Pametno brojilo električne energijeje jedna od osnovnih uređaja za prikupljanje podataka pametne elektroenergetske mreže (osobito pametne elektrodistribucijske mreže).Preuzima poslove prikupljanja podataka, mjerenja i prijenosa izvorne električne energije, te je osnova za integraciju informacija, analizu i optimizaciju te prezentaciju informacija.Uz mjernu funkciju osnovne potrošnje električne energije tradicionalnih brojila, pametna brojila također imaju funkcije dvosmjernog mjerenja različitih stopa, funkciju kontrole korisnika, funkciju dvosmjerne podatkovne komunikacije različitih načina prijenosa podataka, anti-power funkcija krađe i druge inteligentne funkcije za prilagodbu korištenju pametnih energetskih mreža i nove energije.
Napredna mjerna infrastruktura (AMI) i sustav automatskog očitanja brojila (AMR) izgrađen na temelju pametnog mjerenja električne energije mogu korisnicima pružiti detaljnije informacije o potrošnji električne energije, omogućujući im da bolje upravljaju svojom potrošnjom električne energije kako bi postigli cilj uštede električne energije i smanjenja emisije stakleničkih plinova.Trgovci električnom energijom na malo mogu fleksibilno postaviti TOU cijenu prema zahtjevima korisnika kako bi promicali reformu sustava cijena električne energije na tržištu.Distribucijske tvrtke mogu brže otkriti kvarove i pravodobno reagirati kako bi ojačale kontrolu i upravljanje elektroenergetskom mrežom.
Osnovna oprema za napajanje i energiju, prikupljanje podataka o sirovoj električnoj energiji, mjerenje i prijenos imaju visoku pouzdanost, visoku točnost i nisku potrošnju energije itd.
Koncept Smart Meter potječe iz 1990-ih.Kada su se 1993. godine prvi put pojavila statička mjerila električne energije, bila su 10 do 20 puta skuplja od elektromehaničkih, pa su ih koristili uglavnom veliki korisnici.S povećanjem broja brojila električne energije s telekomunikacijskom sposobnošću, potrebno je razviti novi sustav za realizaciju očitanja brojila i upravljanja podacima.U takvim sustavima mjerni podaci počinju se otvarati sustavima kao što je automatizacija distribucije, ali ti sustavi još nisu u mogućnosti učinkovito koristiti relevantne podatke.Slično tome, podaci o potrošnji energije u stvarnom vremenu iz unaprijed plaćenih mjerača rijetko se koriste u aplikacijama kao što su upravljanje energijom ili mjere za očuvanje energije.
S napretkom tehnologije, masovno proizvedena statička mjerača električne energije mogu steći snažnu obradu podataka i kapacitet pohrane uz vrlo nisku cijenu, čime se promiče inteligentna razina malih korisničkih mjerača električne energije koja će se znatno poboljšati, a statička brojila električne energije postupno su zamijenila tradicionalna elektromehanička brojila električne energije.
Za razumijevanje "pametnog mjerača", u svijetu ne postoji jedinstveni koncept ili međunarodni standard.U Europi je uobičajeno prihvaćen koncept pametnog električnog brojila, dok se pojam pametno električno brojilo odnosi na pametna brojila električne energije.U Sjedinjenim Državama korišten je koncept naprednog mjerača, ali je sadržaj bio isti.Iako se smart meter prevodi kao pametno brojilo ili pametno brojilo, uglavnom se odnosi na pametno brojilo električne energije.Različite međunarodne organizacije, istraživačke institucije i poduzeća dale su različite definicije "pametnog mjerača" u kombinaciji s odgovarajućim funkcionalnim zahtjevima.
ESMA
European Smart Metering Alliance (ESMA) opisuje karakteristike mjerenja za definiranje pametnih mjerača električne energije.
(1) Automatska obrada, prijenos, upravljanje i korištenje mjernih podataka;
(2) Automatsko upravljanje brojilima električne energije;
(3) Dvosmjerna komunikacija između brojila električne energije;
(4) Omogućiti pravovremene i vrijedne informacije o potrošnji energije relevantnim sudionicima (uključujući potrošače energije) unutar pametnog mjernog sustava;
(5) Podržati poboljšanje energetske učinkovitosti i usluga sustava upravljanja energijom (proizvodnja, prijenos, distribucija i korištenje).
Južnoafrička tvrtka Eskom Power Company
U usporedbi s tradicionalnim brojilima, pametna brojila mogu pružiti više informacija o potrošnji, koje se mogu poslati lokalnim poslužiteljima putem određene mreže u bilo kojem trenutku kako bi se postigla svrha upravljanja mjerenjem i naplatom.Također uključuje:
(1) Integrirane su razne napredne tehnologije;
(2) Očitanje brojila u stvarnom ili kvazi-stvarnom vremenu;
(3) Detaljne karakteristike opterećenja;
(4) Zapis o nestanku električne energije;
(5) Praćenje kvalitete električne energije.
GUTLJAJ
Prema Demand Response and Advanced Metering Coalition (DRAM), pametna brojila električne energije trebala bi moći postići sljedeće funkcije:
(1) Mjerenje podataka o korištenju energije u različitim vremenskim razdobljima, uključujući satna ili mjerodavna vremenska razdoblja;
(2) Omogućavanje potrošačima električne energije, energetskim tvrtkama i uslužnim agencijama da trguju strujom po različitim cijenama;
(3) Osigurati druge podatke i funkcije za poboljšanje kvalitete usluge napajanja i rješavanje problema u usluzi.
Princip rada
Pametno brojilo električne energije je napredni mjerni uređaj koji prikuplja, analizira i upravlja informacijskim podacima o električnoj energiji na temelju suvremene komunikacijske tehnologije, računalne tehnologije i mjerne tehnologije.Osnovno načelo pametnog brojila električne energije je: osloniti se na A/D pretvarač ili mjerni čip za prikupljanje korisničke struje i napona u stvarnom vremenu, izvršiti analizu i obradu putem CPU-a, ostvariti izračun pozitivnog i negativnog smjera, vršnu dolinu ili četiri kvadranta električne energije, i dalje emitirati sadržaj električne energije putem komunikacije, prikaza i drugih sredstava.
Struktura i princip rada pametnog brojila električne energije uvelike se razlikuju od tradicionalnog indukcijskog brojila električne energije.
Ampermetar indukcijskog tipa uglavnom se sastoji od aluminijske ploče, zavojnice strujnog napona, trajnog magneta i drugih elemenata.Njegov princip rada je uglavnom kroz strujni svitak i pokretnu olovnu ploču
Sastav pametnih brojila električne energije
Mjereno induciranom interakcijom vrtložnih struja, elektroničko pametno brojilo uglavnom se sastoji od elektroničkih komponenti, a njegovo načelo rada temelji se na korisničkom naponu napajanja i uzorkovanju struje u stvarnom vremenu, ponovno KORISTI namjenski integrirani krug brojila vat-sata, uzorkovani napon i trenutna obrada signala, prevodi se u proporcionalnu snazi izlaznog impulsa, konačno kontrolira mikroračunalo s jednim čipom za obradu, prikaz pulsa za potrošnju energije i izlaz.
Obično broj impulsa koje emitira A/D pretvarač prilikom mjerenja jednog stupnja električne energije u pametnom brojilu nazivamo konstantom impulsa.Za pametno brojilo, ovo je relativno važna konstanta, jer će broj impulsa koje emitira A/D pretvarač po jedinici vremena izravno odrediti točnost mjerenja mjerača.
Što se tiče strukture, pametno brojilo vat-sata može se grubo podijeliti u dvije kategorije: elektromehaničko integrirano brojilo i potpuno elektroničko brojilo.
Elektromehanička integracija
Elektromehanički jednodijelni, naime u izvornom mehaničkom mjeraču pričvršćenom na određene dijelove već ispunjava potrebne funkcije, smanjuje troškove i jednostavan za ugradnju, njegova shema dizajna općenito je bez uništavanja trenutne fizičke strukture mjerača, bez mijenjanja izvornika na temelju svog nacionalnog mjernog standarda, dodajući senzorski uređaj u mehanički mjerač stupnjeva u isto vrijeme također ima izlaz električnog impulsa, sinkronizira elektroničko numeriranje i mehaničko numeriranje.Njegova točnost mjerenja nije niža od točnosti općeg mehaničkog mjerača.Ova shema dizajna usvaja zrelu tehnologiju izvornog stola indukcijskog tipa, koji se uglavnom koristi za rekonstrukciju starog mjerača.
Značajka
(1) Pouzdanost
Točnost je nepromijenjena dugo vremena, nema poravnanja kotača, nema učinaka instalacije i transporta itd.
(2) Točnost
Širok raspon, veliki faktor snage, osjetljivost na start itd.
(3) Funkcija
Može implementirati funkcije centraliziranog očitanja brojila, više tarifa, plaćanja unaprijed, sprječavanja krađe struje i ispunjavanja zahtjeva usluga pristupa Internetu.
(4) Izvedba troškova
Visoki troškovni učinak može se rezervirati za funkcije proširenja, na što utječe cijena sirovina.
(5) Alarmni upit
Kada je preostala električna količina manja od alarmne električne količine, mjerač često prikazuje preostalu električnu količinu kako bi podsjetio korisnika da kupi električnu energiju.Kada je preostala snaga u mjeraču jednaka snazi alarma, snaga okidanja se prekida jednom, korisnik treba umetnuti IC karticu za ponovno uspostavljanje napajanja, korisnik treba pravovremeno kupiti struju u ovom trenutku.
(6) Zaštita podataka
Za zaštitu podataka usvojena je potpuno solid-state tehnologija integriranog kruga, a podaci se mogu čuvati više od 10 godina nakon nestanka struje.
(7) Automatsko isključivanje
Kada je preostala količina električne energije u mjeraču jednaka nuli, brojilo će se automatski isključiti i prekinuti napajanje.U ovom trenutku korisnik treba pravovremeno kupiti električnu energiju.
(8) Funkcija povratnog pisanja
Energetska kartica može zapisati akumuliranu potrošnju energije, preostalu snagu i snagu prijelaza nule natrag u sustav za prodaju električne energije radi praktičnosti statističkog upravljanja odjela za upravljanje.
(9) Funkcija pregleda uzorkovanja korisnika
Softver za prodaju električne energije može osigurati pregled uzorkovanja podataka o potrošnji električne energije i omogućiti prioritetno uzorkovanje korisničkih sekvenci prema potrebi.
(10) Power query
Umetnite IC karticu da biste prikazali ukupnu kupljenu snagu, broj kupljene energije, posljednju kupljenu snagu, kumulativnu potrošnju energije i preostalu snagu.
(11) Prenaponska zaštita
Kada stvarno opterećenje premaši postavljenu vrijednost, mjerač će automatski prekinuti napajanje, umetnuti korisničku karticu i ponovno uspostaviti napajanje.
Glavne aplikacije
(1) Obračun i obračun
Inteligentno brojilo električne energije može ostvariti točnu obradu informacija o obračunu troškova u stvarnom vremenu, što pojednostavljuje složeni proces obrade računa u prošlosti.U krugu tržišta električne energije
Kvaliteta električne energije
U okruženju, dispečeri mogu promijeniti trgovce energijom na pravovremeniji i praktičniji način, pa čak i ostvariti automatsko prebacivanje u budućnosti.U isto vrijeme korisnici mogu dobiti točnije i pravovremenije informacije o potrošnji energije i računovodstvene podatke.
(2) Procjena stanja distribucijske mreže
Informacije o raspodjeli tokova snage na strani distribucijske mreže nisu točne, uglavnom zato što se informacije dobivaju sveobuhvatnom obradom modela mreže, vrijednosti procjene opterećenja i mjernih informacija na visokonaponskoj strani trafostanice.Dodavanjem mjernih čvorova na korisničkoj strani dobit će se preciznije informacije o opterećenju i gubicima u mreži, čime će se izbjeći preopterećenje i pogoršanje kvalitete električne energije energetske opreme.Integriranjem velikog broja mjernih podataka može se ostvariti procjena nepoznatog stanja i provjeriti točnost mjernih podataka.
(3) Praćenje kvalitete električne energije i pouzdanosti napajanja
Inteligentna brojila električne energije mogu pratiti kvalitetu električne energije i stanje napajanja u realnom vremenu, kako bi pravovremeno i točno odgovorili na pritužbe korisnika te unaprijed poduzeli mjere za sprječavanje problema s kvalitetom električne energije.Tradicionalna metoda analize kvalitete električne energije ima nedostatak u stvarnom vremenu i učinkovitosti.
(4) Analiza opterećenja, modeliranje i predviđanje
Podaci o potrošnji vode, plina i toplinske energije prikupljeni pametnim brojilima električne energije mogu se koristiti za analizu i predviđanje opterećenja.Sveobuhvatnom analizom gore navedenih informacija s karakteristikama opterećenja i vremenskim promjenama, ukupna potrošnja energije i vršna potražnja mogu se procijeniti i predvidjeti.Ove informacije će korisnicima, trgovcima na malo energijom i operaterima distribucijskih mreža pomoći u promicanju racionalne upotrebe električne energije, uštedi energije i smanjenju potrošnje te optimiziranju mrežnog planiranja i rasporeda.
(5) Odgovor na stranu potražnje snage
Odgovor na strani potražnje znači kontroliranje korisničkih opterećenja i distribuirane proizvodnje putem cijena električne energije.Uključuje kontrolu cijena i izravnu kontrolu opterećenja.Kontrole cijena općenito uključuju vršne stope vremena korištenja, vršne stope u stvarnom vremenu i hitne slučajeve kako bi se zadovoljila redovita, kratkoročna i vršna potražnja.Izravnu kontrolu opterećenja obično postiže mrežni dispečer prema stanju mreže putem daljinske naredbe za pristup i isključivanje opterećenja.
(6) Praćenje i upravljanje energetskom učinkovitošću
Slanjem informacija o korištenju energije iz pametnih brojila korisnici se mogu potaknuti da smanje potrošnju energije ili promijene način na koji je koriste.Za kućanstva opremljena opremom za distribuiranu proizvodnju, također može korisnicima pružiti razumnu proizvodnju električne energije i sheme potrošnje energije kako bi se maksimizirale koristi korisnika.
(7) Upravljanje energijom korisnika
Pružanjem informacija, pametna brojila mogu se graditi na sustavu upravljanja energijom korisnika, za različite korisnike (rezidentne korisnike, komercijalne i industrijske korisnike, itd.) za pružanje usluga upravljanja energijom, u kontroli unutarnjeg okoliša (temperatura, vlaga, osvjetljenje , itd.) u isto vrijeme, koliko god je moguće smanjiti potrošnju energije, ostvariti ciljeve smanjenja emisija.
(8) Ušteda energije
Omogućite korisnicima podatke o potrošnji energije u stvarnom vremenu, potaknite korisnike da prilagode svoje navike potrošnje energije i pravovremeno pronađu abnormalnu potrošnju energije uzrokovanu kvarom opreme.Na temelju tehnologije koju pružaju pametna brojila, elektroprivredne tvrtke, dobavljači opreme i drugi sudionici na tržištu mogu korisnicima pružiti nove proizvode i usluge, kao što su različite vrste mrežnih cijena električne energije s vremenskim dijeljenjem, ugovori o električnoj energiji s otkupom, ugovori o električnoj energiji s spot cijenama itd.
(9) Inteligentna obitelj
Pametna kuća podrazumijeva povezivanje različitih uređaja, strojeva i druge opreme koja troši energiju u kući u mrežu, a prema potrebama i ponašanju stanara, na otvorenom
Može ostvariti međusobno povezivanje sustava grijanja, alarma, rasvjete, ventilacije i drugih sustava, kako bi se ostvarilo daljinsko upravljanje kućnom automatizacijom i uređajima i drugom opremom.
(10) Preventivno održavanje i analiza kvarova
Mjerna funkcija pametnih brojila električne energije pomaže u realizaciji prevencije i održavanja komponenata distribucijske mreže, brojila električne energije i korisničke opreme, kao što je otkrivanje izobličenja valnog oblika napona, harmonika, neravnoteže i drugih pojava uzrokovanih kvarovima energetske elektroničke opreme i kvarovima na zemlji.Mjerni podaci također mogu pomoći mreži i korisnicima u analizi kvarova i gubitaka komponenti mreže.
(11) Plaćanje unaprijed
Pametna brojila nude nižu cijenu, fleksibilniju i prijateljskiju metodu plaćanja unaprijed od tradicionalnih metoda plaćanja unaprijed.
(12) Upravljanje brojilima električne energije
Upravljanje brojilom uključuje: upravljanje imovinom instalacijskog brojila;Održavanje informacijske baze podataka;Periodični pristup brojilu;Osigurati ispravnu ugradnju i rad brojila;Provjerite lokaciju mjerača i točnost korisničkih podataka itd.
Vrijeme objave: 20. kolovoza 2020