Розумний лічильник електроенергіїє одним із основних пристроїв для збору даних розумної електромережі (особливо розумної мережі розподілу електроенергії).Він бере на себе завдання збору даних, вимірювання та передачі початкової електроенергії, а також є основою для інтеграції інформації, аналізу та оптимізації та представлення інформації.На додаток до функції вимірювання основного споживання електроенергії традиційними лічильниками електроенергії, інтелектуальні лічильники електроенергії також мають функції двостороннього вимірювання різних ставок, функцію керування користувачем, функцію двосторонньої передачі даних різних режимів передачі даних, анти-енергію функція крадіжки та інші інтелектуальні функції для адаптації до використання розумних електромереж і нової енергії.
Удосконалена інфраструктура вимірювання (AMI) і система автоматичного зчитування лічильників (AMR), створена на основі інтелектуального обліку електроенергії, може надавати користувачам більш детальну інформацію про споживання електроенергії, дозволяючи їм краще керувати своїм споживанням електроенергії для досягнення мети економії електроенергії та зменшення викиди парникових газів.Роздрібні продавці електроенергії можуть гнучко встановлювати ціну TOU відповідно до попиту користувачів, щоб сприяти реформі системи цін на ринку електроенергії.Розподільчі компанії можуть швидше виявляти несправності та своєчасно реагувати на них, щоб посилити контроль і управління електромережею.
Основне обладнання електроенергії та енергії, збору, вимірювання та передачі даних сирої електроенергії мають високу надійність, високу точність та низьке енергоспоживання тощо
Концепція Smart Meter бере свій початок у 1990-х роках.Коли в 1993 році вперше з’явилися статичні лічильники електроенергії, вони були в 10-20 разів дорожчі за електромеханічні лічильники, тому їх використовували переважно великі споживачі.Зі збільшенням кількості лічильників електроенергії з телекомунікаційними можливостями необхідно розробити нову систему для реалізації зчитування лічильників та керування даними.У таких системах вимірювальні дані починають відкриватися таким системам, як автоматизація розподілу, але ці системи ще не можуть ефективно використовувати відповідні дані.Подібним чином дані про споживання енергії в режимі реального часу з передплачених лічильників рідко використовуються в таких програмах, як управління енергією або заходи з енергозбереження.
З прогресом технологій статичні лічильники електроенергії масового виробництва можуть придбати потужну ємність для обробки та зберігання даних за дуже низькою ціною, таким чином сприяючи значному вдосконаленню інтелектуального рівня лічильників електроенергії малих користувачів, і статичні лічильники електроенергії поступово замінили традиційні електромеханічні лічильники електроенергії.
Для розуміння «розумного лічильника» у світі не існує єдиної концепції чи міжнародного стандарту.Концепція розумного електричного лічильника зазвичай прийнята в Європі, тоді як термін розумний електричний лічильник відноситься до розумних лічильників електроенергії.У Сполучених Штатах використовували концепцію Advanced Meter, але суть була та сама.Хоча smart meter перекладається як розумний лічильник або розумний лічильник, в основному це відноситься до розумного лічильника електроенергії.Різні міжнародні організації, дослідницькі установи та підприємства дали різні визначення «розумного лічильника» в поєднанні з відповідними функціональними вимогами.
ESMA
Європейський альянс розумного вимірювання (ESMA) описує характеристики вимірювання для визначення розумних лічильників електроенергії.
(1) Автоматична обробка, передача, керування та використання даних вимірювань;
(2) Автоматичне керування лічильниками електроенергії;
(3) Двосторонній зв'язок між лічильниками електроенергії;
(4) Надавати своєчасну та цінну інформацію про споживання енергії відповідним учасникам (включаючи споживачів енергії) в рамках інтелектуальної системи вимірювання;
(5) Підтримувати підвищення енергоефективності та послуг систем управління енергією (виробництво, передача, розподіл та використання).
Південноафриканська енергетична компанія Eskom
Порівняно з традиційними лічильниками, інтелектуальні лічильники можуть надати більше інформації про споживання, яку можна в будь-який час надіслати на локальні сервери через певну мережу для досягнення мети вимірювання та керування рахунками.Він також включає:
(1) Інтегровано різноманітні передові технології;
(2) Зчитування лічильника в реальному або квазіреальному часі;
(3) Детальні характеристики навантаження;
(4) Запис про відключення електроенергії;
(5) Моніторинг якості електроенергії.
DRAM
За даними Коаліції реагування на потреби та передового вимірювання (DRAM), інтелектуальні лічильники електроенергії повинні виконувати наступні функції:
(1) Вимірювати дані про споживання енергії в різні періоди часу, включаючи погодинні або офіційні періоди часу;
(2) Дозвол споживачам електроенергії, енергетичним компаніям і сервісним агентствам торгувати електроенергією за різними цінами;
(3) Надання інших даних і функцій для покращення якості енергопостачання та вирішення проблем в обслуговуванні.
Принцип роботи
Інтелектуальний лічильник електроенергії – це вдосконалений прилад обліку, який збирає, аналізує та обробляє інформаційні дані про електроенергію на основі сучасних комунікаційних технологій, комп’ютерних технологій та вимірювальних технологій.Основним принципом інтелектуального лічильника електроенергії є: покладатися на аналого-цифровий перетворювач або вимірювальну мікросхему для збору даних про струм і напругу користувача в режимі реального часу, проводити аналіз і обробку через центральний процесор, здійснювати обчислення позитивного та негативного напрямку, пікової долини або чотириквадрантну електричну енергію, а потім виводити вміст електроенергії за допомогою зв’язку, відображення та інших засобів.
Структура та принцип роботи розумного лічильника електроенергії сильно відрізняються від традиційного індукційного лічильника електроенергії.
Амперметр індукційного типу в основному складається з алюмінієвої пластини, котушки струмової напруги, постійного магніту та інших елементів.Його принцип роботи полягає в основному через котушку струму та рухому свинцеву пластину
Склад розумних лічильників електроенергії
Електронний інтелектуальний лічильник, який вимірюється за допомогою індукованої взаємодії вихрових струмів, в основному складається з електронних компонентів, а його принцип роботи базується на вибірці напруги джерела живлення користувача та струму в реальному часі, знову ж таки ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ спеціальна інтегральна схема лічильника ват-годин, вибіркова напруга та поточна обробка сигналу, пропорційна потужності імпульсного виходу, остаточно контролюється однокристальним мікрокомп’ютером для обробки, імпульсний дисплей для споживання та виведення потужності.
Зазвичай ми називаємо кількість імпульсів, які випромінює аналого-цифровий перетворювач під час вимірювання одного градуса електроенергії в інтелектуальному лічильнику, як постійну імпульсу.Для інтелектуального лічильника це відносно важлива константа, оскільки кількість імпульсів, які випромінює АЦП за одиницю часу, безпосередньо визначатиме точність вимірювання лічильника.
З точки зору структури розумний лічильник ватт-годин можна приблизно розділити на дві категорії: електромеханічний інтегрований лічильник і повністю електронний лічильник.
Електромеханічна інтеграція
Електромеханічний цільний, а саме в оригінальному механічному лічильнику, прикріпленому до певних частин, які вже виконують необхідні функції, зменшують вартість і прості в установці, його конструктивна схема, як правило, не руйнує поточну фізичну структуру лічильника, не змінюючи оригінал на основі свого національного стандарту вимірювання, додавши чутливий пристрій до механічного лічильника градусів, водночас також має вихід електричного імпульсу, синхронізує електронну нумерацію та механічну нумерацію.Його точність вимірювання не нижча, ніж у звичайного механічного лічильника.Ця проектна схема використовує зрілу технологію оригінального столу індукційного типу, який в основному використовується для реконструкції старого лічильника.
Особливість
(1) Надійність
Точність незмінна протягом тривалого часу, без розвалу коліс, без наслідків монтажу та транспортування тощо.
(2) Точність
Широкий діапазон, широкий коефіцієнт потужності, чутливість до запуску тощо.
(3) Функція
Може реалізовувати функції централізованого зняття показань лічильників, багатотарифності, передоплати, запобігання крадіжкам електроенергії, забезпечення вимог до послуг доступу до мережі Інтернет.
(4) Показники витрат
Висока економічна продуктивність може бути зарезервована для функцій розширення, на що впливає ціна сировини.
(5) Підказка тривоги
Коли кількість електроенергії, що залишилася, менша за кількість електроенергії, яка попереджає сигнал, лічильник часто показує кількість електроенергії, що залишилася, щоб нагадати користувачеві купити електроенергію.Коли залишок потужності в лічильнику дорівнює потужності сигналізації, живлення відключається один раз, користувачеві потрібно вставити картку IC, щоб відновити живлення, користувач повинен своєчасно придбати електроенергію в цей час.
(6) Захист даних
Технологія повністю твердотільних інтегральних схем використовується для захисту даних, і дані можуть зберігатися більше 10 років після збою живлення.
(7) Автоматичне вимкнення
Коли залишкова кількість електроенергії в електролічильнику дорівнює нулю, лічильник автоматично вимкнеться та перерве подачу електроенергії.У цей час користувач повинен своєчасно купувати електроенергію.
(8) Функція зворотного запису
Карта живлення може записувати накопичене споживання електроенергії, залишкову потужність і потужність перетину нуля назад до системи продажу електроенергії для зручності статистичного управління відділом управління.
(9) Функція перевірки вибірки користувача
Програмне забезпечення для продажу електроенергії може забезпечувати перевірку вибірки даних споживання електроенергії та забезпечувати пріоритетну вибірку послідовностей користувачів за потреби.
(10) Потужний запит
Вставте картку IC, щоб показати загальну придбану потужність, кількість придбаної потужності, останню придбану потужність, сукупне споживання електроенергії та залишок потужності.
(11) Захист від перенапруги
Коли фактичне навантаження перевищує задане значення, лічильник автоматично відключає живлення, вставляє картку клієнта та відновлює електропостачання.
Основні програми
(1) Розрахунок і облік
Інтелектуальний лічильник електроенергії може реалізувати точну обробку інформації про витрати в режимі реального часу, що спрощує складний процес обробки рахунків у минулому.У кільці ринку електроенергії
Якість електроенергії
У середовищі диспетчери можуть своєчасно та зручніше переключати продавців електроенергії та навіть реалізувати автоматичне перемикання в майбутньому.У той же час користувачі також можуть отримати більш точну та своєчасну інформацію про споживання енергії та облікову інформацію.
(2) Оцінка стану розподільної мережі
Інформація про розподіл потоку електроенергії на стороні розподільної мережі є неточною, головним чином тому, що інформація отримана шляхом комплексної обробки моделі мережі, значення оцінки навантаження та інформації вимірювання на стороні високої напруги підстанції.Завдяки додаванню вимірювальних вузлів на стороні користувача буде отримана точніша інформація про навантаження та втрати мережі, що дозволить уникнути перевантаження та погіршення якості електроенергії енергетичного обладнання.Завдяки інтегруванню великої кількості даних вимірювань можна здійснити оцінку невідомого стану та перевірити точність даних вимірювань.
(3) Моніторинг якості електроенергії та надійності електропостачання
Інтелектуальні лічильники електроенергії можуть контролювати якість електроенергії та стан електропостачання в режимі реального часу, щоб своєчасно та точно реагувати на скарги користувачів і заздалегідь вживати заходів для запобігання проблемам з якістю електроенергії.Традиційний метод аналізу якості електроенергії має розрив у реальному часі та ефективності.
(4) Аналіз навантаження, моделювання та прогнозування
Дані про споживання води, газу та тепла, зібрані розумними лічильниками електроенергії, можна використовувати для аналізу та прогнозування навантаження.Завдяки комплексному аналізу наведеної вище інформації з характеристиками навантаження та змінами часу можна оцінити та спрогнозувати загальне споживання енергії та пікове споживання.Ця інформація допоможе користувачам, роздрібним торговцям електроенергією та операторам розподільчих мереж сприяти раціональному використанню електроенергії, економії енергії та зменшенню споживання, а також оптимізувати планування та графік роботи мережі.
(5) Реакція сторони споживання електроенергії
Реагування на стороні попиту означає контроль навантажень користувачів і розподіленого виробництва через ціни на електроенергію.Він включає контроль цін і прямий контроль навантаження.Контроль цін, як правило, включає час використання, режим реального часу та надзвичайні пікові ставки для задоволення звичайного, короткострокового та пікового попиту відповідно.Пряме керування навантаженням зазвичай здійснюється диспетчером мережі відповідно до стану мережі за допомогою віддаленої команди для доступу та відключення навантаження.
(6) Моніторинг та управління енергоефективністю
Надаючи інформацію про споживання енергії з інтелектуальних лічильників, користувачів можна спонукати зменшити споживання енергії або змінити спосіб її використання.Для домогосподарств, обладнаних обладнанням розподіленої генерації, він також може надати користувачам розумні схеми виробництва та споживання електроенергії, щоб максимізувати переваги користувачів.
(7) Управління енергією користувача
Надаючи інформацію, інтелектуальні лічильники можуть бути побудовані на системі енергоменеджменту користувача, для різних користувачів (користувачі-резиденти, комерційні та промислові користувачі тощо), щоб надавати послуги з енергоменеджменту, контроль внутрішнього середовища (температура, вологість, освітлення) , і т.д.) в той же час, наскільки це можливо, щоб зменшити споживання енергії, реалізувати цілі щодо скорочення викидів.
(8) Енергозбереження
Надавати користувачам дані про енергоспоживання в режимі реального часу, заохочувати користувачів коригувати свої звички енергоспоживання та вчасно виявляти аномальне енергоспоживання, спричинене несправністю обладнання.Завдяки технології інтелектуальних лічильників енергетичні компанії, постачальники обладнання та інші учасники ринку можуть надавати користувачам нові продукти та послуги, такі як різні типи мережевих цін на електроенергію з розподілом часу, контракти на електроенергію зі зворотним викупом, контракти на електроенергію за спотовою ціною. і т.д.
(9) Розумна сім'я
«Розумний дім» означає об’єднання різних пристроїв, машин та іншого енергоспоживаючого обладнання в будинку в мережу, а також, відповідно до потреб і поведінки мешканців, зовнішнього
Він може реалізувати взаємозв’язок систем опалення, сигналізації, освітлення, вентиляції та інших систем, щоб реалізувати дистанційне керування домашньою автоматизацією, приладами та іншим обладнанням.
(10) Профілактичне обслуговування та аналіз несправностей
Функція вимірювання інтелектуальних лічильників електроенергії допомагає реалізувати запобігання та технічне обслуговування компонентів розподільної мережі, лічильників електроенергії та обладнання користувача, наприклад, виявлення спотворень форми сигналу напруги, гармонік, дисбалансу та інших явищ, спричинених несправностями силового електронного обладнання та замиканнями на землю.Дані вимірювань також можуть допомогти мережі та користувачам проаналізувати несправності та втрати компонентів мережі.
(11) Передоплата
Інтелектуальні лічильники пропонують дешевший, більш гнучкий і зручний метод передоплати, ніж традиційні методи передоплати.
(12) Управління лічильниками електроенергії
Управління лічильником включає: управління активами лічильника установки;Ведення інформаційної бази даних;Періодичний доступ до лічильника;Забезпечити правильне встановлення та роботу лічильника;Перевірити розташування лічильників та правильність інформації користувача тощо.
Час публікації: 20 серпня 2020 р