Il contatore elettrico intelligente è una delle apparecchiature di base per l'acquisizione dei dati della rete elettrica intelligente (in particolare la rete di distribuzione dell'energia intelligente).Svolge i compiti di acquisizione, misurazione e trasmissione dei dati dell'energia elettrica originale ed è la base per l'integrazione, l'analisi e l'ottimizzazione delle informazioni e la presentazione delle informazioni.Oltre alla funzione di misurazione di base dei contatori elettrici tradizionali, i contatori elettrici intelligenti hanno anche le funzioni di misurazione bidirezionale di varie tariffe, funzione di controllo utente, funzione di comunicazione dati bidirezionale di varie modalità di trasmissione dati, funzione anti-manomissione e altro funzioni intelligenti, si adattano all'uso di reti elettriche intelligenti e di energia rinnovabile.
Il sistema avanzato di Metering Infrastructure (AMI) e Automatic Meter Reading (AMR) costruito sulla base della misurazione intelligente dell'elettricità può fornire agli utenti informazioni più dettagliate sul consumo di elettricità, consentendo loro di gestire meglio il loro consumo di elettricità per raggiungere l'obiettivo di risparmiare elettricità e ridurre emissioni di gas serra.I rivenditori di energia elettrica possono fissare in modo flessibile il prezzo TOU in base alla domanda degli utenti per promuovere la riforma del sistema dei prezzi di mercato dell'elettricità.Le società di distribuzione possono rilevare i guasti più rapidamente e rispondere in modo tempestivo per rafforzare il controllo e la gestione della rete elettrica.
L'attrezzatura di base di potenza ed energia, la raccolta, la misurazione e la trasmissione dei dati sull'energia elettrica grezza hanno un'elevata affidabilità, un'elevata precisione e un basso consumo energetico, ecc.
Definizione del concetto
ESMA
▪ Eskom South Africa Power Company
DRAM
Cina
2 Principio di funzionamento
3 classificazione
▪ Integrazione elettromeccanica
▪ Completamente elettronico
4. Caratteristiche funzionali
5. Applicazioni principali
6. Vantaggi
Concetti
Il concetto di Smart Meter risale agli anni '90.Quando i contatori di elettricità statica sono apparsi per la prima volta nel 1993, erano da 10 a 20 volte più costosi dei contatori elettromeccanici, quindi sono stati utilizzati principalmente dai grandi utenti.Con l'aumento del numero di contatori elettrici con capacità di telecomunicazione, è necessario sviluppare un nuovo sistema per realizzare la lettura dei contatori e la gestione dei dati.In tali sistemi, i dati di misura iniziano ad essere aperti a sistemi come l'automazione della distribuzione, ma questi sistemi non sono ancora in grado di utilizzare efficacemente i dati rilevanti.Allo stesso modo, i dati sul consumo di energia in tempo reale dai contatori prepagati sono usati raramente in applicazioni come la gestione dell'energia o le misure di risparmio energetico.
Con il progresso della tecnologia, i contatori di elettricità statica prodotti in serie possono acquisire potenti capacità di elaborazione e archiviazione dei dati a un costo molto basso, quindi la capacità di promuovere il livello intelligente dei contatori elettrici dei piccoli utenti è notevolmente migliorata e i contatori di elettricità statica sono gradualmente migliorati ha sostituito i tradizionali contatori elettrici elettromeccanici.
Per la comprensione di "Smart Meter", non esiste un concetto unificato o uno standard internazionale al mondo.Il concetto di contatore elettrico intelligente è solitamente adottato in Europa, mentre il termine contatore elettrico intelligente si riferisce ai contatori elettrici intelligenti.Negli Stati Uniti si usava il concetto di Advanced Meter, ma la sostanza era la stessa.Sebbene il contatore intelligente sia tradotto come contatore intelligente o contatore intelligente, si riferisce principalmente al contatore elettrico intelligente.Diverse organizzazioni internazionali, istituti di ricerca e imprese hanno fornito definizioni diverse di "Smart Meter" in combinazione con i corrispondenti requisiti funzionali.
ESMA
La European Smart Metering Alliance (ESMA) descrive le caratteristiche di Metering per definire i contatori elettrici intelligenti.
(1) Elaborazione, trasmissione, gestione e utilizzo automatici dei dati di misurazione;
(2) Gestione automatica contatori elettrici;
(3) Comunicazione bidirezionale tra contatori elettrici;
(4) Fornire informazioni tempestive e preziose sul consumo di energia ai partecipanti pertinenti (compresi i consumatori di energia) all'interno del sistema di misurazione intelligente;
(5) Sostenere il miglioramento dell'efficienza energetica e dei servizi dei sistemi di gestione dell'energia (generazione, trasmissione, distribuzione e utilizzo).
Eskom Power Company del Sudafrica
Rispetto ai contatori tradizionali, i contatori intelligenti possono fornire maggiori informazioni sui consumi, che possono essere inviate ai server locali attraverso una rete specifica in qualsiasi momento per raggiungere lo scopo della misurazione e della gestione della fatturazione.Include anche:
(1) una varietà di tecnologie avanzate sono integrate;
(2) lettura del contatore in tempo reale o quasi in tempo reale;
(3) Caratteristiche di carico dettagliate;
(4) Record di interruzione di corrente;
(5) Monitoraggio della qualità dell'energia.
DRAM
Secondo la Demand Response and Advanced Metering Coalition (DRAM), i contatori elettrici intelligenti dovrebbero essere in grado di svolgere le seguenti funzioni:
(1) Misurare i dati energetici in diversi periodi di tempo, inclusi periodi orari o autorevoli;
(2) Consentire ai consumatori di energia, alle società elettriche e alle agenzie di servizi di scambiare energia a vari prezzi;
(3) Fornire altri dati e funzioni per migliorare la qualità del servizio di alimentazione e risolvere i problemi in servizio.
Cina
Lo strumento intelligente definito in Cina è uno strumento con microprocessore come nucleo, in grado di memorizzare le informazioni di misurazione ed effettuare analisi, sintesi e giudizio in tempo reale dei risultati delle misurazioni.Generalmente ha la funzione di misurazione automatica, potente capacità di elaborazione dei dati, regolazione automatica dello zero e conversione di unità, semplice richiesta di errore, funzione di interazione uomo-macchina, dotata di pannello operativo e display, con un certo grado di intelligenza artificiale.I contatori elettrici multifunzionali elettronici con microprocessore sono generalmente definiti contatori elettrici intelligenti e vengono introdotte funzionalità come le funzioni di comunicazione (vettore, GPRS, ZigBee, ecc.), la misurazione multiutente e la misurazione per utenti specifici (come le locomotive elettriche). il concetto di contatori elettrici intelligenti.
Può essere generalmente considerato come: contatore elettrico intelligente basato sull'applicazione del microprocessore e sulla tecnologia di comunicazione di rete come nucleo dello strumento intelligente, misurazione/misurazione automatica, elaborazione dei dati, comunicazione bidirezionale e capacità di espansione delle funzioni, può ottenere la misurazione bidirezionale, remota/ comunicazione locale, interazione in tempo reale e una varietà di prezzi dell'elettricità, alimentazione remota, monitoraggio della qualità dell'energia, lettura del contatore di calore dell'acqua, interazione con gli utenti e altre funzioni.I sistemi di misurazione intelligenti basati su contatori intelligenti possono supportare i requisiti delle reti intelligenti per la gestione del carico, l'accesso distribuito all'energia, l'efficienza energetica, l'invio alla rete, il commercio del mercato dell'energia e la riduzione delle emissioni.
Modifica del principio di funzionamento
Il contatore elettrico intelligente è un dispositivo di misurazione avanzato che raccoglie, analizza e gestisce i dati delle informazioni sull'energia elettrica basati sulla moderna tecnologia di comunicazione, tecnologia informatica e tecnologia di misurazione.Il principio di base del contatore elettrico intelligente è: fare affidamento sul convertitore A/D o sul chip di misurazione per eseguire la raccolta in tempo reale della corrente e della tensione dell'utente, eseguire l'analisi e l'elaborazione tramite CPU, realizzare il calcolo della direzione positiva e negativa, picco valle o energia elettrica a quattro quadranti e produrre ulteriormente il contenuto di elettricità attraverso la comunicazione, la visualizzazione e altri mezzi.
La struttura e il principio di funzionamento del contatore elettrico intelligente elettronico sono molto diversi dal tradizionale contatore elettrico a induzione.
Composizione dei contatori elettrici intelligenti
L'amperometro a induzione è composto principalmente da piastra in alluminio, bobina di tensione corrente, magnete permanente e altri elementi.Il suo principio di funzionamento è misurato principalmente dall'interazione della corrente parassita indotta dalla bobina di corrente e dalla piastra di piombo mobile.E il contatore intelligente elettronico è composto principalmente da componenti elettronici e il suo principio di funzionamento si basa sulla tensione di alimentazione dell'utente e sul campionamento in tempo reale della corrente, utilizza nuovamente il circuito integrato del misuratore di wattora dedicato, la tensione campionata e l'elaborazione del segnale di corrente, si traduce in è uscita a impulsi, infine controllata da un microcomputer a chip singolo per l'elaborazione, il display a impulsi per il consumo energetico e l'uscita.
Di solito, chiamiamo il numero di impulsi emessi dal convertitore A/D come costante di impulso quando si misura un grado di elettricità in un contatore intelligente.Per un contatore intelligente, questa è una costante relativamente importante, poiché il numero di impulsi emessi dal convertitore A/D per unità di tempo determinerà direttamente l'accuratezza della misurazione del contatore.
Classificazione del contatore elettrico
In termini di struttura, il contatore intelligente di wattora può essere suddiviso approssimativamente in due categorie: contatore integrato elettromeccanico e contatore completamente elettronico.
Integrazione elettromeccanica
Elettromeccanico tutto in uno, vale a dire nel contatore meccanico originale collegato ad alcune parti del già completo delle funzioni richieste, e ridurre i costi e facile da installare.Il suo schema di progettazione è generalmente senza distruggere la struttura fisica del misuratore di corrente, senza modificare l'originale sulla base del suo standard di misurazione nazionale, aggiungendo un dispositivo di rilevamento da trasformare nel misuratore meccanico con uscita a impulsi elettrici, sincronizzando la numerazione elettronica e la numerazione meccanica.La sua precisione di misurazione non è inferiore al misuratore di tipo meccanico generale.Questo schema di progettazione adotta la tecnologia matura del misuratore di rilevamento originale, utilizzato principalmente per la ricostruzione del vecchio tavolo.
Elettronica completa
Tutto il tipo elettronico utilizza il circuito integrato del dispositivo elettronico come nucleo dalla misurazione all'elaborazione dei dati, eliminando le parti meccaniche e presenta le caratteristiche di volume ridotto, maggiore affidabilità, maggiore precisione, riduzione del consumo energetico e miglioramento notevole del processo di produzione .
Caratteristiche
(1) Affidabilità
La precisione è invariata per lungo tempo, nessun allineamento delle ruote, nessun effetto di installazione e trasporto, ecc.
(2) Precisione
Ampia gamma, ampio fattore di potenza, sensibilità all'avvio, ecc.
(3) Funzione
Può implementare le funzioni di lettura centralizzata dei contatori, multi-tariffa, pagamento anticipato, prevenzione del furto di energia e soddisfare i requisiti dei servizi di accesso a Internet.
(4) Prestazione di costo
Prestazioni ad alto costo, possono essere riservate a funzioni di espansione, influenzate dal prezzo delle materie prime, come piccole.
(5) Richiesta di allarme: quando la quantità elettrica rimanente è inferiore alla quantità elettrica di allarme, il contatore mostra spesso la quantità elettrica rimanente per ricordare all'utente di acquistare elettricità;Quando la potenza rimanente nel misuratore è uguale alla potenza di allarme, l'alimentazione di scatto viene interrotta una volta, l'utente deve inserire la scheda IC per ripristinare l'alimentazione, l'utente deve acquistare tempestivamente l'alimentazione in questo momento.
(6) Protezione dei dati
La tecnologia del circuito integrato interamente a stato solido viene adottata per la protezione dei dati e i dati possono essere conservati per più di 10 anni dopo un'interruzione di corrente.
(7) Spegnimento automatico
Quando la quantità residua di elettricità nel contatore elettrico è zero, il contatore scatterà automaticamente e interromperà l'alimentazione.In questo momento, l'utente dovrebbe acquistare tempestivamente l'elettricità.
(8) Funzione di riscrittura
La scheda di potenza può riportare il consumo di energia accumulato, la potenza residua e la potenza zero-crossing al sistema di vendita dell'elettricità per comodità della gestione statistica del dipartimento di gestione.
(9) Funzione di ispezione del campionamento utente
Il software per la vendita di elettricità può fornire l'ispezione del campionamento dei dati del consumo di elettricità e fornire il campionamento prioritario delle sequenze degli utenti come richiesto.
(10) Domanda di potenza
Inserire la scheda IC per mostrare la potenza totale acquistata, il numero di potenza acquistata, l'ultima potenza acquistata, il consumo energetico cumulativo e la potenza rimanente.
(11) Protezione da sovratensione
Quando il carico effettivo supera il valore impostato, il contatore interromperà automaticamente l'alimentazione, inserirà la scheda cliente e ripristinerà l'alimentazione.
Principali applicazioni
(1) Liquidazione e contabilità
Il contatore elettrico intelligente può realizzare un'elaborazione accurata e in tempo reale delle informazioni sulla liquidazione dei costi, che semplifica il complesso processo di elaborazione dei conti in passato.Nell'ambiente del mercato energetico, i dispatcher possono cambiare rivenditore di energia in modo più tempestivo e conveniente e persino realizzare il passaggio automatico in futuro.Allo stesso tempo, gli utenti possono anche ottenere informazioni più accurate e tempestive sul consumo di energia e informazioni contabili.
(2) Stima dello stato della rete di distribuzione
Le informazioni sulla distribuzione del flusso di potenza sul lato della rete di distribuzione non sono accurate, principalmente perché le informazioni sono ottenute dall'elaborazione completa del modello di rete, del valore di stima del carico e delle informazioni di misurazione sul lato ad alta tensione della sottostazione.Aggiungendo nodi di misurazione sul lato utente, si otterranno informazioni più accurate sul carico e sulla perdita di rete, evitando così il sovraccarico e il deterioramento della qualità dell'alimentazione delle apparecchiature di potenza.Integrando un gran numero di dati di misurazione, è possibile realizzare la stima dello stato sconosciuto e verificare l'accuratezza dei dati di misurazione.
(3) Monitoraggio della qualità dell'alimentazione e dell'affidabilità dell'alimentazione
I contatori elettrici intelligenti possono monitorare la qualità dell'alimentazione e le condizioni dell'alimentazione in tempo reale, in modo da rispondere tempestivamente e con precisione ai reclami degli utenti e adottare misure in anticipo per prevenire problemi di qualità dell'alimentazione.Il tradizionale metodo di analisi della qualità dell'energia presenta una lacuna in termini di tempo reale ed efficacia.
(4) Analisi, modellazione e previsione del carico
I dati del consumo di acqua, gas e calore raccolti dai contatori elettrici intelligenti possono essere utilizzati per l'analisi e la previsione del carico.Analizzando in modo completo le informazioni di cui sopra con le caratteristiche del carico e le variazioni di tempo, è possibile stimare e prevedere il consumo totale di energia e la domanda di picco.Queste informazioni faciliteranno gli utenti, i rivenditori di energia e gli operatori della rete di distribuzione per promuovere un uso razionale dell'elettricità, risparmiare energia e ridurre i consumi e ottimizzare la pianificazione e la programmazione della rete.
(5) Risposta lato domanda di potenza
Demand-side response significa controllare i carichi degli utenti e la generazione distribuita attraverso i prezzi dell'elettricità.Include il controllo dei prezzi e il controllo diretto del carico.I controlli sui prezzi includono generalmente i tassi di picco del tempo di utilizzo, in tempo reale e di emergenza per soddisfare rispettivamente la domanda regolare, a breve termine e di picco.Il controllo diretto del carico viene solitamente ottenuto dal distributore di rete in base alle condizioni della rete tramite comando remoto per accedere e disconnettere il carico.
(6) Monitoraggio e gestione dell'efficienza energetica
Fornendo informazioni sull'uso dell'energia dai contatori intelligenti, gli utenti possono essere incoraggiati a ridurre il loro consumo di energia oa cambiare il modo in cui lo usano.Per le famiglie dotate di apparecchiature di generazione distribuita, può anche fornire agli utenti schemi ragionevoli di generazione e consumo di energia per massimizzare i vantaggi degli utenti.
(7) Gestione energia utente
Fornendo informazioni, i contatori intelligenti possono essere costruiti sul sistema di gestione dell'energia dell'utente, per diversi utenti (utenze residenti, utenti commerciali e industriali, ecc.) per fornire servizi di gestione dell'energia, nel controllo dell'ambiente interno (temperatura, umidità, illuminazione , ecc.) allo stesso tempo, per quanto possibile per ridurre il consumo di energia, realizzare gli obiettivi per ridurre le emissioni.
(8) Risparmio energetico
Fornire agli utenti dati sul consumo di energia in tempo reale, incoraggiare gli utenti ad adeguare le proprie abitudini di consumo energetico e individuare tempestivamente il consumo di energia anomalo causato da guasti alle apparecchiature.Sulla base della tecnologia fornita dai contatori intelligenti, le società elettriche, i fornitori di apparecchiature e altri partecipanti al mercato possono fornire agli utenti nuovi prodotti e servizi, come diversi tipi di prezzi dell'elettricità di rete in multiproprietà, contratti di energia elettrica con riacquisto, contratti di energia elettrica a prezzo spot , eccetera.
(9) Famiglia intelligente
La casa intelligente
Una casa intelligente è una casa in cui diversi dispositivi, macchine e altre apparecchiature che consumano energia sono collegati in rete e controllati in base alle esigenze e al comportamento dei residenti, alla temperatura esterna e ad altri parametri.Può realizzare l'interconnessione di sistemi di riscaldamento, allarme, illuminazione, ventilazione e altri, in modo da realizzare il controllo remoto della domotica, degli elettrodomestici e di altre apparecchiature.
(10) Manutenzione preventiva e analisi dei guasti
La funzione di misurazione dei contatori elettrici intelligenti aiuta a realizzare la prevenzione e la manutenzione dei componenti della rete di distribuzione, dei contatori elettrici e delle apparecchiature utente, come il rilevamento di distorsioni della forma d'onda della tensione, armoniche, squilibri e altri fenomeni causati da guasti delle apparecchiature elettroniche di potenza e guasti a terra.I dati di misurazione possono anche aiutare la rete e gli utenti ad analizzare i guasti e le perdite dei componenti della rete.
(11) Pagamento anticipato
I contatori intelligenti offrono un metodo prepagato a basso costo, più flessibile e amichevole rispetto ai tradizionali metodi prepagati.
(12) Gestione dei contatori elettrici
La gestione dei contatori comprende: la gestione delle risorse del contatore dell'impianto;Manutenzione del database delle informazioni sui contatori;Accesso periodico al contatore;Garantire la corretta installazione e funzionamento del contatore;Verificare la posizione dei contatori e la correttezza delle informazioni dell'utente, ecc.
Tempo di pubblicazione: Nov-04-2020