اخبار - تاریخچه توسعه و اصل کار کنتورهای هوشمند

کنتور برق هوشمند یکی از تجهیزات اساسی برای جمع آوری داده های شبکه برق هوشمند (به ویژه شبکه توزیع برق هوشمند) است.وظايف جمع آوري داده ها، اندازه گيري و انتقال توان الكتريكي اصلي را بر عهده مي گيرد و پايه اي براي يكپارچه سازي اطلاعات، تحليل و بهينه سازي و ارائه اطلاعات است.علاوه بر عملکرد اصلی اندازه گیری کنتورهای برق سنتی، کنتورهای برق هوشمند دارای عملکردهای اندازه گیری دو طرفه با نرخ های مختلف، عملکرد کنترل کاربر، عملکرد ارتباط دو طرفه داده از حالت های مختلف انتقال داده، عملکرد ضد تامپرین و غیره هستند. عملکردهای هوشمند، سازگار با استفاده از شبکه های برق هوشمند و انرژی های تجدید پذیر.

زیرساخت اندازه‌گیری پیشرفته (AMI) و سیستم خواندن خودکار کنتور (AMR) که بر اساس اندازه‌گیری هوشمند برق ساخته شده است، می‌تواند اطلاعات دقیق‌تری درباره مصرف برق در اختیار کاربران قرار دهد و آنها را قادر می‌سازد تا مصرف برق خود را برای دستیابی به هدف صرفه‌جویی در مصرف برق و کاهش بهتر مدیریت کنند. انتشار گازهای گلخانه ای.خرده فروشان برق می توانند به طور انعطاف پذیر قیمت TOU را با توجه به تقاضای کاربران برای ترویج اصلاح سیستم قیمت بازار برق تعیین کنند.شرکت های توزیع می توانند عیوب را سریعتر تشخیص دهند و به موقع پاسخ دهند تا کنترل و مدیریت شبکه قدرت را تقویت کنند.

تجهیزات اولیه توان و انرژی، جمع آوری داده های انرژی الکتریکی خام، اندازه گیری و انتقال دارای قابلیت اطمینان بالا، دقت بالا و مصرف برق کم و غیره هستند.

تعریف مفهوم

ESMA

▪ شرکت برق آفریقای جنوبی Eskom

DRAM

چین

2 اصل کار

3 طبقه بندی

▪ یکپارچه سازی الکترومکانیکی

▪ کاملا الکترونیکی

4. ویژگی های عملکردی

5. برنامه های اصلی

6. مزایا

مفاهیم

مفهوم متر هوشمند به دهه 1990 برمی گردد.هنگامی که کنتورهای الکتریسیته ساکن برای اولین بار در سال 1993 ظاهر شدند، 10 تا 20 برابر گرانتر از کنتورهای الکترومکانیکی بودند، بنابراین عمدتاً توسط کاربران بزرگ استفاده می شدند.با افزایش تعداد کنتورهای برق با قابلیت مخابراتی، توسعه سیستم جدیدی برای تحقق قرائت کنتور و مدیریت داده ضروری است.در چنین سیستم هایی، داده های اندازه گیری به روی سیستم هایی مانند اتوماسیون توزیع باز می شود، اما این سیستم ها هنوز قادر به استفاده موثر از داده های مربوطه نیستند.به طور مشابه، داده های مصرف انرژی در زمان واقعی از کنتورهای پیش پرداخت به ندرت در برنامه هایی مانند مدیریت انرژی یا اقدامات صرفه جویی در انرژی استفاده می شود.

با پیشرفت تکنولوژی، کنتورهای الکتریسیته ساکن تولید انبوه می توانند با هزینه بسیار کم ظرفیت پردازش و ذخیره سازی داده های قدرتمندی را به دست آورند، بنابراین توانایی ارتقای سطح هوشمند کنتورهای برق کاربران کوچک تا حد زیادی بهبود می یابد و کنتورهای الکتریسیته ساکن به تدریج بهبود یافته اند. جایگزین کنتورهای برق الکترومکانیکی سنتی.

برای درک "متر هوشمند"، هیچ مفهوم واحد یا استاندارد بین المللی در جهان وجود ندارد.مفهوم کنتور برق هوشمند معمولاً در اروپا پذیرفته می شود، در حالی که اصطلاح کنتور برق هوشمند به کنتورهای برق هوشمند اشاره دارد.در ایالات متحده از مفهوم Advanced Meter استفاده می شد، اما ماده یکسان بود.اگرچه متر هوشمند به عنوان متر هوشمند یا متر هوشمند ترجمه می شود، اما عمدتاً به کنتور برق هوشمند اشاره دارد.سازمان‌های بین‌المللی مختلف، مؤسسات تحقیقاتی و شرکت‌ها تعاریف مختلفی از «متر هوشمند» را در ترکیب با الزامات عملکردی مربوطه ارائه کرده‌اند.

ESMA

اتحادیه اندازه‌گیری هوشمند اروپا (ESMA) ویژگی‌های اندازه‌گیری را برای تعریف کنتورهای هوشمند برق توصیف می‌کند.

(1) پردازش خودکار، انتقال، مدیریت و استفاده از داده های اندازه گیری؛

(2) مدیریت خودکار کنتورهای برق؛

(3) ارتباط دو طرفه بین کنتورهای برق.

(4) اطلاعات مصرف انرژی به موقع و ارزشمند را به شرکت کنندگان مربوطه (از جمله مصرف کنندگان انرژی) در سیستم اندازه گیری هوشمند ارائه دهد.

(5) حمایت از بهبود بهره وری انرژی و خدمات سیستم های مدیریت انرژی (تولید، انتقال، توزیع و استفاده).

شرکت Eskom Power آفریقای جنوبی

در مقایسه با کنتورهای سنتی، کنتورهای هوشمند می توانند اطلاعات مصرف بیشتری را ارائه دهند که می تواند در هر زمان از طریق یک شبکه خاص به سرورهای محلی ارسال شود تا به هدف اندازه گیری و مدیریت صورتحساب دست یابد.همچنین شامل:

(1) انواع فن آوری های پیشرفته یکپارچه شده است.

(2) قرائت کنتور بیدرنگ یا شبه بیدرنگ.

(3) مشخصات بار دقیق؛

(4) سابقه قطع برق.

(5) نظارت بر کیفیت برق.

DRAM

با توجه به ائتلاف پاسخگویی به تقاضا و اندازه گیری پیشرفته (DRAM)، کنتورهای هوشمند برق باید قادر به دستیابی به عملکردهای زیر باشند:

(1) داده‌های انرژی را در دوره‌های زمانی مختلف، از جمله دوره‌های زمانی ساعتی یا معتبر اندازه‌گیری کنید.

(2) اجازه دادن به مصرف کنندگان برق، شرکت های برق و آژانس های خدماتی برای تجارت برق با قیمت های مختلف.

(3) داده ها و عملکردهای دیگر را برای بهبود کیفیت خدمات برق و حل مشکلات در سرویس ارائه دهید.

چین

ابزار هوشمند تعریف شده در چین ابزاری است که هسته آن ریزپردازنده است که می تواند اطلاعات اندازه گیری را ذخیره کند و تجزیه و تحلیل، سنتز و قضاوت نتایج اندازه گیری را در زمان واقعی انجام دهد.به طور کلی دارای عملکرد اندازه گیری خودکار، توانایی پردازش داده های قدرتمند، تنظیم خودکار صفر و تبدیل واحد، اعلان خطای ساده، عملکرد تعامل انسان و ماشین، مجهز به پانل عملیات و نمایشگر، با درجه خاصی از هوش مصنوعی است.کنتورهای برق چند منظوره الکترونیکی با ریزپردازنده معمولاً به عنوان کنتور برق هوشمند تعریف می‌شوند و ویژگی‌هایی مانند عملکردهای ارتباطی (حامل، GPRS، ZigBee و غیره)، اندازه‌گیری چند کاربره و اندازه‌گیری برای کاربران خاص (مانند لوکوموتیوهای الکتریکی) وارد می‌شوند. مفهوم کنتور برق هوشمند

می توان آن را به طور کلی در نظر گرفت: کنتور الکتریکی هوشمند مبتنی بر کاربرد ریزپردازنده و فناوری ارتباطات شبکه به عنوان هسته ابزار هوشمند، اندازه گیری/اندازه گیری خودکار، پردازش داده ها، ارتباط دو طرفه و قابلیت گسترش عملکرد، می تواند به اندازه گیری دو طرفه، از راه دور/ دست یابد. ارتباطات محلی، تعامل بی‌درنگ و انواع قیمت‌گذاری برق، منبع تغذیه از راه دور، نظارت بر کیفیت برق، خواندن کنتور گرمای آب، تعامل با کاربران و سایر عملکردها.سیستم‌های اندازه‌گیری هوشمند مبتنی بر کنتورهای هوشمند می‌توانند از الزامات شبکه هوشمند برای مدیریت بار، دسترسی به برق توزیع شده، بهره‌وری انرژی، توزیع شبکه، تجارت بازار برق و کاهش انتشار پشتیبانی کنند.

ویرایش اصل کار

کنتور برق هوشمند یک دستگاه اندازه گیری پیشرفته است که داده های اطلاعات انرژی الکتریکی را بر اساس فناوری ارتباطات مدرن، فناوری رایانه و فناوری اندازه گیری جمع آوری، تجزیه و تحلیل و مدیریت می کند.اصل اساسی کنتور برق هوشمند عبارت است از: تکیه بر مبدل A/D یا تراشه اندازه گیری برای جمع آوری لحظه ای جریان و ولتاژ کاربر، انجام تجزیه و تحلیل و پردازش از طریق CPU، محاسبه جهت مثبت و منفی، دره اوج. یا انرژی الکتریکی چهار ربعی، و بیشتر محتوای الکتریسیته را از طریق ارتباط، نمایش و وسایل دیگر تولید می کند.

ساختار و اصل کار کنتور برق هوشمند الکترونیکی بسیار متفاوت از کنتور برق القایی سنتی است.

ترکیب کنتورهای برق هوشمند

آمپرمتر نوع القایی عمدتاً از صفحه آلومینیومی، سیم پیچ ولتاژ جریان، آهنربای دائمی و سایر عناصر تشکیل شده است.اصل کار آن عمدتاً توسط اندرکنش جریان گردابی ناشی از سیم پیچ فعلی و صفحه سربی متحرک اندازه گیری می شود.و متر هوشمند الکترونیکی عمدتاً از اجزای الکترونیکی تشکیل شده است و اصل کار آن بر اساس ولتاژ منبع تغذیه کاربر و نمونه برداری زمان واقعی است، دوباره از مدار مجتمع وات-ساعت اختصاص داده شده استفاده می کند، پردازش سیگنال ولتاژ و جریان نمونه برداری شده، ترجمه می شود. خروجی پالس، در نهایت توسط میکرو کامپیوتر تک تراشه برای پردازش، نمایشگر پالس برای مصرف انرژی و خروجی کنترل می شود.

معمولاً هنگام اندازه‌گیری یک درجه برق در کنتور هوشمند، تعداد پالس‌های ساطع شده از مبدل A/D را ثابت پالس می‌نامیم.برای یک متر هوشمند، این یک ثابت نسبتاً مهم است، زیرا تعداد پالس های منتشر شده توسط مبدل A/D در واحد زمان، به طور مستقیم دقت اندازه گیری متر را تعیین می کند.

طبقه بندی کنتور برق

از نظر ساختار، وات ساعت هوشمند را می توان به طور تقریبی به دو دسته متر یکپارچه الکترومکانیکی و متر تمام الکترونیکی تقسیم کرد.

یکپارچه سازی الکترومکانیکی

الکترومکانیکی همه در یک، یعنی در متر مکانیکی اصلی متصل به بخش های خاصی از در حال حاضر کامل توابع مورد نیاز، و کاهش هزینه و آسان برای نصب.طرح طراحی آن به طور کلی بدون تخریب ساختار فیزیکی کنتور فعلی، بدون تغییر نسخه اصلی بر اساس استاندارد ملی اندازه گیری آن، با افزودن دستگاه حسگر برای تبدیل به کنتور مکانیکی با خروجی پالس الکتریکی، همگام سازی شماره الکترونیکی و شماره گذاری مکانیکی است.دقت اندازه گیری آن کمتر از نوع کنتور مکانیکی عمومی نیست.این طرح طراحی از فناوری بالغ سنج سنجش اصلی استفاده می کند که عمدتاً برای بازسازی میز قدیمی استفاده می شود.

تمام الکترونیکی

تمام انواع الکترونیکی از مدار مجتمع دستگاه الکترونیکی به عنوان هسته مرکزی از اندازه گیری تا پردازش داده ها، خلاص شدن از شر قطعات مکانیکی استفاده می کنند و دارای ویژگی های کاهش حجم، افزایش قابلیت اطمینان، دقت بیشتر، کاهش مصرف برق و بهبود بسیار زیاد فرآیند تولید هستند. .

امکانات

(1) قابلیت اطمینان

دقت برای مدت طولانی بدون تغییر است، بدون تراز چرخ، بدون اثرات نصب و حمل و نقل و غیره.

(2) دقت

محدوده وسیع، ضریب توان گسترده، حساس به شروع و غیره

(3) عملکرد

این می تواند عملکردهای خواندن متمرکز کنتور، چند نرخ، پیش پرداخت، جلوگیری از سرقت برق و برآورده کردن الزامات خدمات دسترسی به اینترنت را اجرا کند.

(4) عملکرد هزینه

عملکرد هزینه بالا، می تواند برای توابع گسترش، تحت تاثیر قیمت مواد خام، مانند کوچک، رزرو شود.

(5) هشدار هشدار: هنگامی که مقدار الکتریکی باقیمانده کمتر از مقدار الکتریکی زنگ هشدار است، متر اغلب مقدار الکتریکی باقیمانده را نشان می دهد تا به کاربر یادآوری کند که برق خریداری کند.هنگامی که نیروی باقیمانده در متر برابر با قدرت هشدار است، برق قطع یک بار قطع می شود، کاربر باید کارت آی سی را برای بازیابی منبع تغذیه وارد کند، کاربر باید در این زمان برق را به موقع خریداری کند.

(6) حفاظت از داده ها

فناوری مدارهای مجتمع تمام حالت جامد برای حفاظت از داده ها به کار گرفته شده است و داده ها را می توان برای بیش از 10 سال پس از قطع برق نگهداری کرد.

(7) خاموش شدن خودکار

هنگامی که مقدار برق باقی مانده در کنتور برق صفر شود، کنتور به طور خودکار خاموش می شود و منبع تغذیه را قطع می کند.در این زمان، کاربر باید برق را به موقع خریداری کند.

(8) نوشتن تابع

کارت پاور می تواند برای راحتی مدیریت آماری بخش مدیریت، مصرف برق انباشته، توان باقیمانده و توان عبور صفر را به سیستم فروش برق بازگرداند.

(9) تابع بازرسی نمونه برداری از کاربر

نرم‌افزار فروش برق می‌تواند بازرسی نمونه‌گیری از داده‌های مصرف برق را ارائه دهد و در صورت نیاز، نمونه‌برداری اولویت‌بندی از توالی کاربر را ارائه دهد.

(10) Power Query

کارت آی سی را وارد کنید تا کل برق خریداری شده، تعداد برق خریداری شده، آخرین برق خریداری شده، مصرف برق تجمعی و توان باقیمانده را نشان دهد.

(11) حفاظت از اضافه ولتاژ

هنگامی که بار واقعی از مقدار تعیین شده بیشتر شود، کنتور به طور خودکار برق را قطع می کند، کارت مشتری را وارد می کند و منبع تغذیه را بازیابی می کند.

برنامه های کاربردی اصلی

(1) تسویه حساب و حسابداری

کنتور برق هوشمند می تواند پردازش اطلاعات تسویه حساب هزینه را دقیق و در زمان واقعی انجام دهد، که فرآیند پیچیده پردازش حساب در گذشته را ساده می کند.در محیط بازار برق، توزیع‌کنندگان می‌توانند خرده‌فروشان انرژی را به موقع و راحت‌تر تغییر دهند و حتی در آینده سوئیچینگ خودکار را محقق کنند.در عین حال، کاربران همچنین می توانند اطلاعات دقیق و به موقع مصرف انرژی و اطلاعات حسابداری را دریافت کنند.

(2) برآورد وضعیت شبکه توزیع

اطلاعات توزیع جریان برق در سمت شبکه توزیع دقیق نیست، عمدتاً به این دلیل که اطلاعات با پردازش جامع مدل شبکه، مقدار تخمین بار و اطلاعات اندازه‌گیری در سمت ولتاژ بالا پست به دست می‌آید.با افزودن گره‌های اندازه‌گیری در سمت کاربر، اطلاعات دقیق‌تری درباره بار و تلفات شبکه به‌دست می‌آید، بنابراین از اضافه بار و کاهش کیفیت توان تجهیزات برق جلوگیری می‌شود.با ادغام تعداد زیادی از داده های اندازه گیری، می توان تخمین حالت مجهول را دریافت و صحت داده های اندازه گیری را بررسی کرد.

(3) نظارت بر کیفیت برق و قابلیت اطمینان منبع تغذیه

کنتورهای برق هوشمند می توانند کیفیت برق و وضعیت منبع تغذیه را به صورت لحظه ای کنترل کنند تا به شکایات کاربران به موقع و دقیق پاسخ داده شود و از قبل اقداماتی را برای جلوگیری از مشکلات کیفیت برق انجام دهد.روش سنتی تحلیل کیفیت توان دارای شکاف در زمان واقعی و اثربخشی است.

(4) تجزیه و تحلیل بار، مدل سازی و پیش بینی

داده های مصرف انرژی آب، گاز و گرما جمع آوری شده توسط کنتورهای برق هوشمند می تواند برای تحلیل و پیش بینی بار استفاده شود.با تجزیه و تحلیل جامع اطلاعات فوق با مشخصات بار و تغییرات زمانی می توان کل مصرف انرژی و پیک تقاضا را تخمین و پیش بینی کرد.این اطلاعات کاربران، خرده فروشان انرژی و اپراتورهای شبکه توزیع را برای ترویج استفاده منطقی از برق، صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش مصرف و بهینه سازی برنامه ریزی و زمان بندی شبکه تسهیل می کند.

(5) پاسخ سمت تقاضای نیرو

پاسخ سمت تقاضا به معنای کنترل بارهای کاربر و تولید پراکنده از طریق قیمت برق است.این شامل کنترل قیمت و کنترل مستقیم بار است.کنترل‌های قیمت عموماً شامل نرخ‌های زمان استفاده، زمان واقعی و اوج اضطراری برای پاسخگویی به تقاضای منظم، کوتاه‌مدت و اوج تقاضا هستند.کنترل مستقیم بار معمولاً توسط دیسپاچر شبکه با توجه به شرایط شبکه از طریق فرمان از راه دور برای دسترسی و قطع بار حاصل می شود.

(6) نظارت و مدیریت بهره وری انرژی

با بازخورد اطلاعات مربوط به مصرف انرژی از کنتورهای هوشمند، می توان کاربران را تشویق کرد که مصرف انرژی خود را کاهش دهند یا نحوه استفاده از آن را تغییر دهند.برای خانوارهایی که مجهز به تجهیزات تولید پراکنده هستند، همچنین می‌تواند طرح‌های تولید برق و مصرف برق معقولی را برای حداکثر کردن مزایای کاربران در اختیار کاربران قرار دهد.

(7) مدیریت انرژی کاربر

با ارائه اطلاعات، کنتورهای هوشمند را می توان بر روی سیستم مدیریت انرژی کاربر، برای کاربران مختلف (کاربران ساکن، کاربران تجاری و صنعتی و ...) برای ارائه خدمات مدیریت انرژی، در کنترل محیط داخلی (دما، رطوبت، روشنایی) ساخت. و غیره) در عین حال، تا حد امکان برای کاهش مصرف انرژی، اهداف کاهش انتشار گازهای گلخانه ای را محقق کنید.

(8) صرفه جویی در انرژی

داده‌های مصرف انرژی را در زمان واقعی به کاربران ارائه دهید، کاربران را تشویق کنید تا عادت‌های مصرف برق خود را تنظیم کنند و مصرف انرژی غیرعادی ناشی از خرابی تجهیزات را به موقع پیدا کنید.بر اساس فناوری ارائه شده توسط کنتورهای هوشمند، شرکت‌های برق، تامین‌کنندگان تجهیزات و سایر فعالان بازار می‌توانند محصولات و خدمات جدیدی مانند انواع قیمت‌های برق شبکه اشتراک‌گذاری زمانی، قراردادهای برق با خرید مجدد، قراردادهای قیمت لحظه‌ای برق را در اختیار کاربران قرار دهند. ، و غیره.

(9) خانواده باهوش

خانه هوشمند

خانه هوشمند خانه‌ای است که در آن دستگاه‌ها، ماشین‌ها و سایر تجهیزات انرژی‌بر در یک شبکه به هم متصل شده و با توجه به نیازها و رفتار ساکنان، دمای بیرون و سایر پارامترها کنترل می‌شوند.این می تواند اتصال گرمایش، زنگ هشدار، روشنایی، تهویه و سایر سیستم ها را درک کند تا کنترل از راه دور اتوماسیون خانگی و لوازم خانگی و سایر تجهیزات را محقق کند.

(10) تعمیر و نگهداری پیشگیرانه و تجزیه و تحلیل خطا

عملکرد اندازه‌گیری کنتورهای برق هوشمند به پیشگیری و نگهداری از اجزای شبکه توزیع، کنتورهای برق و تجهیزات کاربر مانند تشخیص اعوجاج شکل موج ولتاژ، هارمونیک، عدم تعادل و سایر پدیده‌های ناشی از خطاهای تجهیزات الکترونیکی قدرت و خطاهای زمین کمک می‌کند.داده های اندازه گیری همچنین می تواند به شبکه و کاربران در تجزیه و تحلیل خرابی ها و تلفات اجزای شبکه کمک کند.

(11) پیش پرداخت

کنتورهای هوشمند نسبت به روش‌های پیش‌پرداخت سنتی، روشی ارزان‌تر، انعطاف‌پذیرتر و دوستانه‌تر را ارائه می‌دهند.

(12) مدیریت کنتورهای برق

مدیریت کنتور شامل: مدیریت دارایی کنتور نصب.نگهداری پایگاه اطلاعاتی کنتور؛دسترسی دوره ای به متر؛اطمینان از نصب و کارکرد مناسب کنتور؛بررسی محل کنتورها و صحت اطلاعات کاربر و غیره.