoriete mastsoort: Wintrack
Locatie: Hoogezand-Kropswolde

Re: Hoogspanningsnet Hardware: De HSNetMeter

Bericht door Dutchbirdie » 12 mar 2018 17:25

Hallo,

Bij deze wil ik mij ook wel aanmelden. Woon in Sappemeer en zag dat er nog niet veel meetpunten zijn in de mooie, hoogspanningstechnische interessante provincie Groningen.
Sta op het punt onze meterkast compleet te renoveren ivm verzwaring en “slimme meters” en ga een plekje vrijhouden voor de frequentiemeter.
Solderen geen probleem, dus als het zover is, stuur maar een bouwpakketje als je het allemaal voor mekaar hebt.
Mooi initiatief.

Groet,
Dutchbirdie.

Plaats reactie