Управляемые счетчики электроэнергии: Счетчики электроэнергии купить — цена на умные электросчетчики с Wi-Fi в Москве
Обзор и устройство современных счётчиков электроэнергии / Хабр
За последнее время на смену индукционным счётчикам электроэнергии пришли электронные. В данных счётчиках счётный механизм приводится во вращение не с помощью катушек напряжения и тока, а с помощью специализированной электроники. Кроме того, средством счёта и отображения показаний может являться микроконтроллер и цифровой дисплей соответственно. Всё это позволило сократить габаритные размеры приборов, а также, снизить их стоимость.
В состав практически любого электронного счётчика входит одна или несколько специализированных вычислительных микросхем, выполняющие основные функции по преобразованию и измерению. На вход такой микросхемы поступает информация о напряжении и силе тока с соответствующих датчиков в аналоговом виде. Внутри микросхемы данная информация оцифровывается и преобразуется определённым образом. В результате, на выходе микросхемы формируются импульсные сигналы, частота которых пропорциональна текущей потребляемой мощности нагрузки, подключенной к счётчику.
Рассмотрим несколько подобных микросхем и моделей счётчиков, которые мне попадались под руку.
Ниже на рисунке в разобранном виде изображён один из наиболее дешёвых и популярных однофазных счётчиков «НЕВА 103». Как видно из рисунка, устройство счётчика довольно простое. Основная плата состоит из специализированной микросхемы, её обвески и узла стабилизатора питания на основе балластового конденсатора. На дополнительной плате размещён светодиод, индицирующий потребляемую нагрузку. В данном случае – 3200 импульсов на 1 кВт*ч.
В данной модели счётчика применяется микросхема ADE7754. Рассмотрим её структуру.
На пины 5 и 6 поступает аналоговый сигнал с токового шунта, который расположен на первой и второй клеммах счётчика (на фотографии в этом месте видно повреждение).
Стандартная схема обвески практически представляет собой схему рассматриваемого счётчика.
Общий минусовой провод соединён с нулём 220В. Фаза поступает на пин 8 через делитель на резисторах, служащий для снижения уровня измеряемого напряжения.
Сигнал с шунта поступает на соответствующие входы микросхемы также через резисторы. В данной схеме, предназначенной для теста, конфигурационные пины 12-14 подключены к логической единице. В зависимости от модели счётчика, они могут иметь разную конфигурацию. В данном кратком обзоре эта информация не столь важна. Светодиодный индикатор подключен к соответствующему пину последовательно вместе с оптической развязкой, на другой стороне которой подключается клеммник для снятия счётной информации (К7 и К8).
Из этого же семейства микросхем существуют похожие аналоги для трёхфазных измерений. Вероятнее всего, они встраиваются в дешёвые трёхфазные счётчики. В качестве примера на рисунке ниже представлена структура одной из таких микросхем, а именно ADE7752.
Вместо двух узлов АЦП, здесь применено их 6: по 2 на каждую фазу. Минусовые входы ОУ напряжения объединены вместе и выводятся на пин 13 (ноль). Каждая из трёх фаз подключается к своему плюсовому входу ОУ (пины 14, 15, 16).
Сигналы с токовых шунтов по каждой фазе подключаются по аналогии с предыдущим примером. По каждой из трёх фаз с помощью трёх умножителей выделяется сигнал, характеризующий текущую мощность. Эти сигналы, кроме фильтров, проходят через дополнительные узлы, которые активируются через пин 17 и служат для включения операции математического модуля. Затем эти три сигнала суммируются, получая, таким образом, суммарную потребляемую мощность по всем фазам. В зависимости от двоичной конфигурации пина 17, сумматор суммирует либо абсолютные значения трёх сигналов, либо их модули. Это необходимо для тех или иных тонкостей измерения электроэнергии, подробности которых здесь не рассматриваются. Данный сигнал поступает на преобразователь, аналогичный предыдущему примеру с однофазным измерителем. Его интерфейс также практически аналогичен.
Стоит отметить, что вышеописанные микросхемы служат для измерения активной энергии. Более дорогие счётчики способны измерять как активную, так и реактивную энергию.
Рассмотрим, например, микросхему ADE7754. Как видно из рисунка ниже, её структура намного сложнее структуры микросхем из предыдущих примеров.
Микросхема измеряет активную и реактивную трёхфазную электроэнергию, имеет SPI интерфейс для подключения микроконтроллера и выход CF (пин 1) для внешней регистрации активной электроэнергии. Вся остальная информация с микросхемы считывается микроконтроллером через интерфейс. Через него же осуществляется конфигурация микросхемы, в частности, установка многочисленных констант, отражённых на структурной схеме. Как следствие, данная микросхема, в отличие от предыдущих двух примеров, не является автономной, и для построения счётчика на базе этой микросхемы требуется микроконтроллер. Можно зрительно в структурной схеме пронаблюдать узлы, отвечающие по отдельности за измерение активной и реактивной энергии. Здесь всё гораздо сложнее, чем в предыдущих двух примерах.
В качестве примера рассмотрим ещё один интересный прибор: трёхфазный счётчик «Энергомера ЦЭ6803В Р32».
Как видно из фотографии ниже, данный счётчик ещё не эксплуатировался. Он мне достался в неопломбированном виде с небольшими механическими повреждениями снаружи. При всём при этом он находился полностью в рабочем состоянии.
Как можно заметить, глядя на основную плату, прибор состоит из трёх одинаковых узлов (справа), цепей питания и микроконтроллера. С нижней стороны основной платы расположены три одинаковых модуля на отдельных платах по одному на каждый узел. Данные модули представляют собой микросхемы AD71056 с минимальной необходимой обвеской. Эта микросхема является однофазным измерителем электроэнергии.
Модули запаяны вертикально на основную плату. Витыми проводами к данным модулям подключаются токовые шунты.
За пару часов удалось срисовать электрическую схему прибора. Рассмотрим её более детально.
Справа на общей схеме изображена схема однофазного модуля, о котором говорилось выше. Микросхема D1 этого модуля AD71056 по назначению похожа на микросхему ADE7755, которая рассматривалась ранее.
На четвёртый контакт модуля поступает питание 5В, на третий – сигнал напряжения. Со второго контакта снимается информация в виде импульсов о потребляемой мощности через выход CF микросхемы D1. Сигнал с токовых шунтов поступает через контакты X1 и X2. Конфигурационные входы микросхемы SCF, S1 и S0 в данном случае расположены на пинах 8-10 и сконфигурированы в «0,1,1».
Каждый из трёх таких модулей обслуживает соответственно каждую фазу. Сигнал для измерения напряжения поступает на модуль через цепочку из четырёх резисторов и берётся с нулевой клеммы («N»). При этом стоит обратить внимание, что общим проводом для каждого модуля является соответствующая ему фаза. А вот, общий провод всей схемы соединён с нулевой клеммой. Данное хитрое решение по обеспечению питанием каждого узла схемы расписано ниже.
Каждая из трёх фаз поступает на стабилитроны VD4, VD5 и VD6 соответственно, затем на балластовые RC цепи R1C1, R2C2 и R3C3, затем – на стабилитроны VD1, VD2 и VD3, которые соединены своими анодами с нулём.
Общую схему составляет микроконтроллер (МК) D5 PIC16F720. Очевидно, он служит для сбора и обработки информации о текущей потребляемой мощности, поступающей с каждого модуля в виде импульсов. Эти сигналы поступают с модулей U3, U2 и U1 на пины МК RA2, RA4 и RA5 через оптические развязки V1, V2 и V3 соответственно. В результате на пинах RC1 и RC2 МК формирует импульсы для механического счётного устройства M1. Оно аналогично устройству, рассматриваемому ранее, и также имеет соотношение 200:1. Сопротивление катушки высокое и составляет порядка 500 Ом, что позволяет подключать её непосредственно к МК без дополнительных транзисторных цепей.
Слева на плате расположено место для 10-пинового разъёма XS1, который служит для перепрошивки, а также, для UART интерфейса МК.
Таким образом, трёхфазный счётчик «Энергомера ЦЭ6803В Р32» состоит из трёх однофазных измерительных микросхем и микроконтроллера, обрабатывающий информацию с них.
В заключение стоит отметить, что существует ряд моделей счётчиков куда более сложней по своей функциональности.
К примеру, счётчики с удалённым контролем показаний по электролинии, или даже через модуль мобильной связи. В данной статье я рассмотрел только простейшие модели и основные принципы построения их электрических схем. Заранее приношу извинения за возможно неправильную терминологию в тексте, ибо я старался излагать простым языком.
Для чего нужны «умные» счетчики / Хабр
С 01.07.2020 планируется начало всеобщего перехода на «умные» счетчики электроэнергии. И все публикации по теме сводятся к тому, что мы избавимся от необходимости записывать цифры на бумажку. С моей точки зрения, это не что иное, как попытка переключить внимание с главного на второстепенное.
В энергетической компании я проработал достаточно, а потому считаю себя вправе дать собственный ответ на заголовок статьи.
Для профессионального энергетика умный счетчик — прибор привычный, и появился в хозяйстве задолго до того, как по опорам ЛЭП протянулись оптические кабели.
На самом деле, интенсивного трафика эти счетчики не создают, и вполне могут довольствоваться GPRS модемом. Опять же, не до каждой подстанции есть оптика. и не каждая подстанция находится в зоне покрытия сотового оператора. А потому метрологу часто приходится одевать сапоги до ушей, и ехать к счетчику на вездеходе. Однако, показания не пишут на бумажку, а скачивают в ноутбук, настолько древний, что там есть девятипиновый COM – порт. Такое счастье, когда цифры сами текут по проводам, пришло намного позже, а такие места, где до сих пор работают по старинке, наверняка остались.
Не было бы оптики и GSM — так бы и бегали от точки к точке, горько плакали, но ни за что бы с умными счетчиками не расстались. Откуда такая любовь?
Так вот: главное — не как информация передается, а как она извлекается. Это только традиционный «глупый» счетчик копит единственную цифру нарастающим итогом. Настоящий «умный» — регулярно делает замеры через короткие промежутки времени. У нас например, была настройка — каждые 15 минут.
Зачем? А затем, чтобы иметь подробный суточный график потребленной мощности. Теперь вопрос, зачем график? А затем, чтобы осуществить особый подход к ценовой политике, совсем не такой, к которому мы все привыкли в быту.
Двух, трех и четырех тарифные планы учитывают время суток и сезон. В общем случае, главный ценовой фактор — время. Но это лишь косвенно решает основную задачу тарифного регулирования, борьбу с «рваным режимом», минимизацию пиковых нагрузок. Контроль потребляемой мощности позволяет решить задачу непосредственно, но такую возможность предоставляет только «умный» счетчик. Работу в режиме умеренного энергопотребления надо стимулировать, а за создание пиковых нагрузок — безжалостно наказывать прогрессивным тарифом.
А как вы хотели? Чем выше мощность, тем больше потери при передаче энергии. Превышение допустимой нагрузки — как минимум преждевременный износ оборудования, а то и вовсе авария. Следовательно, уровень оплаты, прогрессивный в зависимости от потребляемой мощности — это логично, справедливо и правильно.
Вот почему поездка метролога на вездеходе к удаленной подстанции подчас оказывается вполне оправданной.
С 01.07.2020 на «умные» счетчики начнут переводить жилые дома. Для обывателя их рекламируют как традиционные двух, трех, или четырех тарифные, более выгодные, чем древние одно тарифные. Это правда. Однако, когда производители приборов учета рекламируют свою продукцию энергетикам, на первый план выкатывают возможность получить «профиль мощности». Очень грамотный ход, и тоже ни капли лукавства.
Теперь смотрим: компьютеры железные, процессоры мощные, график мощности запросто может быть построен для каждой квартиры. Вопрос к клубу знатоков: для населения профиль мощности будет учитываться в цене, или как?
Те, кто пользуется электричеством понемногу и равномерно, перемен не заметят. Но давайте посмотрим на многодетную семью: мама загрузила курицу в духовку на полтора киловатта, в стиральной машине включился ТЭН на два киловатта, в это время надо погладить белье утюгом опять полтора киловатта.
Папа включает чайник, еще два киловатта, а в это время ребенок опрокидывает цветочный горшок. Для уборки включается пылесос как минимум киловатт. Это не на долго, чайник скоро закипит, пылесос выключат, и остальные дела потихоньку завершатся. Однако, недремлющий «умный» счетчик все это безобразие в профиле мощности нарисует. Готов ли современный обыватель к такому повороту? Тем не менее, платежную квитанцию получит неизбежно.
Вопрос о передаче данных тоже интересный. Пусть трафика не много, но подключение стоит денег. Кто будет платить? Поставщик электроэнергии? А сам он откуда деньги берет? Из тарифа, откуда еще? Значит, в конечном итоге за передачу данных заплатит абонент, вопрос лишь в том, насколько хорошо это будет замаскировано. В современном многоквартирном доме достаточно безлимитного интернета, согласно здравому смыслу, «умные» счетчики без связи не останутся. Теоретически, на тарифе не должно сильно отразиться, а реальную практику мы скоро увидим.
Но что, если счетчик в таком месте, где возможен только мобильный интернет? В таком случае, передача данных окажется дороже, чем стоимость потребленной электроэнергии.
В теории рядом могут быть другие такие счетчики, можно объединить их в группу и подключить к одной общей точке. А если нельзя, если они разбросаны на большом расстоянии? Станет ли поставщик электроэнергии тянуть к каждому счетчику собственный информационный кабель? Любопытно будет узнать.
Согласно декларации, установка «умных» счетчиков для абонентов бесплатна. А о том, что тарифы будут другие — полная тишина. Как ни маскируй, а стоимость передачи данных неизбежно окажется в тарифе, об этом тоже молчат.
Подумаем теперь вот о чем: сам по себе «умный» счетчик — прибор не дешевый. Абонентская сеть огромна. Возникает вопрос: кто такой добрый и богатый, что берется делать установку за собственные деньги? Откуда столько энтузиазма и доброжелательной медийной поддержки?
Здесь надо понимать, какие возможности открывает автоматическая передача данных. «Умный» счетчик служит нервным рецептором на конце щупальца невероятно многоногого монстра, имя которому АСКУЭ — автоматическая система коммерческого учета электроэнергии.
Она не просто клиент-серверная, она многоуровневая. То есть, сервера региональных энергетических и сбытовых компаний не только собирают показания с установленных счетчиков, но и передают агрегированные данные серверам вышестоящих организаций. В результате, где-то кто-то видит полную картину. Причем, «полную» — сказано оптимистично, поскольку то, что творится на «последней миле», в бытовом секторе — тайна, покрытая мраком. В «полной» картине получается так: на нужды населения приходится 10 — 15% всей потребляемой мощности, а в структуре стоимости электроэнергии, расходы на потери и содержание сетей низкого и среднего напряжения составляют без малого 40%. Простым смертным на это плевать, но кому-то дурно. Он возмущен до глубины души, но вынужден терпеть.
Точнее, терпел до тех пор, пока не наработал богатый опыт использования систем АСКУЭ. Теперь стало понятно, как обуздать неукротимые сети низкого и среднего напряжения. С помощью «умных» счетчиков можно сделать все бытовое энергопотребление прозрачным, понятным и управляемым.
Но самое главное — уровень централизации управления можно довести до максимума. Здесь и кроется разгадка, почему этот «кто-то» такой щедрый и богатый. Предполагается радикальное изменение всей системы продаж электроэнергии населению, ни больше, ни меньше.
Процесс перехода на «умные» счетчики планируется завершить к 2035 году. Что тогда будет?
Надо понимать, что замена оборудования — всего лишь мера технического обеспечения. Главных перемен следует ждать в экономической и управленческой областях. Говоря по простому, все региональные энергосбыты из великих князей превратятся в мелких жандармов. Они будут обязаны содержать в порядке необходимый парк приборов учета, обеспечивать передачу данных и обслуживать определенное количество собственных серверов. Вполне возможно, на них же возложат рутинную задачу рассылки платежных квитанций. Однако, номера банковских счетов изменятся, и управлять денежными потоками будет кто-то гораздо более другой. Разумеется, все субъекты системы ЖКХ и вовсе будут исключены из процесса торговли электричеством, окончательно и бесповоротно.
В квитанциях управляющих компаний останется только строка «содержание жилья», платить за все остальное граждане будут напрямую.
Короче, с 2035 года «энергию людям» продавать будет кто-то один, в одиночку купит на оптовом рынке, в одиночку продаст в розницу. Региональные энергосбыты формально останутся, но работать будут не «за долю», а «за зарплату».
Таким образом, с моей точки зрения, «умные» счетчики нужны для:
- технического обеспечения деятельности крупного сбытового монополиста;
- внедрения тарифов, прогрессивных в зависимости от потребляемой мощности.
Если я чего-то неправильно понял, поправьте пожалуйста…
Все, что вам нужно знать об интеллектуальных счетчиках
По мере старения электросети в Соединенных Штатах происходит революция, направленная на то, чтобы сделать старую сеть «умной». Частью этого скачка является массовая установка интеллектуальных счетчиков электроэнергии в американских домах.
Эти умные счетчики соединяют ваш дом с вашим поставщиком электроэнергии и наоборот, принося пользу вам, сети и даже планете. Здесь мы узнаем больше об интеллектуальных измерениях для клиентов поставщиков электроэнергии.
Что такое интеллектуальный счетчик?
Интеллектуальный счетчик — это устройство, которое обеспечивает двустороннюю связь между потребителем и поставщиком электроэнергии по вопросам использования энергии. «Умные» счетчики — то есть цифровые счетчики электроэнергии, усовершенствованные счетчики или «умные» счетчики электроэнергии, как их иногда называют, — это не то же самое, что автоматическое считывание показаний счетчиков (AMR). Дистанционное считывание показаний электрических счетчиков существовало некоторое время, но оно не было двусторонним, и эти устройства не обеспечивали такие же функции интеллектуальных счетчиков.
Интеллектуальные счетчики измеряют потребление электроэнергии в киловатт-часах (кВтч), но они могут делать гораздо больше. Например, они могут сразу предупредить вашу коммунальную службу, если отключится электричество.
Кроме того, интеллектуальные электрические счетчики могут упростить ежедневное отслеживание потребления электроэнергии. Это открывает возможность более быстрой корректировки, чтобы ваш счет за электроэнергию не был слишком высоким.
Нужен ли умному счетчику электроэнергии Wi-Fi?
Умные счетчики могут подключить ваш дом к поставщику энергии без Wi-Fi. Точный способ связи зависит от того, где вы живете, а также от вашей коммунальной службы и/или провайдера; он может варьироваться от беспроводных сетей до отправки данных по линиям электропередач.
Но интеллектуальные счетчики электроэнергии также могут отправлять вам информацию через домашний концентратор, систему управления энергопотреблением или другой домашний дисплей. Для этого они могут использовать беспроводную связь или связь по линиям электропередач, но многим не нужно использовать Wi-Fi.
Умные счетчики помогают экономить деньги?
Интеллектуальные электрические счетчики могут сэкономить ваши деньги, показывая потребление энергии почти в реальном времени на подключенном дисплее.
Это означает больший контроль над тем, как вы используете электричество. У штатов и населенных пунктов есть разные программы развертывания своих передовых сетей, но в разработке находятся планы сделать эту технологию мониторинга более доступной.
Аналогично, интеллектуальные счетчики предназначены для сопряжения с другими интеллектуальными устройствами, такими как интеллектуальные термостаты, для их автоматической настройки для повышения энергоэффективности или полного отключения. Потенциал контроля и экономии — два наиболее заметных преимущества интеллектуальных счетчиков.
Потенциальные преимущества интеллектуального электросчетчика
Цифровые электросчетчики обладают многими потенциальными преимуществами, такими как удобство, контроль и экономия. Ниже приведены некоторые преимущества интеллектуальных счетчиков, которыми вы сможете воспользоваться, когда технология станет доступной на вашем рынке:
- Обнаружение отключений быстрее, чем с обычными счетчиками.
Умный счетчик подключит ваш дом к поставщику электроэнергии. Таким образом, если отключается электричество, немедленно отправляется сообщение, и ремонтные бригады могут быть отправлены намного быстрее. - Получите больший контроль и понимание использования электроэнергии. Усовершенствованные счетчики могут помочь вам лучше понять свой счет за электроэнергию, показывая вам, сколько электроэнергии вы используете в любое время дня. Это может помочь выявить энергоемкие приборы и указать способы перестать тратить энергию впустую дома.
- Устранение предполагаемого выставления счетов. С помощью интеллектуального счетчика вы подключаете свой дом к поставщику энергии, поэтому они выставят вам счет ровно то, что вы использовали. Дистанционное считывание электрических счетчиков означает, что больше никаких оценок!
- Сопряжение с другими интеллектуальными устройствами. Одной из самых захватывающих функций интеллектуальных счетчиков является их возможность подключения к другим интеллектуальным устройствам в вашей домашней сети для большего удобства и контроля. Многие из этих электрических счетчиков могут регулировать термостаты или выключать приборы.
- Возможность участвовать в большем количестве планов на время использования. Если ваш поставщик энергии предлагает специальные планы, по которым электроэнергия дешевле в определенные дни или в определенное время, например, бесплатные ночи и выходные, может потребоваться цифровой счетчик электроэнергии.
- Предоставьте вашей энергетической компании более четкое представление о всей сети. Одно из самых больших преимуществ усовершенствованной измерительной инфраструктуры (AMI) заключается в том, что выявляются время и места повышенного спроса. Это означает, что ваша коммунальная служба способна лучше удовлетворять потребности клиентов.
- Сократить общее потребление энергии для всех. Чем больше людей используют интеллектуальные счетчики электроэнергии для экономии энергии, тем меньше нагрузка на систему и, возможно, тем меньше сжигается ископаемого топлива. Это означает большую устойчивость, меньшее загрязнение и лучший мир.
Умный счетчик подключит ваш дом к поставщику электроэнергии. Таким образом, если отключается электричество, немедленно отправляется сообщение, и ремонтные бригады могут быть отправлены намного быстрее.
Многие из этих электрических счетчиков могут регулировать термостаты или выключать приборы.
Это означает большую устойчивость, меньшее загрязнение и лучший мир.Доступны ли на вашем рынке интеллектуальные счетчики электроэнергии?
К 2019 году около 83,5 млн бытовых потребителей электроэнергии — более половины всех бытовых потребителей в США — имели в своих домах умные счетчики. Ваша электроэнергетическая компания предоставит его в рамках своих регулярных услуг, если он предлагается на вашем рынке. В зависимости от законов штата и местных законов вы можете отказаться, но тогда с вас может взиматься дополнительная плата.
Партнеры Constellation по коммунальным услугам в настоящее время предлагают интеллектуальные измерения для клиентов в Мэриленде и Техасе. Это часть постоянных усилий по модернизации национальной инфраструктуры до интеллектуальной сети.
Как узнать, есть ли у меня интеллектуальный счетчик?
Старые электросчетчики аналоговые, то есть вы можете видеть циферблаты через стекло, вращающиеся с разной скоростью. Вы увидите цифровой дисплей на интеллектуальных счетчиках, то есть это будет светодиодный экран без циферблатов.
Если вам недавно заменили счетчик электроэнергии, есть большая вероятность, что это умный счетчик. Но если вы все еще не уверены, обратитесь в отдел обслуживания клиентов вашей электроэнергетической компании. Эта информация также может быть в вашем ежемесячном отчете.
Сколько стоит купить умный электросчетчик?
Самостоятельно купить расширенный замер нельзя. Это технологическое обновление распространяется вашей электроэнергетической компанией в рамках их услуги. Прямые затраты на AMI в значительной степени несут коммунальные предприятия и государства в их усилиях по модернизации сети. Однако некоторая небольшая часть может быть передана клиенту в его ежемесячном счете.
По мере того, как мы заменяем нашу устаревшую электрическую инфраструктуру более передовыми технологиями, функции интеллектуальных счетчиков больше не мучают нас ожиданиями, а представляют собой современные реалии. Двусторонняя связь в режиме реального времени между потребителем и поставщиком электроэнергии открывает новые стандарты контроля, удобства, энергоэффективности и экономии.
И по мере роста числа клиентов с интеллектуальными счетчиками эти улучшения превращаются в более чистую и устойчивую среду для всех нас.
Интеллектуальные счетчики
Джерри Рами, KI6LGY
В) Что такое счетчик электроэнергии или мощности?
A) На языке коммунальных служб это счетчик киловатт-часов между вашей сетью и центром нагрузки, который измеряет потребление электроэнергии.
В) Что такое интеллектуальный счетчик? Чем он отличается от обычного счетчика электроэнергии или мощности?
A) Интеллектуальный счетчик похож на обычный счетчик электроэнергии в том, что он также измеряет потребление электроэнергии, но у него есть другие возможности, такие как возможность удаленного считывания показаний без отправки человека к вашему счетчику. См. рис. 1.
В) Что такое интеллектуальная сеть?
A) Модернизация электросети, которую ее сторонники часто называют «умной сетью », является важной целью.
Усилия, такие как усовершенствованная инфраструктура измерения (AMI), автоматизированное считывание показаний счетчиков (AMR) и другие этапы интеллектуального управления сетью, являются частью более интеллектуальной сети. Улучшение контроля над электросетью повысит ее надежность и эффективность, а по мере разработки приложений для конечных пользователей мониторинг и контроль использования и выработки электроэнергии в точке использования принесет пользу коммунальным предприятиям, снизив пиковые нагрузки, и принесет пользу потребителям, предоставив способ экономить на своих энергозатратах. Дополнительную информацию см. на веб-сайте ARRL по адресу: http://www.arrl.org/electric-utility-communication-applications-and-smart-grid-technologies 9.0003
В) Где в настоящее время внедряются интеллектуальные счетчики?
A) Умные счетчики развертываются по всей территории Соединенных Штатов и во многих других странах.
В) В соответствии с какой частью правил Федеральной комиссии по связи в США работают интеллектуальные счетчики?
A) Часть 15, как и большинство других бытовых и бытовых электронных устройств.
На большинстве частот Часть 15 допускает работу только с очень низким энергопотреблением — в некоторых случаях несколько нановатт. В соответствии с правилами Части 15 в некоторых диапазонах предусмотрены условия для работы на более высокой мощности. Поскольку эти диапазоны также используются промышленными, научными и медицинскими устройствами, их часто называют диапазонами ISM. Однако это не меняет статус интеллектуальных счетчиков; они работают исключительно в соответствии с Частью 15 правил, а не Частью 18, как настоящие устройства ISM. Для получения дополнительной информации об устройствах Part 15 и Part-15 см. http://www.arrl.org/part-15-radio-frequency-devices. Аналогичные правила есть и у других народов.
В) Могут ли любители ожидать помех от интеллектуальных счетчиков? Имеются ли у них потенциальные схемы генерации радиопомех, например, цифровые схемы?
A) В целом любителям не следует ожидать помех от интеллектуальных счетчиков на большинстве любительских диапазонов.
И да, интеллектуальные счетчики имеют внутри цифровую электронику, которая может действовать и излучать РЧ, как обычный персональный компьютер. Однако в некоторых случаях существует большая вероятность помех, особенно когда система интеллектуальных счетчиков преднамеренно передает данные в так называемом диапазоне ISM (промышленный, научный и медицинский), который используется совместно с любительской службой.
В) Вы имеете в виду, что интеллектуальные счетчики содержат преднамеренный радиочастотный передатчик?
А) Иногда. Если интеллектуальный счетчик содержит радиочастотный передатчик:
- Рабочая частота обычно находится в диапазонах 902 МГц и 2,4 ГГц. Выходная мощность
- обычно составляет 1 Вт в диапазоне 902 МГц и намного меньше в диапазоне 2,4 ГГц.
- Предполагаемый диапазон передатчика в интеллектуальном счетчике обычно очень ограничен. В то время как радио на стороне коммунального предприятия должно достигать соседнего концентратора, обычно установленного на ближайшем столбе, интеллектуальные счетчики также могут соединяться с другими интеллектуальными счетчиками для связи с концентратором. (используя пять переходов или менее) См. рис. 2.
- Интеллектуальный счетчик обменивается данными только по команде, обычно несколько раз в день.
- Передатчик интеллектуального счетчика работает в соответствии с частью 15 правил FCC.
(используя пять переходов или менее) См. рис. 2. В) Недавно я повысил мощность своего электроснабжения со 100 до 200 А. У моего старого электросчетчика были шестерни и механические показания. Новый, однако, полностью электронный. В нем есть ЖК-дисплей и что-то вроде радиопередатчика. Я рад сообщить, что у меня не было проблем с помехами, но интересно… Возможно ли, что у меня уже есть интеллектуальный счетчик?
А) Не обязательно. Ваш новый счетчик может просто иметь возможность удаленного считывания. Это означает, что считыватель счетчика может пинговать ваш счетчик для чтения с улицы. Затем счетчик передает показания по радио. Эффективность повышается, поскольку ему или ей больше не нужно входить в вашу собственность. С другой стороны, технология интеллектуальных счетчиков подразумевает двустороннюю связь со счетчиком.
Интеллектуальные счетчики также имеют память и возможность обработки данных.
В) Используют ли интеллектуальные счетчики какую-либо форму технологии несущего тока или BPL?
A) Во-первых, давайте определим «несущий ток». Устройство несущего тока использует линии электропередач, находящиеся внутри здания или управляемые коммунальными службами, для преднамеренного проведения РЧ-сигналов. Устройства несущего тока также регулируются разделом несущего тока правил части 15.
В некоторых регионах интеллектуальные счетчики и/или интеллектуальные сети могут использовать технологию несущего тока. Каждая электроэнергетическая компания выбирает архитектуру, которую она хочет развернуть, иногда под прямым или косвенным влиянием решений, принимаемых государственными или местными регулирующими органами. Согласно правилам Части 15…
- Если устройство несущего тока используется для передачи цифровой информации и работает в диапазоне частот от 1,7 до 80 МГц, оно работает в соответствии с правилами BPL в Части 15.
- Если он работает в другом спектре, он работает в соответствии с правилами для несущей частоты в Части 15.
- При использовании исключительно на высоковольтных линиях, питающих подстанции, устройства несущего тока могут работать под держателем линии электропередач (PLC) раздел части 15.
До сих пор смарт-счетчики в США не использовали BPL. Некоторые протоколы для домашних сетей, которые могут быть связаны с интеллектуальными счетчиками и технологией интеллектуальных сетей, могут использовать BPL, но вполне вероятно, что системы будут использовать технологию HomePlug. HomePlug не использует любительские диапазоны, поэтому у него мало шансов создать помехи для любительского радио. (Другой спектр может испытывать помехи от устройств HomePlug.)
Для получения информации о BPL см. http://www.arrl.org/broadband-over-powerline-bpl.
Если и когда интеллектуальный счетчик использует технологию несущего тока:
- Диапазон частот, используемый счетчиками PLC, использует полосу B Cenelec @ 63 кГц для стороны потребителя.
- Некоторые интеллектуальные счетчики также используют BPL для коммунальных услуг. Также возможно иметь BPL на домашней проводке в домашней сети (HAN), привязанной к интеллектуальному счетчику и интеллектуальной сети.
- Предполагаемый диапазон текущей связи несущей обычно очень ограничен. Так же, как концентратор в случае радиосвязи, приемник находится на ближайшем столбе.
- Передатчик интеллектуального счетчика обычно срабатывает несколько раз в день, но только тогда, когда утилита «пингует» счетчик.
В) Как интеллектуальный счетчик получает команды от коммунального предприятия?
A) Все умные счетчики разные. Коммунальные службы могут отправлять команды на интеллектуальный счетчик как по радио, так и по каналу связи, в зависимости от типа используемого счетчика. В Калифорнии, например, коммунальные предприятия, внедряющие в настоящее время интеллектуальные счетчики, управляют счетчиками с помощью 902–928 МГц FHSS-радио.
Предполагаемый диапазон и частоты, используемые для отправки команд на интеллектуальный счетчик, также могут варьироваться от коммунальной службы к коммунальной.
В) Может ли любительское радио создавать помехи для интеллектуального счетчика? Каковы правила относительно такого вмешательства?
A) Да, любительская работа поблизости может снизить чувствительность некоторых счетчиков, чтобы они не могли слышать команды. Интеллектуальный счетчик работает в соответствии с Частью 15 правил, в которой говорится, что устройства Части 15 не защищены от помех со стороны лицензированных радиослужб, таких как любительское радио.
В) Какая защита имеется у радиолюбителей от помех интеллектуальному счетчику?
A) В США интеллектуальные счетчики в жилых районах должны соответствовать абсолютным ограничениям выбросов для непреднамеренных источников излучения и/или устройств несущего тока, а также ограничениям мощности передачи для преднамеренных источников излучения, как указано в правилах Части 15.
Лицензированные службы радиосвязи, такие как любительское радио, также получают безоговорочную защиту от вредных помех от всех устройств Части 15, включая интеллектуальные счетчики. Кроме того, устройства Части 15, такие как интеллектуальные счетчики, не защищены от помех, создаваемых лицензированными службами радиосвязи.
Примечание . Хотя частоты, обычно используемые интеллектуальными счетчиками, также являются диапазонами ISM, на которые распространяется Часть 18 правил FCC, на самом деле они работают в соответствии с Частью 15. Это важное различие. Если бы интеллектуальный счетчик работал в соответствии с Частью 18, любительской службе пришлось бы мириться с любыми вредными помехами, которые мог бы создать такой счетчик. Однако устройствам Части 18 запрещено использовать РЧ для целей связи. Поскольку интеллектуальные счетчики передают данные, они не могут по закону работать как устройства Части 18.
Для справки в следующей таблице показано перекрытие между любительским и ISM-диапазонами, обычно используемыми интеллектуальными счетчиками:
Любительский оркестр
| ISM-диапазон*
| Примечания
|
902 – 928 МГц
| 902 – 928 МГц
| Любительский диапазон 33 см
|
2300 – 2310 МГц
2390 – 2450 МГц
| 2400 – 2483,5 МГц
| Любительский диапазон разбит на два сегмента.
|
Диапазон ISM выходит за пределы любительского диапазона в верхней части.*Примечание. Положения о большей мощности в Части 15 обычно используют диапазоны ISM.
В) А как насчет других видов коммунальных услуг, таких как вода и газ? Насколько я понимаю, они также переходят на новые счетчики с возможностью связи посредством RF. Применяются ли по-прежнему те же самые правила для интеллектуальных счетчиков, по крайней мере, с точки зрения моей озабоченности по поводу радиопомех?
А) По большей части – да. Как и «умные» счетчики электроэнергии, эти счетчики воды и газа часто используют для связи радиоэнергию. Когда они это делают, они, скорее всего, работают в диапазоне ISM в соответствии с Частью 15.
Это устройства с чрезвычайно низким энергопотреблением, которые проводят большую часть своей жизни в выключенном состоянии, ожидая связи с служебной радиосетью. Счетчики воды и газа обычно работают на частоте 2,4 ГГц, используя очень узкополосную реализацию ZigBee Smart Energy Profile.
Поскольку счетчики газа и воды не подключены к источнику электроэнергии, они оба используют методы «поглотителя» (крыльчатки) для выработки небольшого количества электроэнергии для поддержания бортовой батареи полностью заряженной. Такой подход обеспечивает ожидаемый срок службы батареи более 10 лет.
Во многих случаях счетчик пингуется или синхронизируется с любым ближайшим «умным» электросчетчиком. Затем интеллектуальный счетчик электроэнергии может сохранять свои показания и отправлять их вверх по течению в систему выставления счетов за коммунальные услуги. Хотя обычно он связывается с интеллектуальным счетчиком электроэнергии того же клиента, это не обязательно. Система является «сетчатой» и может передавать данные по мере необходимости. «Умный счетчик» в этом случае часто будет иметь два радиомодема под стеклом — один для потребителя на частоте 2,4 ГГц, а другой для коммунальной службы на частоте 9.02-928 МГц.
Эти два коммуникационных «носителя» (коммунальное предприятие и потребитель) различаются в каждой юрисдикции коммунального предприятия.