חדשות - מהם מונים חכמים?

מד חשמל חכםהוא אחד הציוד הבסיסי לרכישת נתונים של רשת חשמל חכמה (במיוחד רשת חלוקת חשמל חכמה).הוא נוטל על עצמו את המשימות של רכישת נתונים, מדידה והעברה של כוח חשמלי מקורי, ומהווה בסיס לאינטגרציה, ניתוח ואופטימיזציה של מידע והצגת מידע.בנוסף לפונקציית המדידה של צריכת חשמל בסיסית של מדי חשמל מסורתיים, למוני חשמל חכמים יש גם פונקציות של מדידה דו-כיוונית בתעריפים שונים, פונקציית בקרת משתמש, פונקציית תקשורת נתונים דו-כיוונית של מצבי העברת נתונים שונים, אנטי-כוח פונקציית גניבה ופונקציות חכמות אחרות כדי להסתגל לשימוש ברשתות חשמל חכמות ואנרגיה חדשה.

המערכת המתקדמת של תשתית מדידה (AMI) ומערכת קריאת מונים אוטומטית (AMR) הבנויה על בסיס מדידת חשמל חכמה יכולה לספק למשתמשים מידע מפורט יותר על צריכת החשמל, ולאפשר להם לנהל טוב יותר את צריכת החשמל שלהם כדי להשיג את המטרה של חיסכון בחשמל והפחתה פליטת גזי חממה.קמעונאי חשמל יכולים להגדיר בגמישות את מחיר ה-TOU בהתאם לדרישת המשתמשים כדי לקדם את הרפורמה במערכת מחירי שוק החשמל.חברות הפצה יכולות לזהות תקלות מהר יותר ולהגיב בזמן כדי לחזק את השליטה והניהול של רשת החשמל.

הציוד הבסיסי של כוח ואנרגיה, איסוף נתוני אנרגיה חשמלית גולמית, מדידה ושידור הם בעלי אמינות גבוהה, דיוק גבוה וצריכת חשמל נמוכה וכו'

הרעיון של ה-Smart Meter נובע משנות ה-90.כאשר מוני חשמל סטטי הופיעו לראשונה בשנת 1993, הם היו יקרים פי 10 עד 20 ממונים אלקטרו-מכניים, ולכן הם שימשו בעיקר משתמשים גדולים.עם הגדלת מספר מוני החשמל בעלי יכולת טלקומוניקציה, יש צורך בפיתוח מערכת חדשה למימוש קריאת מונים וניהול נתונים.במערכות כאלה מתחילים להיפתח נתוני מדידה למערכות כמו אוטומציה של הפצה, אך מערכות אלו אינן מסוגלות עדיין לעשות שימוש יעיל בנתונים הרלוונטיים.באופן דומה, נתוני צריכת אנרגיה בזמן אמת ממונים בתשלום מראש משמשים לעתים רחוקות ביישומים כגון ניהול אנרגיה או אמצעים לחיסכון באנרגיה.

עם התקדמות הטכנולוגיה, מדי חשמל סטטיים בייצור המוני יכולים לרכוש קיבולת עיבוד ואחסון נתונים רבת עוצמה בעלות נמוכה מאוד, ובכך לקדם את הרמה החכמה של מדי החשמל של משתמשים קטנים להשתפר מאוד, ומדי החשמל הסטטי החליפו בהדרגה את מדי חשמל אלקטרומכניים מסורתיים.

להבנת "מד חכם", אין מושג מאוחד או תקן בינלאומי בעולם.הרעיון של מד חשמל חכם מאומץ בדרך כלל באירופה, בעוד שהמונח מד חשמל חכם מתייחס למוני חשמל חכמים.בארצות הברית השתמשו במושג Advanced Meter, אך החומר היה זהה.למרות שמונה חכם מתורגם כמד חכם או מד חכם, הוא מתייחס בעיקר למד חשמל חכם.ארגונים בינלאומיים שונים, מוסדות מחקר וארגונים נתנו הגדרות שונות של "מד חכם" בשילוב עם דרישות פונקציונליות מתאימות.

ESMA

הברית האירופית למטרות חכמים (ESMA) מתארת ​​מאפייני מדידה כדי להגדיר מדי חשמל חכמים.

(1) עיבוד, שידור, ניהול ושימוש אוטומטיים בנתוני מדידה;

(2) ניהול אוטומטי של מוני חשמל;

(3) תקשורת דו-כיוונית בין מוני חשמל;

(4) לספק מידע על צריכת אנרגיה בזמן ובעל ערך למשתתפים הרלוונטיים (כולל צרכני אנרגיה) בתוך מערכת המדידה החכמה;

(5) לתמוך בשיפור היעילות האנרגטית ובשירותי מערכות ניהול האנרגיה (ייצור, הולכה, הפצה ושימוש).

חברת החשמל Eskom מדרום אפריקה

בהשוואה למונים מסורתיים, מונים חכמים יכולים לספק מידע צריכה רב יותר, אותם ניתן לשלוח לשרתים מקומיים דרך רשת ספציפית בכל עת כדי להשיג את מטרת המדידה וניהול החיובים.הוא כולל גם:

(1) משולבות מגוון טכנולוגיות מתקדמות;

(2) קריאת מונים בזמן אמת או מעין-זמן אמת;

(3) מאפייני עומס מפורטים;

(4) תיעוד הפסקת חשמל;

(5) ניטור איכות החשמל.

לְגִימָה

על פי ה-Demand Response and Advanced Metering Coalition (DRAM), מדי חשמל חכמים אמורים להיות מסוגלים להשיג את הפונקציות הבאות:

(1) למדוד נתוני שימוש באנרגיה בפרקי זמן שונים, לרבות פרקי זמן שעתיים או מוסמכים;

(2) מתן אפשרות לצרכני חשמל, חברות חשמל וסוכנויות שירות לסחור בחשמל במחירים שונים;

(3) לספק נתונים ופונקציות אחרות כדי לשפר את איכות שירות החשמל ולפתור בעיות בשירות.

עקרון עבודה

מד חשמל חכם הוא מכשיר מדידה מתקדם אשר אוסף, מנתח ומנהל נתוני מידע על אנרגיה חשמלית המבוססים על טכנולוגיית תקשורת מודרנית, טכנולוגיית מחשב וטכנולוגיית מדידה.העיקרון הבסיסי של מד חשמל חכם הוא: להסתמך על ממיר A/D או שבב מדידה כדי לבצע איסוף בזמן אמת של הזרם והמתח של המשתמש, לבצע ניתוח ועיבוד באמצעות CPU, לממש את חישוב הכיוון החיובי והשלילי, עמק שיא. או אנרגיה חשמלית בארבעה רביעיות, ועוד פלט את תכולת החשמל באמצעות תקשורת, תצוגה ואמצעים אחרים.

המבנה ועקרון העבודה של מד חשמל חכם שונים מאוד ממד החשמל האינדוקציה המסורתי.

מד זרם מסוג אינדוקציה מורכב בעיקר מלוח אלומיניום, סליל מתח זרם, מגנט קבוע ואלמנטים אחרים.עקרון העבודה שלו הוא בעיקר דרך הסליל הנוכחי ולוח העופרת הנייד

הרכב מדי חשמל חכמים

נמדד על ידי אינטראקציית זרם המערבולת המושרה, מד חכם אלקטרוני מורכב בעיקר מרכיבים אלקטרוניים ועקרון העבודה שלו מבוסס על מתח אספקת החשמל של המשתמש ודגימת זרם בזמן אמת, שוב משתמש במעגל המשולב הייעודי של מד וואט-שעה, המתח הנדגם וה עיבוד האות הנוכחי, מתורגם לפרופורציונלי להספק של פלט הדופק, לבסוף נשלט על ידי מיקרו-מחשב שבב יחיד לעיבוד, תצוגת הדופק לצריכת חשמל ופלט.

בדרך כלל, אנו קוראים למספר הפולסים הנפלטים מממיר A/D בעת מדידת דרגת חשמל אחת במונה חכם כקבוע הפולס.עבור מד חכם, זהו קבוע חשוב יחסית, מכיוון שמספר הפולסים הנפלטים על ידי ממיר A/D ליחידת זמן יקבע ישירות את דיוק המדידה של המונה.

מבחינת המבנה, ניתן לחלק באופן גס את מד הוואט-שעה החכם לשתי קטגוריות: מד משולב אלקטרו-מכני ומד כל-אלקטרוני.

אינטגרציה אלקטרומכנית

מקשה אחת אלקטרומכנית, כלומר במונה המכאני המקורי המחובר לחלקים מסוימים של כבר להשלים את הפונקציות הנדרשות, ולהפחית את העלות וקלה להתקנה, ערכת העיצוב שלה היא בדרך כלל מבלי להרוס את המבנה הפיזי של המד הנוכחי, מבלי לשנות את המקור על בסיס של תקן המדידה הלאומי שלה, הוספת מכשיר חישה לתוך מעלות מד מכני באותו זמן יש גם פלט דופק חשמלי, לסנכרן את המספר האלקטרוני ואת הספירה המכאנית.דיוק המדידה שלו אינו נמוך ממד מכני כללי.ערכת עיצוב זו מאמצת את הטכנולוגיה הבוגרת של שולחן האינדוקציה המקורי, המשמש בעיקר לשחזור המונה הישן.

תכונה

(1) אמינות

הדיוק אינו משתנה לאורך זמן, ללא יישור גלגלים, ללא השפעות התקנה והובלה וכו'.

(2) דיוק

טווח רחב, מקדם כוח רחב, רגישות להתנעה וכו'.

(3) פונקציה

הוא יכול ליישם את הפונקציות של קריאת מונים מרכזית, ריבוי תעריפים, תשלום מראש, מניעת גניבת חשמל ועמידה בדרישות של שירותי גישה לאינטרנט.

(4) ביצועי עלות

ניתן לשמור ביצועים בעלות גבוהה לפונקציות הרחבה, המושפעות ממחיר חומרי הגלם.

(5) הודעת אזעקה

כאשר כמות החשמל הנותרת קטנה מכמות החשמל של האזעקה, המונה מציג לעיתים קרובות את כמות החשמל שנותרה כדי להזכיר למשתמש לרכוש חשמל.כאשר הכוח הנותר במונה שווה להספק האזעקה, עוצמת ההפעלה מנותקת פעם אחת, המשתמש צריך להכניס כרטיס IC כדי לשחזר את אספקת החשמל, המשתמש צריך לרכוש חשמל בזמן זה.

(6) הגנת מידע

טכנולוגיית מעגלים משולבים במצב מוצק מאומצת להגנה על נתונים, וניתן לשמור את הנתונים במשך יותר מ-10 שנים לאחר הפסקת החשמל.

(7) כיבוי אוטומטי

כאשר כמות החשמל הנותרת במונה החשמל היא אפסית, המונה יפעל אוטומטית ויקטע את אספקת החשמל.בשלב זה, על המשתמש לרכוש חשמל בזמן.

(8) פונקציית כתיבה חזרה

כרטיס החשמל יכול לכתוב את צריכת החשמל המצטברת, הספק שיורי והספק אפס מעבר חזרה למערכת מכירת החשמל לנוחות הניהול הסטטיסטי של מחלקת הניהול.

(9) פונקציית בדיקת דגימת משתמשים

תוכנת מכירת חשמל יכולה לספק בדיקת דגימת נתונים של צריכת החשמל ולספק דגימה עדיפות של רצפי משתמשים לפי הצורך.

(10) שאילתת חשמל

הכנס כרטיס IC כדי להציג את סך ההספק שנרכש, מספר הכוח שנרכש, ההספק האחרון שנרכש, צריכת החשמל המצטברת ושאר ההספק.

(11) הגנת מתח יתר

כאשר העומס בפועל חורג מהערך שנקבע, המונה ינתק אוטומטית את החשמל, יכניס את כרטיס הלקוח ויחזיר את אספקת החשמל.

יישומים עיקריים

(1) הסדר וחשבונאות

מד החשמל החכם יכול לממש עיבוד מידע מדוייק ובזמן אמת של הסדרת עלויות, מה שמפשט את התהליך המורכב של עיבוד חשבונות בעבר.בטבעת שוק החשמל

איכות החשמל

תחת הסביבה, שולחים יכולים להחליף קמעונאי אנרגיה בצורה נוחה יותר בזמן, ואפילו לממש מעבר אוטומטי בעתיד.במקביל, המשתמשים יכולים לקבל מידע מדויק יותר על צריכת אנרגיה ומידע חשבונאי.

(2) הערכת מצב של רשת הפצה

מידע חלוקת זרימת הכוח בצד רשת ההפצה אינו מדויק, בעיקר מכיוון שהמידע מתקבל על ידי עיבוד מקיף של מודל הרשת, ערך הערכת העומס ומידע המדידה בצד המתח הגבוה של תחנת המשנה.על ידי הוספת צמתי מדידה בצד המשתמש, יתקבל מידע מדויק יותר על עומס ואובדן רשת, ובכך תמנע עומס יתר והידרדרות באיכות החשמל של ציוד החשמל.על ידי שילוב של מספר רב של נתוני מדידה, ניתן לממש את הערכת מצב לא ידוע ולבדוק את דיוק נתוני המדידה.

(3) ניטור איכות חשמל ואמינות אספקת החשמל

מדי חשמל חכמים יכולים לנטר את איכות החשמל ומצב אספקת החשמל בזמן אמת, על מנת להגיב לתלונות המשתמשים בזמן ובדיוק, ולנקוט אמצעים מראש כדי למנוע בעיות באיכות החשמל.לשיטת ניתוח איכות החשמל המסורתית יש פער בזמן אמת וביעילות.

(4) ניתוח עומסים, מידול וחיזוי

ניתן להשתמש בנתוני צריכת אנרגיית המים, הגז והחום הנאספים על ידי מדי חשמל חכמים לניתוח עומס וחיזוי.על ידי ניתוח מקיף של המידע לעיל עם מאפייני עומס ושינויי זמן, ניתן להעריך ולחזות את צריכת האנרגיה הכוללת ושיא הביקוש.מידע זה יקל על משתמשים, קמעונאי אנרגיה ומפעילי רשתות החלוקה לקדם שימוש רציונלי בחשמל, לחסוך באנרגיה ולהפחית את הצריכה, ולייעל תכנון ותזמון רשתות.

(5) תגובה בצד דרישת החשמל

מענה מצד הביקוש פירושו שליטה בעומסי משתמשים וייצור מבוזר באמצעות מחירי החשמל.זה כולל בקרת מחיר ובקרת עומס ישירה.בקרת המחירים כוללת בדרך כלל תעריפי שיא בזמן שימוש, בזמן אמת ושיא חירום כדי לענות על ביקוש קבוע, לטווח קצר ושיא, בהתאמה.בקרת עומס ישירה מושגת בדרך כלל על ידי שולח הרשת בהתאם למצב הרשת באמצעות פקודה מרחוק לגישה ולניתוק העומס.

(6) ניטור וניהול יעילות אנרגטית

על ידי הזנת מידע על שימוש באנרגיה ממונים חכמים, ניתן לעודד משתמשים להפחית את צריכת האנרגיה שלהם או לשנות את אופן השימוש בה.עבור משקי בית המצוידים בציוד ייצור מבוזר, הוא יכול גם לספק למשתמשים תוכניות ייצור חשמל וצריכת חשמל סבירות כדי למקסם את היתרונות של המשתמשים.

(7) ניהול אנרגיה למשתמש

על ידי אספקת מידע, ניתן לבנות מונים חכמים על מערכת ניהול האנרגיה של המשתמש, עבור משתמשים שונים (משתמשים תושבים, משתמשים מסחריים ותעשייתיים וכו') כדי לספק שירותי ניהול אנרגיה, בבקרת הסביבה הפנימית (טמפרטורה, לחות, תאורה וכו') במקביל, ככל האפשר כדי להפחית את צריכת האנרגיה, לממש את היעדים להפחתת פליטות.

(8) חיסכון באנרגיה

ספק למשתמשים נתוני צריכת אנרגיה בזמן אמת, קדם את המשתמשים להתאים את הרגלי צריכת החשמל שלהם, ומצא בזמן צריכת אנרגיה חריגה הנגרמת כתוצאה מכשל בציוד.בהתבסס על הטכנולוגיה המסופקת על ידי מונים חכמים, חברות חשמל, ספקי ציוד ומשתתפי שוק אחרים יכולים לספק למשתמשים מוצרים ושירותים חדשים, כגון סוגים שונים של מחירי חשמל ברשת שיתוף זמן, חוזי חשמל עם קנייה חזרה, חוזי חשמל במחיר ספוט. , וכו.

(9) משפחה אינטליגנטית

בית חכם מתייחס לחיבור של מכשירים שונים, מכונות וציוד אחר שצורך אנרגיה בבית ברשת, ובהתאם לצרכים והתנהגויות של הדיירים, בחוץ

זה יכול לממש את החיבור בין מערכות חימום, אזעקה, תאורה, אוורור ומערכות אחרות, כדי לממש את השלט הרחוק של אוטומציה ביתית ומכשירי חשמל וציוד אחר.

(10) תחזוקה מונעת וניתוח תקלות

פונקציית המדידה של מדי חשמל חכמים עוזרת לממש את המניעה והתחזוקה של רכיבי רשת החלוקה, מדי החשמל וציוד המשתמש, כגון זיהוי עיוות צורת גל מתח, הרמוני, חוסר איזון ותופעות אחרות הנגרמות על ידי תקלות בציוד אלקטרוני ותקלות הארקה.נתוני המדידה יכולים גם לעזור לרשת ולמשתמשים לנתח כשלים והפסדים של רכיבי הרשת.

(11) תשלום מראש

מונים חכמים מציעים עלות נמוכה יותר, שיטת תשלום מראש גמישה וידידותית יותר משיטות תשלום מראש מסורתיות.

(12) ניהול מוני חשמל

ניהול מונה כולל: ניהול נכסים של מד התקנה;תחזוקת מאגר מידע;גישה תקופתית למונה;להבטיח את ההתקנה והתפעול הנכונים של המונה;בדוק את מיקום המונים ואת נכונות פרטי המשתמש וכו'.