Smart Metering: esperienze a confronto

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1 Smart Metering: esperienze a confronto Il mondo della misura e le grandi u/lity discutono di smart metering, innovazione tecnologica e cyber security L esperienza del gruppo HERA nella valutazione degli smart meter gas Ing. M. Bondesan Bologna, Sede Unindustria, 24 Maggio

2 Il proge)o di cara)erizzazione meter gas-acqua del Gruppo HERA Il progetto si è posto l obiettivo di analizzare il comportamento di meter gas / acqua abilitati alla telelettura in una serie di condizioni di esercizio critiche ed evidenziarne i punti di forza e quelli di debolezza in funzione delle specificità e delle situazioni rivenibili nelle reti distributrici nella condizioni di effettivo esercizio. I test hanno verificato che, alle condizioni critiche individuate, siano comunque garantiti: Le prestazioni metrologiche La fruibilità del dispositivo (leggibilità, display, tenuta valvola, ecc.) 2

3 Gas: i se)ori di indagine e le <pologie di misura Attualmente il mercato propone contatori diverse tecnologie di misura: Meccanica tecnologia consolidata; soggetto ad usura; dimensioni superiori agli attuali contatori. Termomassica tecnologia nuova; contatore statico; dimensioni compatte. Ultrasonica tecnologia nuova (per l Italia); contatore statico; dimensioni compatte. 9 3

4 Gas: il fluido misurato meccanica termomassica ultrasonica Gas «reale» Polveri Umidità Provenienza (Italia, Nordafrica, Russia, Europa, ) Condizionamento (potere calorifico) Gas naturale Sono state preparate miscele sintetiche con presenza al 100%, 75%, 50% e 25% di biometano. Biometano 9 4

5 Gas: l interazione con la rete La rete non è statica. Il suo normale funzionamento indice delle fluttuazioni di pressione che potrebbero influire sulla misura. meccanica termomassica ultrasonica La rete di distribuzione Oscillazioni della pressione, tipiche delle reti di distribuzione del gas («respiro della rete») Impianto d utenza Bruschi aumenti di portata (avvio caldaie) Regolazioni on-off con valvole lamellari 5 9

6 Gas: i si< di posa Il sito di posa non sempre protegge il contatore come dovrebbe dagli agenti atmosferici. Temperature: le norme prevedono un range di temperature di esercizio da -10 a + 40 C. Tutti i meter in prova sono certificati per funzionare da -25 a + 55 C, con meter e gas alla stessa temperatura Presenza di umidità in rete: situazione che si verifica prevalentemente in presenza di reti in fibrocemento Temperature estreme (meter e gas) Display Dimensioni Sostituzione o installazione Involucro Urti, cadute Umidità Porta ottica Torsioni Raggi UV Salsedine 9 6

7 Gas: i tenta<vi di frode Conosciamo i tentativi di frode applicabili sui contatori tradizionali, ma non sappiamo nulla su quelli nuovi. Magnete: anche se gli attuali smart meter rilevano e registrano la presenza di un campo magnetico applicato, il test prevede l applicazione di un magnete al neodimio (facilmente reperibile), sopra, davanti e dietro il contatore. Shock elettrico: il test prevede l applicazione di scariche elettrostatiche sia sulle parti metalliche che su quelle plastiche 7 9

8 Gas: parametri di classificazione delle re< ges<te (funzionali alla cara)erizzazione prestazionale dei contatori) Condizioni ambientali / sito di installazione - temperature medie/max/min annuali; - installazione in armadietto esterno (temperatura variabile contatore); - installazione in ambiente interno (temperatura costante contatore); - allacciamento interrato (temperatura gas costante); - allacciamento esterno all abitazione (temperatura gas variabile) - raggi UV - resistenza alle intemperie - vano di installazione (dimensioni, vetustà, rumorosità contatore) Impianto in cui esercisce (qualità della rete) - presenza di polveri in rete; - presenza di umidità in rete; - miscele di gas (provenienza gas naturale, presenza di biometano); - variazioni di pressione (rumorosità della rete). Frodabilità - Resistenza a tentativi di tampering (magnete, scariche elettrostatiche, urti). 8

9 Gas: risulta< delle prove Il giudizio può essere confermato come positivo per tutte le tipologie di apparati. Come prime evidenze: APPARATI A MEMBRANA Comportamento leggermente meno performante qualora si abbia un deltat tra meter e gas molto elevato. Alcune tipologie di apparati hanno evidenziato problemi di rumorosità Generalmente i test di invecchiamento precoce hanno effetto alle basse portate mentre alle medie/alte portate gli apparati lavorano in maniera soddisfacente APPARATI TERMOMASSICI Nulla da segnalare APPARATI ULTRASONICI Nulla da segnalare 9

10 Acqua: i se)ori di indagine e le <pologie di misura Sono state indagate tre tipologie di apparati: turbina, magnetici, ultrasonici TEST POTENZIALMENTE DISTRUTTIVI: - Test di immersione: Simulazione allagamento pozzetto: 5 ore - Test di congelamento: - Simulazione criticità a T estreme (-15C per 4 ore) - Simulazione criticità prolungata a T rigide (-13C per 20 ore) - Test di caduta dall alto (80 cm) TEST DI ALTERAZIONE DEL FLUSSO TURBOLENZA Test con perturbatori di flusso: a spirale, a dischi forati Test aria in acqua Simulazione presenza aria in condotta PROVE A DIVERSE CONDIZIONI AMBIENTALI Test con diverse condizioni di installazione e di temperatura Test in presenza di campo magnetico e prove di pressione Test di turbolenza e di usura 10

11 Acqua: risulta< delle prove* APPARATI A TURBINA Gelo: gli apparati a getto singolo si comportano generalmente meglio degli apparati a getto multiplo (più favorevole rapporto superficie/volume). Ciò vale solo per l integrità, ma le caratteristiche metrologiche sono comunque perdute. Immersione: tutte positive le prove effettuate. Installazioni non standard: errori nelle tolleranze APPARATI MAGNETICI Gelo: si sono evidenziati problemi anche su questa tipologia di apparati. Immersione: tutti positive le prove effettuate. Particolarmente positivo il comportamento nei confronti delle perdite di carico Installazioni non standard: lievi errori nelle tolleranze APPARATI ULTRASONICI Gelo: si sono evidenziati problemi anche su questa tipologia di apparati. Cadute: rimangono inalterate le caratteristiche metrologiche Immersione: tutti positive le prove effettuate. Installazioni non standard: lievi errori nelle tolleranze *prove non condotte in impiantistica non metrologicamente certificata 11

12 Conclusioni GAS Valutazione complessiva: I test hanno confermato la bontà dei differenti apparati sul mercato anche in condizioni di «stress test», ovvero aldifuori delle condizioni teoriche di funzionamento e in relazione alle condizioni di invecchiamento precoce simulate. Prospettive: apparati a membrana: ridurre la rumorosità e gli ingombri ACQUA Valutazione complessiva: Tutti gli apparati hanno caratteristiche sufficienti e per quanto riguarda il gelo, si comporta meglio il meter a getto singolo, ma solo nei confronti dell integrità dell apparato. Prospettive: da indagare ulteriormente la resistenza nei confronti del gelo, in particolare per i meter di tipo statico 12