スマート電力メーターは、スマート パワー グリッド (特にスマート配電網) のデータ取得のための基本的な機器の 1 つです。データ取得、測定、および元の電力の伝送のタスクを引き受け、情報の統合、分析、最適化、および情報提示の基礎となります。従来の電力メーターの基本的な測定機能に加えて、スマート電力メーターには、さまざまなレートの双方向計測、ユーザー制御機能、さまざまなデータ伝送モードの双方向データ通信機能、改ざん防止機能などの機能もあります。インテリジェントな機能、スマート パワー グリッドと再生可能エネルギーの使用に適応します。
スマート電力計測に基づいて構築された高度なメータリング インフラストラクチャ (AMI) および自動検針 (AMR) システムは、より詳細な電力消費情報をユーザーに提供し、電力消費をより適切に管理して、電力の節約と削減の目標を達成できるようにします。温室効果ガスの排出。電力小売事業者は、利用者の要望に応じてTOU価格を柔軟に設定することができ、電力市価制度の改革を推進します。配電会社は、より迅速に障害を検出し、タイムリーに対応して、電力ネットワークの制御と管理を強化できます。
電力とエネルギーの基本的な機器、生の電気エネルギーデータの収集、測定、送信は、高い信頼性、高精度、低消費電力などを備えています。
コンセプトの定義
エスマ
▪ Eskom South Africa Power Company
DRAM
中国
2 動作原理
3分類
▪ 電気機械統合
▪ 完全電子化
4. 機能特性
5. 主な用途
6. メリット
コンセプト
スマート メーターの概念は 1990 年代にさかのぼります。1993年に静電気計が登場した当時は、電気機械式の10倍から20倍の価格であったため、主に大口ユーザーが使用していました。通信機能を備えた電力メーターの増加に伴い、検針とデータ管理を実現するための新しいシステムを開発する必要があります。このようなシステムでは、計量データが配電自動化などのシステムに開放され始めていますが、これらのシステムはまだ関連データを有効に活用できていません。同様に、プリペイド メーターからのリアルタイムのエネルギー消費データは、エネルギー管理やエネルギー節約対策などのアプリケーションで使用されることはほとんどありません。
技術の進歩により、大量生産された静電気計は非常に低コストで強力なデータ処理とストレージ容量を取得できるため、小型ユーザーの電気計器のインテリジェントレベルを促進する能力が大幅に向上し、静電気計は徐々に従来の電気機械式電気メーターに取って代わりました。
「スマートメーター」の理解には、世界に統一された概念や国際規格はありません。スマート電気メーターの概念は通常ヨーロッパで採用されていますが、スマート電気メーターという用語はスマート電気メーターを指します。アメリカではAdvanced Meterという概念が使われていましたが、中身は同じでした。スマートメーターはスマートメーターまたはスマートメーターと訳されていますが、主にスマート電力メーターを指します。さまざまな国際機関、研究機関、および企業が、対応する機能要件と組み合わせて「スマート メーター」のさまざまな定義を示しています。
エスマ
European Smart Metering Alliance (ESMA) は、スマート電力メーターを定義するためのメータリング特性について説明しています。
(1) 測定データの自動処理、送信、管理および使用。
(2) 電気メーターの自動管理。
(3) 電気メーター間の双方向通信。
(4) スマート メーター システム内の関連する参加者 (エネルギー消費者を含む) に、タイムリーで価値のあるエネルギー消費情報を提供します。
(5) エネルギー効率の改善とエネルギー管理システム（発電、送電、配電、使用）のサービスを支援します。
南アフリカのエスコム電力会社
従来のメーターと比較して、スマートメーターはより多くの消費情報を提供でき、特定のネットワークを介していつでもローカルサーバーに送信して、計測と請求管理の目的を達成できます。以下も含まれます。
(1) さまざまな先進技術を融合。
(2) リアルタイムまたは準リアルタイムの検針。
(3) 詳細な負荷特性;
(4) 停電記録。
(5) 電力品質の監視。
DRAM
Demand Response and Advanced Metering Coalition (DRAM) によると、スマート電力メーターは次の機能を実現できる必要があります。
(1) 毎時または信頼できる期間を含む、さまざまな期間のエネルギー データを測定します。
(2) 電力消費者、電力会社、およびサービス機関がさまざまな価格で電力を取引できるようにする。
(3) 電力サービスの品質を向上させ、サービスの問題を解決するためのその他のデータと機能を提供します。
中国
中国で定義されているインテリジェント機器は、マイクロプロセッサをコアとする機器であり、測定情報を保存し、測定結果をリアルタイムで分析、合成、判断することができます。一般に、自動測定、強力なデータ処理能力、自動ゼロ調整と単位変換、簡単なエラープロンプト、マンマシンインタラクション機能、操作パネルとディスプレイを備え、ある程度の人工知能を備えています。マイクロプロセッサを搭載した電子多機能電力メーターは、通常、スマート電力メーターとして定義され、通信機能 (キャリア、GPRS、ZigBee など)、マルチユーザー計測、特定のユーザー向けの計測 (電気機関車など) などの機能が導入されています。スマート電力メーターのコンセプト。
それは一般的に次のように考えることができます：インテリジェント計器のコアとしてのマイクロプロセッサアプリケーションとネットワーク通信技術に基づくインテリジェント電気メーター、自動計測/測定、データ処理、双方向通信および機能拡張能力、双方向測定、リモート/ローカル通信、リアルタイムの相互作用とさまざまな電気料金設定、リモート電源、電力品質の監視、水熱計の読み取り、ユーザーとの相互作用、およびその他の機能。スマート メーターに基づくスマート メーター システムは、負荷管理、分散型電力アクセス、エネルギー効率、グリッド ディスパッチ、電力市場取引、および排出削減のためのスマート グリッド要件をサポートできます。
動作原理編集
インテリジェント電気メーターは、最新の通信技術、コンピューター技術、測定技術に基づいて電気エネルギー情報データを収集、分析、管理する高度な計量装置です。スマート電力メーターの基本原理は、A/D コンバーターまたは計測チップに依存して、ユーザーの電流と電圧をリアルタイムで収集し、CPU を介して分析と処理を実行し、正負の方向、ピーク谷の計算を実現します。さらに電気の内容を通信や表示などで出力します。
電子インテリジェント電気メーターの構造と動作原理は、従来の誘導電気メーターとは大きく異なります。
インテリジェント電力計の構成
誘導型電流計は、主にアルミ板、電流電圧コイル、永久磁石などで構成されています。その動作原理は、主に電流コイルと可動リード プレートによって誘導される渦電流相互作用によって測定されます。また、電子スマートメーターは主に電子部品で構成されており、その動作原理はユーザーの電源電圧と電流のリアルタイムサンプリングに基づいており、再び専用の電力量計集積回路を使用し、サンプリングされた電圧と電流の信号処理に変換されます。パルス出力、最終的に処理用のシングルチップマイクロコンピュータによって制御され、消費電力と出力用のパルス表示。
通常、スマートメーターで1度の電気量を計測するとき、A/Dコンバーターが発するパルス数をパルス定数と呼んでいます。スマート メーターの場合、これは比較的重要な定数です。単位時間あたりに A/D コンバーターによって放出されるパルスの数が、メーターの測定精度を直接決定するためです。
電気メーターの分類
インテリジェント電力量計は、構造上、電気機械式一体型計器と全電子式計器の 2 つに大別できます。
電気機械統合
オールインワンのエレメカ、つまりオリジナルのメカ式メーターを一部パーツに装着することで、必要な機能をすでに完備し、コストを抑え、取り付けも簡単です。その設計スキームは、一般に、電流計の物理的構造を破壊することなく、その国家測定基準に基づいてオリジナルを変更せずに、電気パルス出力を備えた機械式計器に変わる感知装置を追加し、電子計数と機械式計数を同期させることによって行われます。その測定精度は、一般的な機械式メータータイプのメーターに劣りません。この設計スキームは、主に古いテーブルの再構築に使用される元のセンシングメーターの成熟した技術を採用しています。
フル電子
すべての電子タイプは、電子デバイス集積回路を測定からデータ処理までのコアとして使用し、機械部品を取り除き、体積を減らし、信頼性を高め、より正確に、消費電力を減らし、生産プロセスを大幅に改善するという特徴があります.
特徴
(1) 信頼性
精度は長期間変わらず、ホイールアライメントなし、取り付けおよび輸送の影響などはありません。
(2) 精度
ワイドレンジ、ワイド力率、スタートセンシティブなど
(3) 機能
集中検針、マルチレート、前払い、電力盗難の防止、インターネットアクセスサービスの要件を満たす機能を実装できます。
(4) コストパフォーマンス
コストパフォーマンスが高く、拡張機能の予約が可能で、原材料の価格の影響を受けます。
（5）アラームプロンプト：残りの電気量がアラーム電気量よりも少ない場合、メーターはしばしば残りの電気量を表示して、ユーザーに電気の購入を思い出させます。メーターの残りの電力がアラーム電力と等しい場合、トリップ電力は一度遮断されます。ユーザーは電源を回復するために IC カードを挿入する必要があります。ユーザーはこの時点でタイムリーに電力を購入する必要があります。
(6) データ保護
データ保護には全固体集積回路技術を採用し、停電後も10年以上データを保持できます。
(7) 自動電源オフ
電気メーターの残量がゼロになると、自動的にメーターがトリップし、電源が遮断されます。この時点で、ユーザーはタイムリーに電力を購入する必要があります。
(8) 書き戻し機能
電力カードは、管理部門の統計管理の便宜のために、累積消費電力、残留電力、およびゼロクロス電力を売電システムに書き戻すことができます。
(9) ユーザー抜き取り検査機能
電力販売ソフトウェアは、電力消費のデータ サンプリング検査を提供し、必要に応じてユーザー シーケンスの優先サンプリングを提供できます。
(10) パワークエリ
ICカードを挿入すると、総購入電力量、購入電力量、前回購入電力量、累計消費電力量、残電力量が表示されます。
(11) 過電圧保護
実際の負荷が設定値を超えると、メーターは自動的に電源を切り、顧客カードを挿入し、電源を回復します。
主な用途
(1) 決済・会計
インテリジェント電力メーターは、正確でリアルタイムのコスト決済情報処理を実現でき、これまでの複雑な会計処理プロセスを簡素化します。電力市場環境では、ディスパッチャはエネルギー小売業者をよりタイムリーかつ便利に切り替えることができ、将来的には自動切り替えを実現することさえできます。同時に、ユーザーはより正確でタイムリーなエネルギー消費情報と会計情報も取得できます。
(2) 配電網状態推定
配電網側の潮流分布情報は、主に変電所の高圧側のネットワークモデル、負荷推定値、計測情報を総合的に処理して得られる情報であるため、正確ではありません。ユーザー側に測定ノードを追加することで、より正確な負荷とネットワーク損失の情報が得られ、電力設備の過負荷と電力品質の低下を回避できます。多数の計測データを統合することで、未知の状態の推定を実現し、計測データの精度を確認することができます。
(3) 電源品質と電源信頼度の監視
インテリジェント電力メーターは、電力品質と電力供給の状態をリアルタイムで監視して、ユーザーの苦情にタイムリーかつ正確に対応し、電力品質の問題を防ぐために事前に対策を講じることができます。従来の電力品質分析方法には、リアルタイム性と有効性にギャップがあります。
(4) 負荷分析、モデリング、予測
スマート電力メーターによって収集された水、ガス、および熱のエネルギー使用量のデータは、負荷分析と予測に使用できます。上記の情報を負荷特性や時間変化と総合的に分析することで、総エネルギー消費量やピーク需要を推定・予測することができます。この情報は、ユーザー、エネルギー小売業者、および配電ネットワーク オペレーターが電気の合理的な使用を促進し、エネルギーを節約して消費を削減し、グリッドの計画とスケジューリングを最適化するのに役立ちます。
(5) 電力需要側の対応
需要側の応答とは、電力料金を通じてユーザー負荷と分散型発電を制御することを意味します。これには、価格管理と直接負荷管理が含まれます。価格管理には通常、通常、短期、ピークの需要にそれぞれ対応するため、使用時間、リアルタイム、緊急のピーク料金が含まれます。直接的な負荷制御は、通常、負荷にアクセスして切断するためのリモート コマンドを介して、ネットワークの状態に応じてネットワーク ディスパッチャによって実現されます。
(6) エネルギー効率の監視と管理
スマート メーターからエネルギー使用に関する情報をフィードバックすることで、ユーザーはエネルギー使用量の削減や使用方法の変更を促進できます。分散型発電設備を備えた家庭では、合理的な発電および電力消費スキームをユーザーに提供して、ユーザーの利益を最大化することもできます。
(7) ユーザーのエネルギー管理
情報を提供することで、スマート メーターはユーザーのエネルギー管理システム上に構築され、さまざまなユーザー (居住ユーザー、商業および産業ユーザーなど) にエネルギー管理サービスを提供し、室内環境 (温度、湿度、照明) を制御できます。等）と同時に、エネルギー消費量を可能な限り削減し、排出量削減の目標を実現します。
(8) 省エネルギー
ユーザーにリアルタイムのエネルギー消費データを提供し、ユーザーに電力消費習慣を調整するよう促し、機器の故障による異常なエネルギー消費をタイムリーに発見します。スマート メーターによって提供される技術に基づいて、電力会社、機器サプライヤー、およびその他の市場参加者は、さまざまな種類の時分割ネットワーク電気料金、買い戻しのある電気契約、スポット料金電気契約などの新しい製品とサービスをユーザーに提供できます。など
(9) 知的な家族
スマートホーム
スマートホームは、さまざまなデバイス、機械、その他のエネルギーを消費する機器がネットワークに接続され、居住者のニーズと行動、屋外の温度などのパラメーターに従って制御される家です。暖房、警報、照明、換気などのシステムの相互接続を実現し、ホームオートメーションや電化製品などの機器の遠隔制御を実現できます。
(10) 予防保全と故障解析
スマート電力メーターの測定機能は、パワー エレクトロニクス機器の障害や地絡によって引き起こされる電圧波形の歪み、高調波、不均衡などの現象を検出するなど、配電網コンポーネント、電力メーター、およびユーザー機器の予防と保守の実現に役立ちます。測定データは、グリッドとユーザーがグリッド コンポーネントの障害と損失を分析するのにも役立ちます。
(11) 前払い
スマート メーターは、従来のプリペイド方式よりも低コストで、より柔軟でフレンドリーなプリペイド方式を提供します。
(12) 電力メーターの管理
メーター管理には次のものが含まれます。設置メーターの資産管理。メーター情報データベースのメンテナンス;メーターへの定期的なアクセス;メーターの適切な設置と操作を確認してください。メーターの設置場所や利用者情報の正確性などを確認してください。
投稿時間: Nov-04-2020