Der intelligente Stromzähler ist eine der Grundausstattung für die Datenerfassung des intelligenten Stromnetzes (insbesondere des intelligenten Stromverteilungsnetzes).Es übernimmt die Aufgaben der Datenerfassung, Messung und Übertragung der ursprünglichen elektrischen Leistung und ist die Grundlage für die Informationsintegration, -analyse und -optimierung sowie die Informationsdarstellung.Zusätzlich zu der grundlegenden Messfunktion herkömmlicher Stromzähler verfügen intelligente Stromzähler auch über die Funktionen der Zwei-Wege-Messung verschiedener Tarife, der Benutzersteuerungsfunktion, der Zwei-Wege-Datenkommunikationsfunktion verschiedener Datenübertragungsmodi, der Manipulationsschutzfunktion und anderer intelligente Funktionen, passen sich an die Nutzung intelligenter Stromnetze und erneuerbarer Energien an.
Die Advanced Metering Infrastructure (AMI) und das Automatic Meter Reading (AMR)-System, die auf der Grundlage intelligenter Stromzähler aufgebaut sind, können Benutzern detailliertere Informationen zum Stromverbrauch liefern, sodass sie ihren Stromverbrauch besser steuern können, um das Ziel zu erreichen, Strom zu sparen und zu reduzieren Treibhausgasemissionen.Stromeinzelhändler können den TOU-Preis flexibel entsprechend der Nachfrage der Nutzer festlegen, um die Reform des Strommarktpreissystems zu fördern.Versorgungsunternehmen können Fehler schneller erkennen und zeitnah reagieren, um die Steuerung und Verwaltung des Stromnetzes zu stärken.
Die Grundausstattung an Strom und Energie, Erfassung, Messung und Übertragung von elektrischen Rohenergiedaten weist eine hohe Zuverlässigkeit, hohe Genauigkeit und einen geringen Stromverbrauch usw. auf
Konzeptdefinition
ESMA
▪ Eskom South Africa Power Company
DRAM
China
2 Arbeitsprinzip
3 Klassifizierung
▪ Elektromechanische Integration
▪ Vollelektronisch
4. Funktionale Eigenschaften
5. Hauptanwendungen
6. Vorteile
Konzepte
Das Konzept des Smart Meters stammt aus den 1990er Jahren.Als statische Elektrizitätszähler 1993 zum ersten Mal auf den Markt kamen, waren sie 10- bis 20-mal teurer als elektromechanische Zähler, sodass sie hauptsächlich von Großverbrauchern verwendet wurden.Mit der Zunahme der Anzahl von Stromzählern mit Telekommunikationsfähigkeit ist es notwendig, ein neues System zu entwickeln, um Zählerablesung und Datenverwaltung zu realisieren.In solchen Systemen beginnt die Öffnung der Messdaten für Systeme wie die Verteilungsautomatisierung, aber diese Systeme sind noch nicht in der Lage, die relevanten Daten effektiv zu nutzen.Ebenso werden Echtzeit-Energieverbrauchsdaten von Prepaid-Zählern selten in Anwendungen wie Energiemanagement oder Energiesparmaßnahmen verwendet.
Mit dem technologischen Fortschritt können massenproduzierte statische Elektrizitätszähler leistungsstarke Datenverarbeitungs- und Speicherkapazitäten zu sehr geringen Kosten erwerben, wodurch die Fähigkeit, das intelligente Niveau der Elektrizitätszähler kleiner Benutzer zu fördern, stark verbessert wird, und die statischen Elektrizitätszähler haben sich allmählich verbessert die traditionellen elektromechanischen Stromzähler ersetzt.
Für das Verständnis von „Smart Meter“ gibt es weltweit kein einheitliches Konzept oder einen internationalen Standard.Das Konzept des intelligenten Stromzählers wird normalerweise in Europa übernommen, während sich der Begriff Smart Electric Meter auf intelligente Stromzähler bezieht.In den Vereinigten Staaten wurde das Konzept von Advanced Meter verwendet, aber die Substanz war die gleiche.Obwohl Smart Meter mit Smart Meter oder Smart Meter übersetzt wird, bezieht es sich hauptsächlich auf intelligente Stromzähler.Verschiedene internationale Organisationen, Forschungseinrichtungen und Unternehmen haben unterschiedliche Definitionen von „Smart Meter“ in Kombination mit entsprechenden funktionalen Anforderungen gegeben.
ESMA
Die European Smart Metering Alliance (ESMA) beschreibt Metering-Merkmale, um intelligente Stromzähler zu definieren.
(1) Automatische Verarbeitung, Übermittlung, Verwaltung und Nutzung von Messdaten;
(2) Automatische Verwaltung von Stromzählern;
(3) Zwei-Wege-Kommunikation zwischen Stromzählern;
(4) Bereitstellung zeitnaher und wertvoller Informationen zum Energieverbrauch für relevante Teilnehmer (einschließlich Energieverbraucher) innerhalb des intelligenten Messsystems;
(5) Unterstützung der Verbesserung der Energieeffizienz und der Dienste von Energiemanagementsystemen (Erzeugung, Übertragung, Verteilung und Nutzung).
Südafrikas Eskom Power Company
Im Vergleich zu herkömmlichen Zählern können intelligente Zähler mehr Verbrauchsinformationen liefern, die jederzeit über ein bestimmtes Netzwerk an lokale Server gesendet werden können, um den Zweck des Zähler- und Abrechnungsmanagements zu erfüllen.Es beinhaltet auch:
(1) Eine Vielzahl fortschrittlicher Technologien ist integriert;
(2) Echtzeit- oder Quasi-Echtzeit-Zählerablesung;
(3) Detaillierte Lasteigenschaften;
(4) Stromausfallprotokoll;
(5) Überwachung der Netzqualität.
DRAM
Laut der Demand Response and Advanced Metering Coalition (DRAM) sollen intelligente Stromzähler folgende Funktionen erfüllen können:
(1) Energiedaten in verschiedenen Zeiträumen messen, einschließlich stündlicher oder maßgeblicher Zeiträume;
(2) Stromverbrauchern, Energieunternehmen und Dienstleistungsagenturen ermöglichen, Strom zu unterschiedlichen Preisen zu handeln;
(3) Bereitstellen anderer Daten und Funktionen, um die Qualität des Stromversorgungsdienstes zu verbessern und Probleme im Betrieb zu lösen.
China
Das in China definierte intelligente Instrument ist ein Instrument mit einem Mikroprozessor als Kern, der Messinformationen speichern und Messergebnisse in Echtzeit analysieren, synthetisieren und beurteilen kann.Es hat im Allgemeinen die Funktion der automatischen Messung, leistungsstarke Datenverarbeitungsfähigkeit, automatische Nulleinstellung und Einheitenumrechnung, einfache Fehleraufforderung, Mensch-Maschine-Interaktionsfunktion, ausgestattet mit Bedienfeld und Anzeige, mit einem gewissen Grad an künstlicher Intelligenz.Elektronische multifunktionale Stromzähler mit Mikroprozessor werden in der Regel als intelligente Stromzähler definiert, und es werden Funktionen wie Kommunikationsfunktionen (Carrier, GPRS, ZigBee usw.), Multi-User-Metering und Metering für bestimmte Benutzer (z. B. Elektrolokomotiven) eingeführt das Konzept der intelligenten Stromzähler.
Es kann allgemein betrachtet werden als: intelligenter Stromzähler basierend auf Mikroprozessoranwendung und Netzwerkkommunikationstechnologie als Kern eines intelligenten Instruments, automatischer Messung / Messung, Datenverarbeitung, bidirektionaler Kommunikation und Funktionserweiterungsfähigkeit, kann die bidirektionale Messung, Fern- / lokale Kommunikation, Interaktion in Echtzeit und eine Vielzahl von Strompreisen, Fernstromversorgung, Überwachung der Stromqualität, Ablesen des Wasserwärmezählers, Interaktion mit Benutzern und andere Funktionen.Smart-Metering-Systeme auf Basis intelligenter Zähler können Smart-Grid-Anforderungen für Lastmanagement, dezentralen Stromzugang, Energieeffizienz, Netzverteilung, Strommarkthandel und Emissionsreduzierung unterstützen.
Bearbeitung des Arbeitsprinzips
Intelligenter Stromzähler ist ein fortschrittliches Messgerät, das Informationsdaten zur elektrischen Energie auf der Grundlage moderner Kommunikationstechnologie, Computertechnologie und Messtechnologie sammelt, analysiert und verwaltet.Das Grundprinzip des intelligenten Stromzählers ist: Verlassen Sie sich auf den A/D-Wandler oder Messchip, um die Strom- und Spannungserfassung des Benutzers in Echtzeit durchzuführen, führen Sie die Analyse und Verarbeitung durch die CPU durch, realisieren Sie die Berechnung der positiven und negativen Richtung, des Peak Valley oder Vier-Quadranten-Elektroenergie und geben den Inhalt der Elektrizität durch Kommunikation, Anzeige und andere Mittel weiter aus.
Die Struktur und das Arbeitsprinzip des elektronischen intelligenten Stromzählers unterscheiden sich stark von dem herkömmlichen Induktionsstromzähler.
Aufbau intelligenter Stromzähler
Amperemeter vom Induktionstyp bestehen hauptsächlich aus einer Aluminiumplatte, einer Stromspannungsspule, einem Permanentmagneten und anderen Elementen.Sein Arbeitsprinzip wird hauptsächlich durch die Wirbelstromwechselwirkung gemessen, die durch die Stromspule und die bewegliche Bleiplatte induziert wird.Und elektronische Smart Meter bestehen hauptsächlich aus elektronischen Komponenten und ihr Arbeitsprinzip basiert auf der Benutzerstromversorgungsspannung und Stromabtastung in Echtzeit, verwendet wiederum die dedizierte integrierte Schaltung des Wattstundenzählers, die abgetastete Spannungs- und Stromsignalverarbeitung, übersetzt in ist Impulsausgang, schließlich gesteuert durch einen Ein-Chip-Mikrocomputer zur Verarbeitung, die Impulsanzeige für Stromverbrauch und Ausgang.
Normalerweise bezeichnen wir die Anzahl der vom A/D-Wandler abgegebenen Impulse als Impulskonstante, wenn ein Grad Elektrizität in einem Smart Meter gemessen wird.Für einen intelligenten Zähler ist dies eine relativ wichtige Konstante, da die Anzahl der vom A/D-Wandler pro Zeiteinheit abgegebenen Impulse direkt die Messgenauigkeit des Zählers bestimmt.
Klassifizierung von Stromzählern
Vom Aufbau her lassen sich die intelligenten Wattstundenzähler grob in zwei Kategorien einteilen: elektromechanische Einbauzähler und vollelektronische Zähler.
Elektromechanische Integration
Elektromechanisch alles in einem, nämlich in dem originalen mechanischen Messgerät angebracht, das an bestimmten Teilen bereits die erforderlichen Funktionen erfüllt, die Kosten reduziert und einfach zu installieren ist.Sein Konstruktionsschema ist im Allgemeinen, ohne die physische Struktur des Stromzählers zu zerstören, ohne das Original auf der Grundlage seines nationalen Messstandards zu ändern, indem ein Sensorgerät hinzugefügt wird, um sich in einen mechanischen Zähler mit elektrischem Impulsausgang zu verwandeln, wobei die elektronische Nummerierung und die mechanische Nummerierung synchronisiert werden.Seine Messgenauigkeit ist nicht geringer als die eines allgemeinen mechanischen Messgeräts.Dieses Designschema übernimmt die ausgereifte Technologie des ursprünglichen Messinstruments, das hauptsächlich für die Rekonstruktion des alten Tisches verwendet wird.
Vollelektronisch
Alle elektronischen Typen verwenden die integrierte Schaltung des elektronischen Geräts als Kern von der Messung bis zur Datenverarbeitung, wodurch mechanische Teile beseitigt werden, und sie haben die Merkmale eines reduzierten Volumens, einer erhöhten Zuverlässigkeit, einer höheren Genauigkeit, einer Reduzierung des Stromverbrauchs und einer erheblichen Verbesserung des Produktionsprozesses .
Merkmale
(1) Zuverlässigkeit
Die Genauigkeit bleibt über lange Zeit unverändert, keine Achsvermessung, keine Einbau- und Transporteffekte etc.
(2) Genauigkeit
Großer Bereich, großer Leistungsfaktor, startempfindlich usw.
(3) Funktion
Es kann die Funktionen der zentralen Zählerablesung, Multirate, Vorauszahlung, Verhinderung von Stromdiebstahl und Erfüllung der Anforderungen von Internetzugangsdiensten implementieren.
(4) Kostenleistung
Hohe Kostenleistung, kann für Erweiterungsfunktionen reserviert werden, die von den Rohstoffpreisen betroffen sind, wie z. B. klein.
(5) Alarmmeldung: Wenn die verbleibende elektrische Menge kleiner als die elektrische Alarmmenge ist, zeigt das Messgerät oft die verbleibende elektrische Menge an, um den Benutzer daran zu erinnern, Strom zu kaufen;Wenn die Restleistung im Messgerät gleich der Alarmleistung ist, wird die Auslöseleistung einmal abgeschaltet, der Benutzer muss eine IC-Karte einlegen, um die Stromversorgung wiederherzustellen, der Benutzer sollte zu diesem Zeitpunkt rechtzeitig Strom kaufen.
(6) Datenschutz
Für den Datenschutz wird eine All-Solid-State-Integrated-Circuit-Technologie eingesetzt, und die Daten können für mehr als 10 Jahre nach einem Stromausfall aufrechterhalten werden.
(7) Automatische Abschaltung
Wenn die verbleibende Strommenge im Stromzähler Null ist, schaltet der Zähler automatisch ab und unterbricht die Stromzufuhr.Zu diesem Zeitpunkt sollte der Benutzer rechtzeitig Strom kaufen.
(8) Rückschreibfunktion
Die Leistungskarte kann den kumulativen Stromverbrauch, die Restleistung und die Nulldurchgangsleistung zurück in das Stromverkaufssystem schreiben, um die statistische Verwaltung der Verwaltungsabteilung zu erleichtern.
(9) Stichprobeninspektionsfunktion durch den Benutzer
Die Stromverkaufssoftware kann eine Datenstichprobenprüfung des Stromverbrauchs und eine vorrangige Stichprobennahme von Benutzersequenzen nach Bedarf bereitstellen.
(10) Leistungsabfrage
Stecken Sie die IC-Karte ein, um den gesamten gekauften Strom, die Anzahl des gekauften Stroms, den letzten gekauften Strom, den kumulierten Stromverbrauch und den verbleibenden Strom anzuzeigen.
(11) Überspannungsschutz
Wenn die tatsächliche Last den eingestellten Wert überschreitet, unterbricht das Messgerät automatisch die Stromversorgung, steckt die Kundenkarte ein und stellt die Stromversorgung wieder her.
Hauptanwendungen
(1) Abrechnung und Abrechnung
Der intelligente Stromzähler kann eine genaue Verarbeitung von Kostenabrechnungsinformationen in Echtzeit realisieren, was den komplexen Prozess der Kontoverarbeitung in der Vergangenheit vereinfacht.Im Strommarktumfeld können Disponenten Energiehändler zeitnäher und bequemer wechseln und in Zukunft sogar automatisches Schalten realisieren.Gleichzeitig können Benutzer auch genauere und aktuellere Energieverbrauchsinformationen und Abrechnungsinformationen erhalten.
(2) Zustandsschätzung des Verteilungsnetzes
Die Informationen zur Leistungsflussverteilung auf der Seite des Verteilungsnetzes sind nicht genau, hauptsächlich weil die Informationen durch die umfassende Verarbeitung des Netzmodells, des Lastschätzungswerts und der Messinformationen auf der Hochspannungsseite der Umspannstation erhalten werden.Durch das Hinzufügen von Messknoten auf der Benutzerseite werden genauere Last- und Netzwerkverlustinformationen erhalten, wodurch eine Überlastung und eine Verschlechterung der Stromqualität von Stromversorgungsgeräten vermieden werden.Durch die Integration einer großen Anzahl von Messdaten kann die Schätzung eines unbekannten Zustands realisiert und die Genauigkeit von Messdaten überprüft werden.
(3) Überwachung der Stromqualität und Zuverlässigkeit der Stromversorgung
Intelligente Stromzähler können die Stromqualität und den Zustand der Stromversorgung in Echtzeit überwachen, um rechtzeitig und genau auf die Beschwerden der Benutzer zu reagieren und im Voraus Maßnahmen zu ergreifen, um Probleme mit der Stromqualität zu vermeiden.Die traditionelle Methode zur Analyse der Netzqualität hat eine Lücke in Echtzeit und Effektivität.
(4) Lastanalyse, Modellierung und Vorhersage
Die von intelligenten Stromzählern gesammelten Daten des Wasser-, Gas- und Heizenergieverbrauchs können zur Lastanalyse und -vorhersage verwendet werden.Durch umfassende Analyse der oben genannten Informationen mit Lasteigenschaften und Zeitänderungen können der Gesamtenergieverbrauch und der Spitzenbedarf geschätzt und vorhergesagt werden.Diese Informationen werden Benutzern, Energiehändlern und Verteilnetzbetreibern helfen, die rationelle Nutzung von Elektrizität zu fördern, Energie zu sparen und den Verbrauch zu senken sowie die Netzplanung und -planung zu optimieren.
(5) Reaktion auf der Leistungsnachfrageseite
Demand-Side-Response bedeutet, die Verbraucherlasten und die dezentrale Erzeugung über die Strompreise zu steuern.Es beinhaltet Preiskontrolle und direkte Lastkontrolle.Preiskontrollen umfassen im Allgemeinen Nutzungszeit-, Echtzeit- und Notfall-Spitzentarife, um die regelmäßige, kurzfristige bzw. Spitzennachfrage zu erfüllen.Eine direkte Laststeuerung wird normalerweise durch den Netzwerk-Dispatcher gemäß dem Netzwerkzustand durch einen Fernbefehl erreicht, um auf die Last zuzugreifen und sie zu trennen.
(6) Überwachung und Management der Energieeffizienz
Durch die Rückmeldung von Informationen über den Energieverbrauch von intelligenten Zählern können Benutzer ermutigt werden, ihren Energieverbrauch zu reduzieren oder die Art und Weise, wie sie ihn verwenden, zu ändern.Für Haushalte, die mit Geräten zur dezentralen Stromerzeugung ausgestattet sind, kann es den Benutzern auch vernünftige Stromerzeugungs- und Stromverbrauchsschemata bieten, um die Vorteile der Benutzer zu maximieren.
(7) Benutzerenergiemanagement
Durch die Bereitstellung von Informationen können intelligente Zähler auf dem Energiemanagementsystem des Benutzers aufgebaut werden, um verschiedenen Benutzern (Anwohner, gewerbliche und industrielle Benutzer usw.) Energiemanagementdienste zur Kontrolle des Innenraumklimas (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Beleuchtung) bereitzustellen , etc.) gleichzeitig, soweit wie möglich, den Energieverbrauch zu reduzieren, die Ziele zur Reduzierung der Emissionen zu verwirklichen.
(8) Energieeinsparung
Stellen Sie Benutzern Energieverbrauchsdaten in Echtzeit zur Verfügung, fordern Sie Benutzer auf, ihre Energieverbrauchsgewohnheiten anzupassen, und finden Sie rechtzeitig anormalen Energieverbrauch, der durch Geräteausfälle verursacht wird.Auf der Grundlage der von intelligenten Zählern bereitgestellten Technologie können Energieversorgungsunternehmen, Ausrüstungslieferanten und andere Marktteilnehmer den Nutzern neue Produkte und Dienstleistungen anbieten, wie z , usw.
(9) Intelligente Familie
Das intelligente Zuhause
Ein Smart Home ist ein Zuhause, in dem verschiedene Geräte, Maschinen und andere energieverbrauchende Geräte in einem Netzwerk verbunden sind und entsprechend den Bedürfnissen und dem Verhalten der Bewohner, der Außentemperatur und anderen Parametern gesteuert werden.Es kann die Verbindung von Heizung, Alarm, Beleuchtung, Belüftung und anderen Systemen realisieren, um die Fernsteuerung von Hausautomation und Geräten und anderen Geräten zu realisieren.
(10) Vorbeugende Wartung und Fehleranalyse
Die Messfunktion von intelligenten Stromzählern hilft bei der Vorbeugung und Wartung von Verteilernetzkomponenten, Stromzählern und Benutzergeräten, wie z. B. der Erkennung von Verzerrungen der Spannungswellenform, Oberschwingungen, Ungleichgewicht und anderen Phänomenen, die durch Fehler von leistungselektronischen Geräten und Erdschlüssen verursacht werden.Die Messdaten können dem Netz und den Benutzern auch helfen, Ausfälle und Verluste von Netzkomponenten zu analysieren.
(11) Vorauskasse
Smart Meter bieten eine kostengünstigere, flexiblere und benutzerfreundlichere Prepaid-Methode als herkömmliche Prepaid-Methoden.
(12) Verwaltung von Stromzählern
Die Zählerverwaltung umfasst: Bestandsverwaltung von Installationszählern;Pflege der Zählerinformationsdatenbank;Periodischer Zugriff auf den Zähler;Stellen Sie die ordnungsgemäße Installation und den ordnungsgemäßen Betrieb des Zählers sicher;Überprüfen Sie den Standort von Messgeräten und die Richtigkeit der Benutzerinformationen usw.
Postzeit: 04. November 2020