Автоматизированные системы контроля и учёта электроэнергии: СОСТАВ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОММЕРЧЕСКОГО УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ | Опубликовать статью ВАК, elibrary (НЭБ)

Содержание

Автоматическая система коммерческого учета электроэнергии АСКУЭ. Создание, проектирование и внедрение АСКУЭ

Одной из наиболее актуальных задач для любого промышленного предприятия сегодня является эффективное энергосбережение, которое позволяет поддерживать конкурентоспособность в условиях постоянного роста стоимости энергоресурсов. Реализовать меры эффективного энергосбережения невозможно, если на предприятии не обеспечивается точный учет потребления электроэнергии. Важнейшим шагом на этом пути станет создание АСКУЭ.

Структура АСКУЭ

АСКУЭ — это автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии, которая обеспечивает дистанционный сбор информации с интеллектуальных приборов учета, передачу этой информации на верхний уровень, с последующей ее обработкой. Создание АСКУЭ позволяет автоматизировать учет, и добиться его максимальной точности. Также система учета электроэнергии дает возможность получать ценную информацию аналитического характера, необходимую для разработки действенных решений по энергосбережению.

Автоматическая система учета электроэнергии АСКУЭ имеет сложную иерархическую структуру, которая состоит из трех уровней:

  • Нижний уровень. Первичные измерители — интеллектуальные счетчики электроэнергии, обеспечивающие непрерывное измерение параметров и передачу данных на следующий уровень.
  • Средний уровень. Среда передачи данных, состоящая из устройств сбора и передачи данных (УСПД), которые обеспечивают непрерывный опрос измерителей, получая от них данные учета. Далее информация передается на верхний уровень.
  • Верхний уровень представляет центральный узел сбора данных, на сервера которого поступает информация со всех локальных УСПД. Связь обеспечивается специальным протоколом по высокоскоростному каналу передачи данных. На верхнем уровне применяется специальное программное обеспечение, позволяющее визуализировать полученные данные и осуществлять их анализ и подготовку отчетных документов.

Функции и возможности АСКУЭ

Автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии обеспечивают выполнение следующих основных функций:

  • непрерывный автоматический сбор данных с приборов учета и их отправка на сервер;
  • постоянное накопление и хранение данных за прошлые периоды;
  • анализ информации об энергопотреблении на предприятии, позволяющий обеспечить его оптимизацию;
  • выявление несанкционированных подключений к сети энергоснабжения на предприятии;
  • удаленное подключение и отключение от сети конечных потребителей.

АСКУЭ промышленных предприятий позволяют обеспечить максимальную точность учета и прозрачность расчетов с поставщиками электроэнергии. Кроме того, внедрение АСКУЭ открывает широкие возможности экономии электроэнергии. Благодаря этому такие системы, как правило, окупают себя в течение года.

Разработка и внедрение АСКУЭ

Компания «Инженерный центр «ЭНЕРГОАУДИТКОНТРОЛЬ» предоставляет услуги по разработке и интеграции автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) в Москве и регионах на предприятиях любых отраслей промышленности. В том числе выполняются следующие работы:

  • предварительное обследование для получения информации, необходимой для разработки проекта;
  • проектирование АСКУЭ;
  • поставка оборудования и материалов для монтажа системы;
  • установка АСКУЭ на предприятии и выполнение пусконаладочных работ;
  • гарантийное и послегарантийное обслуживание системы.
 

Автоматизированные системы учета электроэнергии | Со склада

Интеллектуальные системы учета электроэнергии – специализированные решения, позволяющие организовать эффективный контроль энергоресурсов. Профессиональное оборудование обладает широкими функциональными возможностями.

Автоматизированные системы учета электроэнергии (АСКУЭ), установленные на предприятиях промышленного и коммунального типа, обеспечивают организацию строгого учёта, что существенно затрудняет либо вовсе исключает неправомерное использование энергоресурсов. Современная

система учета электроэнергии предоставляет широкие возможности для удаленного контроля.

Особенности оборудования

Системы контроля и учета электроэнергии автоматического типа позволяют собирать данные о фактическом расходе энергоресурсов в подконтрольной сети. С их помощью обеспечивается оперативная и точная передача данных, благодаря которой исключаются случаи хищения электроэнергии, а оператор получает своевременное оповещение о внештатных ситуациях.

Автоматизированная система учета электроэнергии может устанавливаться на всех объектах, независимо от количества потребителей энергоресурсов, жилых домах, дачных товариществах и отдельных микрорайонах.

Установленная система технического учета электроэнергии обеспечивает значительную экономию за счет снижения потребления энергоресурсов и их необоснованного расходования. При необходимости возможна установка лимита на расход электричества в установленные временные интервалы. Схема выгодна и потребителям ресурсов, которые в результате оплачивают лишь фактический расход без оплаты потерь в электросетях.

Функционал систем АСКУЭ

Автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии способны выполнять следующие функции:

  • сбор данных касательно расхода электричества по каждому прибору учета (счетчику) в автоматическом режиме на заданных интервалах;
  • хранение полученных данных в общей базе;
  • учет потребления энергоресурсов по многотарифной системе;
  • контроль потребления энергии в рамках установленных лимитов;
  • вывод параметров расчёта заданных оператором на терминал либо печатное устройство;
  • составление отчетов, используемых в последующих расчетах.

Интернет-магазин «Энергометрика» предлагает комплексные решения для автоматизации и учета энергоресурсов. Современная система коммерческого учета электроэнергии

подбирается в соответствии с потребностями и пожеланиями заказчика, что позволяет получить функциональное и надежное оборудование для решения различных задач.

— Автоматизированная система контроля и учёта энергоресурсов АСКУЭР — Учёт энергоресурсов

Дарья Бизина, Менеджер отдела управления проектами Эльстер Метроника

Исходная ситуация
В конце 2010 г. была утверждена Государственная программа РФ «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года». Программа направлена на обеспечение повышения конкурентоспособности, финансовой устойчивости, энергетической и экологической безопасности российских предприятий, энергосбережения и повышения энергетической эффективности на основе модернизации, технологического развития и перехода к рациональному и экологически ответственному использованию энергетических ресурсов.


Цель проекта
В соответствии с этой программой в 2011 г. Федеральным космическим агентством (Роскосмос) было принято решение установить современные системы учёта энергоресурсов на всех предприятиях Роскосмоса. Целью создания  автоматизированных систем учёта энергоресурсов (АСКУЭР) является измерение и регистрация количественных, качественных и режимных параметров потребления энергоресурсов с целью получения результатов, признаваемых результатами коммерческого учёта. Системы учёта позволят получить данные для анализа текущей ситуации и приступить к внедрению энергосберегающих технологий и разработки мероприятий по экономии энергоресурсов.
В качестве пилотных объектов внедрения АСКУЭР (энергоресурсов) было выбрано предприятие космической отрасли: ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина».

В январе 2011 г. между ЗАО «Инвестиционная энергосервисная компания» и ООО «Эльстер Метроника» был заключён договона выполнение комплекса работ по созданию автоматизированной системы контроля и учёта энергоресурсов (АСКУЭР) на базе ПО АльфаЦЕНТР.
В систему АСКУЭР ФГУП «НПО им. С. А. Лавочкина» интегрировано оборудование  различных производителей.

Назначение системы

  • Получение полной, объективной и оперативной информации о потреблении энергоресурсов на объекте и функционировании средств учёта.
  • Снижение потребления энергоресурсов всех видов без ущерба для объекта потребителя энергоресурсов и технологических процессов.  
  • Мониторинг результатов внедрения энергосберегающих мероприятий у потребителей энергоресурсов.
  • Обеспечение исполнения коммерческих расчётов за потреблённые энергоресурсы, в соответствии с действующими Правилами учёта каждого вида энергоресурсов.
  • Создание объективной и независимой системы расчётов между поставщиками и потребителями энергоресурсов.
  • Автоматическое измерение количества потреблённых энергоресурсов и контроль качества потреблённых энергоресурсов.
  • Выявление хищений энергоресурсов.
  • Автоматический контроль технического состояния узлов учёта оборудования, тепловых и водопроводных сетей, запись внештатных ситуаций в БД.

Системное решение
Автоматизированная Система Контроля и Учёта Энергоресурсов (АСКУЭР) выполнена на основе программно-аппаратного комплекса АЛЬФАЦентр.
Система учёта энергоресурсов АСКУЭР включает учёт:

  • Природного газа (коммерческий учёт).
  • Тепловой энергии (коммерческий учёт).
  • Водопотребления из собственных артезианских скважин (технологический учёт).
  • Электроэнергии (технический учёт).

АСКУЭР является двухуровневой системой, с иерархической распределённой обработкой информации. Уровни системы:
1. Информационно-измерительный комплекс (ИИК), включающий в себя ТТ, ТН, вторичные измерительные цепи, счётчики электроэнергии, счётчик газа, корректор объёма газа, расходомеры-счётчики, тепловычислители.
2. Информационно-вычислительный комплекс (ИВК), включающий в себя сервер Базы данных, каналообразующую аппаратуру.

В АСКУЭР входит СОЕВ, формируемая на сервере и счётчиках электроэнергии.

Результаты
По результатам комплекса испытаний автоматической системы контроля и учёта энергоресурсов
на ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина», 15.06.2011 года было принято решение о подписании акта о вводе системы в промышленную эксплуатацию.
В 2012 году началось развёртывание автоматизированных систем учёта энергоресурсов на других объектах Роскосмоса.
В 2012 году также было принято решение о расширении АСКУЭР ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина». Планируется реализовать технический учёт тепловой и электрической энергии по каждому корпусу предприятия. Также планируется реализовать учёт сжатого воздуха.

 

Центр сбора и обработки данных

Центр сбора и обработки данных АСКУЭР включает в себя многопользовательское ПО АльфаЦЕНТР AC_SE_5 (многопользовательская версия), которое устанавливается на сервере БД и АРМ.
ПО АльфаЦЕНТР обеспечивает автоматический сбор данных:

  • потребления тепловой энергии с тепловычислителя ТСРВ-027;
  • водопотребления с тепловычислителя ТСРВ-027;
  • потребления природного газа с корректора СПГ761;
  • потребления электроэнергии со счётчиков СЭТ-4ТМ.

Для резервного обеспечения питанием сервера БД с целью корректного завершения работы ПО предусмотрен ИБП с временем работы не менее 10 минут.

Для поддержания единого системного времени с целью привязки измерений к единым временным отметкам на сервер БД устанавливается ПО АльфаЦЕНТР AC_Time, позволяющее серверу БД синхронизировать время посредством GPS приёмника. Коррекция времени в счётчике электроэнергии происходит
при опросе со стороны сервера. Коррекция времени в корректоре объёма газа производится вручную. Коррекция времени в тепловычислителе производится вручную. Процедуры опроса происходят автоматически, а время и частота опроса настраиваются вручную на этапе пуско-наладки системы или в процессе эксплуатации системы. На этапе пуско-наладки так же согласуется время и последовательность опроса направлений «сервер-счётчик»,»сервер-корректор», «сервер-тепловычислитель». Данные с коммерческих узлов учёта о потреблённой электроэнергии из ОАО «МОЭСК» принимаются по электронной почте в виде XML файла в формате 80020 и хранятся на сервере БД.
Данные по потреблённой тепловой энергии хранятся на сервере БД и один раз в месяц передаются в МП «Химкинская теплосеть» на бумажном носителе.
Данные о водопотреблении хранятся на сервере БД и по запросу предаются на бумажном носителе в Департамент по недропользованию. Данные о потреблении природного газа в параллельном режиме передаются в ООО «Мосрегионгаз» и считываются сервером БД.

 

Учёт тепловой энергии (коммерческий учёт)

Теплоснабжение предприятия осуществляется на основании Договора теплоснабжения, заключённого с МП «Химкинская теплосеть». Для целей коммерческого учёта потребления тепловой энергии от сторонних источников на ЦТП предприятия устанавливается узел учёта тепловой энергии на базе тепловычислителя ТСРВ-027 и двух расходомеров-счётчиков типа ЭРСВ-420Ф производства ЗАО «Взлёт». Узел учёта регистрирует расход и температуру
сетевой воды, а также осуществляет автоматический контроль и индикацию наличия неисправностей, нештатных ситуаций в теплосистеме, время наработки и простоя теплосистемы с привязкой по времени. Средние и суммарные значения измеряемых и вычисляемых параметров заносятся в архивы
и один раз в час по GPRS каналу передаются на сервер БД АСКУЭР. Один раз в месяц данные о потреблении тепловой энергии передаются в теплоснабжающую организацию.

 

 

Структурная схема АСКУЭ для ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина»

 

Схема учёта энергоресурсов

 

Учёт водопотребления (технологический учёт)

Вода на предприятии используется на хозяйственно-бытовые и технологические нужды. Источником водоснабжения для потребителей, расположенных на территории промышленной площадки, являются собственные артезианские скважины. Для целей учёта водопотребления устанавливаются четыре расходомера-счётчика типа ЭРСВ-420Л (по одному на каждой из четырёх скважин) и тепловычислитель ТСРВ-027 производства ЗАО «Взлёт». Узел учёта регистрирует расход потреблённой воды, а также осуществляет автоматический контроль и индикацию наличия неисправностей, нештатных ситуаций, время наработки и простоя скважин с привязкой по времени. Средние и суммарные значения измеряемых и  вычисляемых параметров заносятся в архивы и один раз в день по GPRS каналу передаются на сервер БД АСКУЭР. Данные о водопотреблении хранятся на сервере БД АСКУЭР и по запросу предаются в Департамент по недропользованию.

 

Учёт электроэнергии (технический учёт)

Границы балансовой принадлежности установлены на подстанциях, находящихся в эксплуатационной ответственности ОАО «МОЭСК», счётчики, установленные там, используются для коммерческого учёта. Узлы учёта потребляемой электроэнергии (ранее установленные счётчики СЭТ-4ТМ производства ФГУП «Нижегородский завод им. М. В. Фрунзе»), находящиеся на трансформаторных подстанциях ФГУП «НПО им. С. А. Лавочкина», используются для технического учёта. Данные о потреблении электроэнергии с указанных счётчиков передаются по двух-проводным выделенным линиям на сервер БД АСКУЭР.  Данные с коммерческих узлов учёта о потреблённой электроэнергии из ОАО «МОЭСК» принимаются по электронной почте в виде XML файла в формате 80020 и хранятся на сервере БД АСКУЭР.

 

Учёт природного газа (коммерческий учёт)

В качестве основного вида котельно-печного топлива на ФГУП «НПО им. С.А.Лавочкина» используется природный газ. Поставка газа осуществляется в соответствии с договором на поставку с ООО «Мосрегионгаз» и договором на транспортировку с ГУП МО «Мособлгаз». Коммерческий учёт потребляемого природного газа осуществляется узлом учёта, состоящим из счётчика TZ FLUXI2100 (производства «Actaris») и корректора СПГ761.2 (производства ЗАО «НПФ Логика»). Измеренные значения расхода природного газа и технологические параметры потока в виде электрических сигналов со счётчика газа TZ FLUXI2100 передаются на корректор. При этом любые недопустимые отклонения параметров и сигналов от нормы фиксируются в архиве диагностических сообщений корректора с привязкой по времени. Средние и суммарные значения измеряемых и вычисляемых параметров заносятся в архивы и один раз в час по GPRS каналу передаются на сервер БД АСКУЭР. Один раз в 10 дней данные о потреблении передаются в газоснабжающую организацию.

 

В систему АСКУЭР ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина» интегрировано оборудование различных производителей

 

 

6.12. Автоматизированные системы контроля и учета электрической энергии и мощности (АСКУЭ) / КонсультантПлюс

6.12. Автоматизированные системы контроля

и учета электрической энергии и мощности (АСКУЭ)

6.12.1. В целях обеспечения эффективности оперативно-технологического и оперативно-коммерческого управления режимами работы единой, объединенных энергосистем и энергосистем должны максимально использоваться АСКУЭ.

6.12.2. Автоматизированные системы контроля и учета электрической энергии и мощности должны обеспечивать получение данных о средних 30-минутных (коммерческих) значениях электрической мощности и об учтенной электроэнергии по зонам суток за календарные сутки и накопительно за заданный отрезок времени (неделю, месяц, год и т.д.).

6.12.3. Автоматизированные системы контроля и учета электрической энергии и мощности должны быть метрологически аттестованы органами государственного стандарта в соответствии с действующими нормативными документами.

6.12.4. Функционирование АСКУЭ и мощности должно обеспечиваться на основе сбора и передачи информации от энергообъектов по структуре, соответствующей, как правило, структуре системы сбора и передачи информации АСДУ: энергообъект — энергосистема — объединенное диспетчерское управление — центральное диспетчерское управление.

6.12.5. Автоматизированные системы контроля и учета электрической энергии и мощности на всех уровнях управления должны быть защищены от несанкционированного доступа к информации и ее произвольного изменения как путем пломбирования отдельных элементов, так и программными средствами.

6.12.6. На всех межсистемных (между субъектами рынка) ВЛ напряжением 110 кВ и выше и всех ВЛ 220 — 1150 кВ учет электроэнергии должен выполняться на обоих концах ВЛ.

6.12.7. В условиях эксплуатации должна обеспечиваться работа измерительных трансформаторов в требуемом классе точности. В схемах учета на всех ВЛ напряжением 110 кВ и выше должны применяться трехфазные трехэлементные счетчики электроэнергии с трансформаторами тока в каждой фазе. На каждую единицу учета должен быть заведен паспорт-протокол.

6.12.8. Автоматизированные системы контроля и учета электрической энергии и мощности на всех уровнях должны быть оснащены системами точного астрономического времени и гарантированным электропитанием.

6.12.9. Исходными нормативными документами для схемы коммерческого учета на рынке электрической энергии и мощности являются действующие правила работы рынка и договоры (контракты) на поставку (покупку) электроэнергии и мощности между субъектами рынка. При этом должен обеспечиваться учет количества переданной (полученной) электрической энергии и мощности, а также инструментальное определение потерь электроэнергии при ее передаче. Учет должен обеспечивать получение данных по сальдо перетокам субъектов рынка, выработке, отпуску и потреблению, а также по межгосударственным перетокам.


Открыть полный текст документа

Автоматизированные информационно-измерительные системы контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ) — Нижегородское научно-производственное объединение имени М. В. Фрунзе

Автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии на базе КТС МАЯК

 

  • Обеспечение эффективного оперативного контроля за рациональным использованием электроэнергии
  • Минимизация затрат электроэнергии, уменьшение размеров дисбаланса в системах энергоснабжения
  • Упорядочивание взаимных финансовых расчётов, структурирование затрат в единой базе данных, гибкое тарифицирование
  • Сокращение издержек на обслуживание ряда отдельных систем учета
  • Устранение возможности хищения электрической энергии
  • Управление потреблением абонентов (полное или частичное ограничение подачи электрической энергии)

 

 

Основные функции КТС МАЯК

 

  • Считывание коммерческих данных, журналов событий с приборов учёта и устройств, параметров качества электрической
  • Ограничение, отключение/включение потребителей автоматически или по команде оператора
  • Автоматическое параметрирование электросчётчиков и устройств
  • Мониторинг технического состояния компонентов системы
  • Архивирование информации
  • Передача данных в смежные системы
  • Гибкость и масштабируемость системы

 

 

АСКУЭ в многоквартирных жилых домах и объектах муниципалитета

 

  • Простота развертывания и пусконаладочных работ
  • Высокая надежность передачи данных
  • Автоматизация выписки счетов абонентам
  • Передача данных по существующей силовой сети
  • Простота администрирования программного обеспечения
  • Гибкая конфигурация опроса и приборов учета
  • Исключение хищений за счет контроля балансов по дому

 

 

АСКУЭ в частном секторе, дачном товариществе, коттеджной застройки

 

 

 

 

АСКУЭ в мелкомоторном секторе

 

 

 

 

АСКУЭ предприятий промышленности

 

 

 

 

Программное обеспечение верхнего уровня

 

  • Единая база данных абонентов
  • Учет, хранение и отображение энергопотребления и качества электроэнергии по гибко настраиваемым шаблонам групп абонентов
  • Оперативный контроль за пиковыми нагрузками на электросети по часовым или получасовым профилям мощности

 

 

Тарификация

 

  • Гибкое тарифицирование абонентов или групп потребителей

 

 

Отчёты

 

 

ДОКУМЕНТАЦИЯ

Свидетельство об утверждении типа средств измерений (428 кб.)

Описание типа средств измерений (1,1 мб.)

Как влияет АСКУЭ (Автоматизированная система контроля и учета электроэнергии) на качество обеспечения потребителей электроэнергией? Как скоро «умные счетчики» буду установлены по всей стране? Ответы на эти и другие вопросы прозвучали на брифинге в Коворк

Встреча с представителями СМИ была организована по инициативе Министерства энергетики Республики Узбекистан. На вопросы журналистов отвечали Заместитель Министра энергетики Шерзод Ходжаев, Директор по финансовым вопросам АО «Региональные электрические сети» Давронбек Имамов и другие ответственные лица.

Среди заданных журналистами вопросов прозвучали касающиеся сроков полного охвата потребителей республики «умными счетчиками», механизма отключения задолжников по оплате за потребленную электроэнергию и их нового подключения, насколько узбекистанцы привыкают к онлайн оплате за электроэнергию, и как это может повлиять на очереди, которые сегодня наблюдаются в РЭС (районных электросетях) и другие.

В ходе диалога с членами руководства Минэнерго, АО «Региональные электрические сети» были даны статистические данные, объяснена суть внедрения АСКУЭ и ее выгоды  в ближнесрочной и среднесрочной перспективе. 

В частности, при полном внедрении АСКУЭ по всей стране, отпадет необходимость в сверке показаний счетчиков, которые сегодня записываются самими потребителями, а также проверяются сотрудниками Бюро принудительного исполнения. Все данные будут находиться в самой системе.

Внедрение АСКУЭ является необходимым условием снижения к минимуму человеческого фактора на этапе измерения, сбора и обработки данных, а также обеспечения достоверного, точного, оперативного учета потребления электрической энергии, как со стороны поставщика энергоресурсов, так и со стороны потребителя.

Как было отмечено Заместителем Министра энергетики Шерзодом Ходжаевым, среди целого ряда Автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии, для Узбекистана была выбрана далеко не самая дешевая (срок ее окупаемости составит не менее 10 лет), но одна из самых эффективных. Дело в том, что она не только контролирует потребление электроэнергии и своевременность оплаты за нее, но и является инструментом диагностики. То есть способна показать имеющиеся неполадки в сети, которые еще не привели к проблемам и при их своевременном устранении, уже не приведут.

 

Как рассказал Давронбек Имамов, до конца 2020 года все потребители республики, а их свыше 7 миллионов, должны быть подключены к АСКУЭ. Это предусмотрено Указом Президента Республики Узбекистан «О мерах по дальнейшему совершенствованию взаиморасчетов и повышению финансовой устойчивости топливно-энергетической отрасли» (№УП-5761 от 9 июня 2019 года).

 

В настоящее время в 24 городах и районах страны установлено более 950 тысяч современных приборов учета электрической энергии, до конца 2019 года эта цифрв должна возрасти до более 2,5 миллионов.

 

Пресс-служба Министерства энергетики Узбекистана

 

13.08.2019

1877

АСКУЭ (Автоматизированные системы коммерческого учета энергии) в Курске

Сегодня, когда цены на энергоносители неуклонно растут, успешность ведения бизнеса во многом зависит от экономного расходования электроэнергии и других видов энергоносителей (газ, вода).

Актуальным трендом в сбережении ресурсов является внедрение современных технических систем, способных вести контроль потребления электроэнергии и снизить базовые затраты. Таким решением является АСКУЭ (автоматизированная система контроля и учета электроэнергии). Система предназначена для ведения строгого коммерческого и/или технического учета различных энергоносителей.

Кому нужны системы автоматического учета энергоресурсов:

  • на фабриках, заводах, крупных производствах;
  • в сетевых и энергосбытовых организациях;
  • в коттеджных и дачных поселках, общежитиях, гостиничных комплексах (для управляющих и ТСЖ).

Преимущества внедрения системы учета электроэнергии на предприятии:

Строгий контроль и учет потребляемой электроэнергии позволит выявить необоснованные траты, ввести жесткое лимитирование, повысить безопасность энергоснабжения и снизить общий расход средств.

Компания «Видео технологии» выполняет полный спектр работ по разработке и монтажу систем учета электроэнергии (АСКУЭ) в Курске

Являясь системным интегратором, компания «Видео технологии» готова предложить сопутствующие услуги: монтаж электропроводки и СКС (ЛВС), что позволяет расширить сферу решаемых задач и оптимизировать расходы.

Внедрение АСКУЭ, в зависимости от потребностей предприятия/жилого объекта, позволяет решать следующие задачи:
  • Системный сбор, хранение и отображение данных о потреблении (поставке) электроэнергии и других энергоресурсов.
  • Снижение необоснованных потерь энергоресурсов на предприятии.
  • Анализ потребления энергоресурсов — фиксация отклонений от контролируемых величин, контроль исправности приборов учета и т.п.
  • Точное соблюдение заданного режима потребления электроэнергии в соответствии с графиком нагрузки.
  • Предотвращение перегрузок сети.
  • Контроль нагрузки в реальном времени.
  • Контроль баланса энергоресурсов по всем точкам учета в заданных интервалах времени (в соответствии с лимитами потребления).
  • Защита от хищения электроэнергии.
  • Установка приоритетных схем включения (отключения) оконечных точек энергоресурсов.
  • Система дистанционного управления уличным освещением.
  • Возможности автоматического формирования отчетной документации,
  • Ведение базы данных по абонентам системы, а также всем внештатным ситуациям для их последующего анализа специалистами.

Что важно знать об АСКУЭ

АСКУЭ может выполнять коммерческий или технический учет электроэнергии.

Коммерческий (расчетный) учет электроэнергии — ведение учета электроэнергии с целью денежного расчета за нее.

Технический (контрольный) учет электроэнергии — востребован внутри жилого объекта или предприятия для контроля процессов потребления, установки лимитов, распределения нагрузки.

В рамках АСКУЭ может быть реализован как коммерческий, так и технический учет, а также оба этих вида учета электроэнергии.

Технически система учета электроэнергии делится на два уровня:
  1. Нижний уровень — это непосредственно оборудование со встроенными в него микропрограммами, установленное на точках учета, и способное производить учет и контроль на своем участке.
  2. Верхний уровень — система обработки данных, находящаяся в офисе и установленная в контролирующей организации. Здесь происходит дистанционное управление, мониторинг данных в режиме реального времени, запись информации в базу данных, а также ее анализ и печать необходимой расчетной и отчетной документации.

Заказать автоматизированную систему контроля и учета электроэнергии у нас можно по телефону:

АСКУЭ в Курске от «Видеотехнологии»:

Мы работаем ежедневно с 9:00 до 18:00


Преимущества работы с нами

Усовершенствованная измерительная инфраструктура – ​​обзор

29.2.3 Стратегическая платформа AMR–AMI

AMI – это жаргон в энергетической отрасли за последние несколько лет. В настоящее время это все больше и больше принимается энергетическими компаниями для повышения энергоэффективности системы. Прежде чем приступить к обсуждению деталей ОИМ, важно различать два термина, то есть УПП и ОИМ, поскольку эти термины часто вызывают недоумение. AMR — это шаг вперед по сравнению с обычными счетчиками энергии, в которых сбор, запись и выставление счетов выполняются вручную.Но в AMR устройство автоматически стучит по счетчику энергии, чтобы получить текущие показания. Этот процесс представляет собой процесс однонаправленной связи, то есть счетчик энергии отвечает устройству, но устройство не может ответить счетчику энергии. Напротив, AMI допускает процесс двусторонней связи, то есть для фиксированной сети существует связь между коммунальным предприятием и конечными точками учета. AMR все еще используется многими потребителями из-за быстрой и быстрой записи, но AMR не может справиться с утечкой энергии.В то время как AMI ведет учет моделей потребления энергии и своевременно информирует потребителя о его бюджете и выставлении счетов, он всегда будет знать, что потребитель должен разумно и эффективно управлять своей энергией (Dixon, Elders, & Bell, 2020; Jain and Singabhattu, 2019) . Энергосбережение и управление им действительно необходимы в течение часа, и AMI зарекомендовал себя как прекрасный инструмент для энергосбережения. AMI можно использовать с оценкой бюджета и выставлением счетов по бюджету. При использовании AMR потребитель не знает о своей модели потребления энергии, поэтому между расчетными периодами в большинстве случаев потери энергии превышают неожиданные уровни.С другой стороны, если коммунальное предприятие сможет ежедневно информировать потребителя о том, как он справляется со своим энергетическим бюджетом, обратная связь будет мгновенной. Это действительно оценит бюджетные тарифы, которые являются важным инструментом энергосбережения и управления энергопотреблением. Этот тип обратной связи может стать мощным инструментом для потребителей и, в конечном счете, улучшить привычки потребления энергии потребителями.

Во время AMR модем подключается к счетчику через порт RS485 (для счетчиков подстанций) или порт RS232 (для счетчиков LT CT и HT).Модемы подключаются к центру управления MDAS через глобальную систему мобильной связи (GSM), общую службу пакетной радиосвязи (GPRS) или связь 3G. Затем MDAS считывает данные со всех счетчиков, и дальнейшие данные используются для выставления счетов, аудита/учета энергопотребления, устранения неполадок и составления отчетов/анализа, как показано на рис. 29.7.

Рисунок 29.7. Топология АМР. AMR , автоматическое считывание показаний счетчика.

Принимая во внимание, что сочетание питания, связи и ИТ становится AMI. Таким образом, AMI представляет собой основу для автоматизированной двусторонней связи между коммунальным предприятием и потребителем, чтобы информировать своего потребителя о потреблении энергии.Это означает, что AMI представляет собой систему, которая записывает, собирает и анализирует использование энергии, взаимодействует с приборами учета, такими как счетчики электроэнергии, газа, тепла и воды, по расписанию. Архитектура AMI включает в себя аппаратное обеспечение, программное обеспечение, средства связи, дисплеи и контроллеры потребления электроэнергии, системы, связанные с заказчиком, головную конечную систему (HES), программное обеспечение для управления данными счетчиков (MDAS) и бизнес-системы поставщиков, которые показаны на рис. 29.8.

Рисунок 29.8. Топология АМИ. AMI , передовая измерительная инфраструктура.

Конечной целью AMI является предоставление коммунальным предприятиям данных о энергопотреблении в режиме реального времени и предоставление потребителям информации о моделях энергопотребления и доступных оптимальных вариантах на основе цены на момент использования (ToU). Кроме того, SG будет использовать преимущества производства электроэнергии на территории потребителя (когда она недоступна от коммунальных служб) через AMI. С этими ресурсами распределенной генерации будет практически реализована более надежная энергосистема (Ливгард, 2010).Итак, новые функции, предоставляемые центрам коммунальных услуг (UC) с помощью AMI/SMT, представлены на рис. 29.9.

Рисунок 29.9. Расширенные функции, предоставляемые UC AMI/SMT. AMI , передовая измерительная инфраструктура; SMT, технология интеллектуального учета.

Совокупность вышеупомянутых точек в таблице 29.1 представляет собой таблицу сравнения между AMR и AMI.

Таблица 29.1. Таблица сравнения AMR и AMI.

9004

AMI , продвинутый измерительная инфраструктура; AMR , автоматическое считывание показаний счетчика.

AMI состоит из SM, сборщика данных (DC) или концентратора, который обеспечивает двустороннюю связь. Компоненты AMI обычно размещаются в различных связях. К СМ подключаются различные электроприборы (в случае жилой нагрузки), различные механизмы (в случае промышленной нагрузки) и различное оборудование (в случае зданий или коммерческой нагрузки). Например, жилая нагрузка подключается к SM через домашнюю сеть (HAN), промышленная нагрузка подключается к SM через промышленную сеть (IAN), а нагрузка здания или коммерческого объекта подключается к SM через бизнес-сеть (BAN).Районная сеть (NAN) используется для связи между DC и SM. Цель HAN общаться с AMI, она включает в себя различные электрические гаджеты (Алиреза Часемпур, 2016; Кумар, Ганеш, Санкар и Шайю Кумар, 2013; Попович и Чакович, 2014). Другими словами, HAN — это местонахождение локальной вычислительной сети (LAN), которая связывает SM, интеллектуальные устройства, домашние индикаторы энергии, инструменты контроля энергопотребления, подключаемые электрические или гибридные электромобили, распределенные энергетические ресурсы (DER) ( накопители энергии, нетрадиционные источники энергии), шлюзы и другие устройства управления.

Кроме того, AMI имеет две разные структуры: прямую и непрямую (Ghasempour, 2015). В прямой архитектуре AMI различные SM подключаются непосредственно к UC через проводную или беспроводную сеть, поэтому она имеет несложную структуру. В этой топологии нет агрегаторов. Эта архитектура не подходит для районов с высокой плотностью населения; тем не менее, он может лучше всего подходить для районов с низкой плотностью, когда между каждым SM и UC устанавливается недорогая линия связи. С другой стороны, в косвенной структуре SM отправляют свои данные в UC через агрегаторы.В AMI на основе агрегации агрегаторы размещаются между SM и UC для сбора и агрегирования данных SM перед их передачей в UC. Эта топология более выгодна, чем прямая архитектура, из-за меньшего количества прямых подключений к UC, что повысит надежность. Непрямые архитектуры можно разделить на централизованные и децентрализованные (распределенные). Централизованные архитектуры показаны на рис. 29.10.

Рисунок 29.10. Непрямая архитектура AMI на основе централизованной агрегации. AMI , передовая измерительная инфраструктура.

Целью служебного центра является только проверка данных и хранение информации (только через одну MDAS), с другой стороны, в децентрализованных структурах имеется несколько MDAS, поэтому собранные данные обрабатываются этими MDAS, как показано на рис. 29.11. Это означает, что прямая архитектура является централизованной архитектурой.

Рисунок 29.11. Непрямая архитектура AMI на основе децентрализованной агрегации. AMI , передовая измерительная инфраструктура.

Автоматизированная система технического учета электроэнергии и Автоматизированная система контроля качества электроэнергии

Снижение энергозатрат в удельных затратах является одним из эффективных способов снижения себестоимости продукции и высвобождения ресурсов для развития предприятия. В рамках единой политики группы компаний по повышению эффективности на каждом производственном объекте внедрена система отчетности по ключевым показателям, от достижения которых во многом зависит энергоэффективность производства.

ЦЕЛЬ

Анализ характера нарушений и сбор статистики качества электроэнергии, учет потребления энергии каждым блоком

ЗАДАНИЯ

  • подсобный автоматизированный учет электроэнергии, потребляемой основными технологическими установками
  • Контроль качества электроэнергии на вводах ТРК с автоматическим сбором записей осциллограмм и регистрацией параметров качества электроэнергии в базе данных сервера
  • разработка пользовательского интерфейса с отображением в режиме реального времени текущих и исторических данных: графики потребления, мнемосхемы, параметры сети, журнал параметров качества электроэнергии.

Основные функции системы

  • обеспечение оперативного персонала информацией для использования в оперативно-технологическом/оперативно-техническом управлении режимами работы (контроль и контроль потребления электроэнергии производственными подразделениями предприятия)
  • автоматизированный учет электроэнергии и мощности, потребляемой основным производственным оборудованием предприятия
  • предоставление достоверных данных о потреблении электроэнергии с целью дальнейшего анализа режимов работы основных потребителей электроэнергии, выявления причин их аварийного отключения и простоя производства.

Дополнительные системные функции

  • контроль параметров качества электроэнергии на вводах распределительных устройств 0,4 кВ
  • оповещение оперативного персонала о критических нарушениях качества электроэнергии, потенциально приводящих к повреждению оборудования или остановке производства
  • осциллограф параметров качества электроэнергии
  • контроль основных параметров электросети на вводах распределительных устройств 0,4 кВ (дистанционное управление)
  • система самодиагностики.

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОЕКТА

  • возможность переоценки наиболее энергоемких потребителей электроэнергии на основе их фактического потребления, а не данных о установленной мощности, и движения в сторону достижения целевого показателя эффективности
  • повышение самоконтроля и эффективности управления на каждом из производственных участков
  • Интеграция
  • с BI-платформой позволила выявить потребителей с худшими показателями KPI и, наоборот, потребителей, достигших их
  • повышенный уровень управляемости процесса: больше усилий и ресурсов направляется на решение, а не на регистрацию проблем
  • возможность контроля аварийных остановов и оптимизации режимов производства за счет анализа характера нарушений качества электроэнергии (глубины и продолжительности провалов напряжения, частоты их возникновения и т.д.)
  • повышение уровня контроля эффективности управления технологическими процессами за счет оптимизации графиков работы оборудования
  • возможность принятия качественных решений о целесообразности распространения мероприятий по энергоэффективности на электроагрегаты вспомогательного оборудования станции.

ЭФФЕКТЫ SEDMAX

  • многопользовательский доступ к системной информации
  • удобный интерфейс
  • информация о потреблении электроэнергии по каждому агрегату
  • отчеты о качестве электроэнергии
  • отображение фактических значений параметров электроэнергии в режиме реального времени
  • возможность расширения системных функций и масштабирования на одной платформе.

Скриншоты системы

Демонстрация учета электроэнергии — Автоматизация и управление

6:41

Эмма рассказывает о своем летнем проекте — демонстрации измерения мощности. На этой плате представлен широкий выбор измерительных приборов Eaton для энергосистем. Демонстрация использует реальный ток и напряжение, чтобы должным образом продемонстрировать все функции измерителя. Для получения дополнительной информации о счетчиках Eaton посетите веб-сайт: http://eaton.com/meters. ————————————————— ————————————————— ——————————————— Благодарим вас за просмотр одного из наших многочисленных обучающих видеороликов на тему энергосистем.Запланируйте посещение одного из центров опыта Eaton Power Systems в Питтсбурге или Хьюстоне, чтобы узнать больше! Чтобы узнать больше о продуктах Eaton и наших центрах Power Systems Experience: http://eaton.com/experience Дополнительные обучающие видеоролики из Центров опыта Eaton Power Systems Experience Center: http://videos.eaton.com/experience ————————————————— ————————————————— ——————————————— Главы YouTube 00:00 — Введение 00:11 — Объяснение макета демо 01:14 — Настоящая трехфазная мощность подается в 48/27.7В 02:09 — Трансформаторы тока 02:30 — Раскладка доски 02:48 — Метры 04:27 — Мониторы ответвлений 04:40 — Многоточечные счетчики 04:56 — Шлюзы 05:12 — Панели мониторинга Ключевые слова: счетчик, мощность, счетчик электроэнергии, учет энергосистемы, счетчик энергосистем, Как измерить мощность? Как измерить ток? Как измерить напряжение? Что такое измеритель мощности? Кто производит счетчики электроэнергии? Что измеряет напряжение на заводе? Могу ли я получить данные моего счетчика на свой компьютер? Что такое экспертный измеритель мощности? Что такое измеритель мощности? Что такое приборная панель? Что такое монитор ответвления? Что такое многоточечный счетчик? #мощность #монитор #умный

Автоматика и управление

Демонстрация измерения мощности

Эмма рассказывает о своем летнем проекте — демонстрации измерения мощности.На этой плате представлен широкий выбор измерительных приборов Eaton для энергосистем. Демонстрация использует реальный ток и напряжение, чтобы должным образом продемонстрировать все функции измерителя. Для получения дополнительной информации о счетчиках Eaton посетите веб-сайт: http://eaton.com/meters. ————————————————— ————————————————— ——————————————— Благодарим вас за просмотр одного из наших многочисленных обучающих видеороликов на тему энергосистем. Запланируйте посещение одного из центров опыта Eaton Power Systems в Питтсбурге или Хьюстоне, чтобы узнать больше! Чтобы узнать больше о продуктах Eaton и наших центрах Power Systems Experience Center: http://eaton.ком/опыт Дополнительные обучающие видеоролики из Центров опыта Eaton Power Systems Experience Center: http://videos.eaton.com/experience ————————————————— ————————————————— ——————————————— Главы YouTube 00:00 — Введение 00:11 — Объяснение макета демо 01:14 — Реальное трехфазное питание 48/27,7 В 02:09 — Трансформаторы тока 02:30 — Раскладка доски 02:48 — Метры 04:27 — Мониторы ответвлений 04:40 — Многоточечные счетчики 04:56 — Шлюзы 05:12 — Панели мониторинга Ключевые слова: счетчик, мощность, счетчик электроэнергии, учет энергосистемы, счетчик энергосистем, Как измерить мощность? Как измерить ток? Как измерить напряжение? Что такое измеритель мощности? Кто производит счетчики электроэнергии? Что измеряет напряжение на заводе? Могу ли я получить данные моего счетчика на свой компьютер? Что такое экспертный измеритель мощности? Что такое измеритель мощности? Что такое приборная панель? Что такое монитор ответвления? Что такое многоточечный счетчик? #мощность #монитор #умный

Измерение/Контроль | Hawkeye Energy Solutions

Hawkeye Energy Solutions является лидером в области технологий систем автоматизации.Специализируясь на открытом протоколе Niagara Framework, команда инженеров Hawkeye оценивает варианты технологий автоматизации и управления, которые соответствуют производительности, финансовым и экологическим целям заказчика. Современные системы автоматизации зданий еще более эффективны благодаря Data Analytics. Наши инженеры являются «Лучшими в бизнесе», когда речь идет о передовых решениях для анализа данных. Мы являемся сертифицированными Niagara разработчиками Java, что позволяет нам создавать индивидуальные решения JAVA практически для любых сложных требований.Hawkeye специализируется на следующих платформах автоматизации:

  • Тридиум, Ниагарский каркас
  • Honeywell WEBs-AX
  • Платформы автоматизации Rockwell

 

 

 

 


Мастер системной интеграции

Hawkeye Energy Solutions — главный системный интегратор кампуса. Наши инженеры разрабатывают, координируют и поддерживают стандарты управления зданием на территории кампуса. Мы интегрируем несколько платформ систем управления (и/или производителей) в один общий, согласованный и простой в использовании пользовательский интерфейс.Мы имеем большой опыт интеграции систем управления от:

  • Ханивелл
  • Джонсон
  • Дельта В
  • Роквелл / Аллен-Брэдли
  • Wonderware
  • SQL
  • Американская Авто-Матрица
  • Оракул
  • OSIsoft PI

Учет коммунальных услуг

Команда инженеров Hawkeye Energy Solutions является экспертом в области систем учета. Независимо от того, является ли целью выставление счетов на уровне доходов, учет затрат или управление энергопотреблением; мы знаем, какой счетчик и какой производитель счетчика подходит для той или иной ситуации.Мы объединяем новейшие технологии измерения с программным обеспечением для создания отчетов через Интернет, чтобы представлять данные в удобном для пользователей виде. Системы дозирования Hawkeye включают следующее:

  • Проектирование и установка полной измерительной системы
  • Калибровка и сертификация счетчиков и приборов
  • Очистка данных, анализ и отчетность
  • Коммунальные системы управления энергопотреблением (включая учет БТЕ)
  • Обслуживание и техническое обслуживание системы 
  • Программное обеспечение для учета электроэнергии
  • Программное обеспечение для визуализации и учета общего назначения 
  • Производители потоков газа и жидкости
    • Электромагнитные расходомеры ABB
    • Schneider Electric (Andover / PowerLogic / Square D)
    • Итон
    • Верис
    • WattNode
    • ФЛЕКСИМ
    • Сьерра Инструменты
    • Электроиндустрия
    • Инженерные лаборатории Швейцера (SEL)

Критические среды

Hawkeye Energy Solutions проектирует и производит критически важные системы управления окружающей средой.Мы сочетаем новейшие технологии управления с широким спектром надежных систем управления для резервирования и надежности, необходимых в помещениях с критическими условиями. Лаборатории исследований биобезопасности Hawkeye (BSL 1-3) включают следующее:

  • Стандарт ASHRAE/ANSI Проектирование и установка системы управления лабораторией биобезопасности
  • Испытания систем и ввод в эксплуатацию
  • Ежедневные отчеты о состоянии системы
  • Обучение обслуживающего персонала
  • Интеграция главной системы кампуса
  • Обслуживание и техническое обслуживание системы

Электричество для Западного Техаса и Южного Нью-Мексико | Эль-Пасо Электрик

Файлы EPE для утверждения усовершенствованной системы учета в Техасе

В рамках наших усилий по совершенствованию нашей инфраструктуры компания EPE 19 апреля 2021 года подала на утверждение своего плана развертывания Advanced Metering System (AMS) в Комиссию по коммунальным предприятиям Техаса (PUCT).Подробнее.

Чтобы прочитать всю заявку, нажмите здесь. Чтобы следить за подачей документов в PUCT, нажмите здесь.

Уведомление о подаче заявки на утверждение усовершенствованной системы учета (AMS)

Что такое расширенные счетчики?

Усовершенствованные или «умные» счетчики — это цифровые электрические счетчики следующего поколения, которые по беспроводной связи отправляют регулярные показания счетчика вашему поставщику энергии безопасным, надежным и автоматическим способом. Это обеспечивает более точное выставление счетов, лучшее качество и надежность электроэнергии, а также лучшее понимание вашего энергопотребления и контроль вашего счета.

Особенности и преимущества

Инновационная технология передовых счетчиков обеспечит двустороннюю связь между вами и EPE, предлагая вам:

  • Расширенное обслуживание клиентов . Собранные расширенные данные помогают нашим представителям службы поддержки клиентов быстрее и эффективнее решать вопросы и проблемы, связанные с выставлением счетов клиентам.
  • Удаленное считывание и активация счетчиков – Усовершенствованные счетчики могут считываться и управляться удаленно, что означает, что больше не нужно ждать расчетных счетов или считывателей счетчиков, а также упрощается активация или передача услуг.
  • Более быстрое восстановление — места сбоев и проблемы могут быть точно определены, что позволяет быстрее восстанавливать питание.
  • Улучшенный доступ к вашей энергии — Подробная информация об использовании почти в реальном времени дает вам больше контроля над вашим потреблением энергии, вплоть до 15-минутных приращений, которые показывают, в какое время дня вы используете больше всего энергии.
  • Сравнение энергопотребления – Сравните потребление энергии с соседними домами.
  • Контролируйте затраты – Управляйте затратами с онлайн-доступом к индивидуальной аналитике использования. Настройте оповещения о высоких счетах и ​​получайте персональные советы, которые помогут их избежать.
  • Еще больше вариантов ценообразования — Воспользуйтесь преимуществами программ динамического ценообразования для клиентов, таких как бюджетное выставление счетов, повременная оплата, предоплата и другие тарифы, которые лучше соответствуют вашим энергетическим привычкам.

 

Создание более интеллектуальной энергосистемы

Усовершенствованные системы измерения являются основой более интеллектуальной и современной энергосистемы.Интеллектуальная сеть предоставит нам инструменты для решения растущих энергетических проблем и поможет сделать электроэнергию доступной и надежной для вас.

Об электромагнитных полях

Электрические и магнитные поля (ЭМП) — это невидимые силовые поля, окружающие любое электрическое устройство. Электрические и магнитные поля присутствуют везде, где используется электричество, например, во многих бытовых приборах. Это может включать микроволновую печь, стиральную и сушильную машины, плиту, лампы, фен, телевизор, компьютер, мобильные телефоны и многое другое.

Проектирование протоколов MAC для сети интеллектуальных измерений :: Science Publishing Group

Проектирование протоколов MAC для сети интеллектуальных измерений

Юэ Ян 1 , Янлин Инь 2 , Zixia Hu 1

1Electrical Engineering, University of Washington,

Сиэтл, Вашингтон, США

2 Электротехника, Харбинский инженерный университет, Харбин, США

Адрес электронной почты:

(Юэ Ян) (Яньлин Инь) (Зиксия Ху)

Цитировать эту статью:

Юэ Ян, Яньлин Инь, Цзыся Ху.Разработка протоколов MAC для сети интеллектуального учета. Автоматизация, управление и интеллектуальные системы. Том. 3, № 5, 2015. С. 87-94. doi: 10.11648/j.acis.20150305.15

Аннотация: Ожидается, что система измерения электроэнергии нового поколения, т. е. усовершенствованная инфраструктура измерения (AMI), обеспечит дистанционное считывание, управление, реагирование на запросы и другие расширенные функции, основанные на интеграции новая сеть двусторонней связи, которая будет называться Smart Metering Network (SMN). В этой статье мы сосредоточимся на принципах разработки протоколов управления множественным доступом (MAC) для SMN.Во-первых, мы перечисляем несколько приложений AMI и их преимущества для текущей энергосистемы и взаимодействия с пользователем. Далее мы вводим несколько особенностей SMN, имеющих отношение к выбору дизайна протоколов MAC, включая архитектуру SMN и технологии связи-кандидаты. После этого мы предлагаем некоторые метрики оценки производительности, такие как проблема масштабируемости, типы трафика, задержка и т. д., и даем обзор связанных вопросов исследования для разработки протоколов MAC SMN. Кроме того, мы также отмечаем прогресс в рамках новой целевой группы по стандартизации IEEE (IEEE 802.11ah TG) в настоящее время работает над созданием стандартов SMN, особенно в аспекте протоколов MAC.

Ключевые слова: протоколы MAC, сеть интеллектуальных измерений, расширенная инфраструктура измерений, Wi-Fi, 802.11ah, интеллектуальные счетчики метров. Даже если такие счетчики можно было считывать удаленно, как в системах автоматизированного считывания показаний счетчиков (AMR), такие возможности были ограничены односторонней нечастой загрузкой данных.Следующее поколение – Advanced Metering Infrastructure (AMI) – основано на сети двусторонней связи, Smart Metering Network (SMN), которая состоит из коммуникационных приемопередатчиков, интегрированных в интеллектуальные счетчики. Таким образом, помимо функции удаленного считывания, AMI может также поддерживать дистанционное управление, управление нагрузкой и реагирование на запросы путем отправки управляющей информации по нисходящему каналу от утилиты. Мы приводим высокоуровневое сравнение этих трех поколений систем учета электроэнергии на рис.1.

Рис. 1. Сравнение трех поколений систем учета электроэнергии.

Поскольку AMI в решающей степени зависит от двусторонних сетей, коммуникационные аспекты дизайна SMN начали привлекать внимание [5], [23], [24], [7], [17]. Некоторые из них обсуждают выбор архитектуры связи [6], подходящей для различных приложений AMI, чтобы достичь традиционных целей надежности, эффективности и безопасности связи.С другой стороны, в некоторых статьях говорится о плюсах и минусах различных коммуникационных технологий, таких как связь по линиям электропередач [25], Zigbee [10] и Wi-Fi [26], и сравнивается их пригодность для приложений AMI. Кроме того, еще одним ключевым моментом, который во многом определяет эффективность и производительность передачи данных в SMN, являются протоколы управления множественным доступом (MAC), которым и посвящена эта статья. Во-первых, в разделе III мы обсудим некоторые уникальные особенности SMN, которые существенно повлияют на выбор протоколов MAC.После этого метрики производительности MAC и связанные с ними вопросы исследования подробно представлены в Разделе IV. Весь документ заключен в Разделе V.

2. Приложения и преимущества AMI

Мы кратко суммируем несколько репрезентативных приложений AMI и их преимущества.

2.1. Обнаружение сбоев и управление ими

Традиционно сбой может быть обнаружен только по отчету от клиентов и другому мониторингу в центре управления.С помощью SMN коммунальное предприятие может разработать более эффективный способ обнаружения сбоев и сокращения времени отклика. Например, когда напряжение падает ниже порогового значения на какое-то время, Smart Meter может выдать предупреждающее сообщение и позволить центру управления обнаружить и определить местонахождение источника надвигающегося отключения.

2.2. Demand Response

С помощью SMN клиенты смогут получать свои собственные данные об использовании энергии в режиме реального времени и использовать информацию о динамических ценах, отправленную коммунальным предприятием, для принятия более эффективных решений или автоматического управления использованием электроприборов в помещении, поэтому с точки зрения экономии энергии и затрат.

2.3. Мониторинг качества электроэнергии

Состояние мониторинга распределительного сегмента (от распределительной подстанции до потребителей) в настоящее время очень ограничено. AMI позволяет собирать различные типы данных в режиме реального времени во многих других точках, таких как напряжение и ток фидера, качество электроэнергии в помещении клиента и т. д. Это приведет к более эффективному и точному мониторингу качества электроэнергии.

Рис. 2. Архитектуры AMI Power and Communication System.

2.4. Удаленное подключение и отключение

С помощью SMN коммунальное предприятие может удаленно включать или отключать подачу энергии определенным потребителям, чтобы сгладить пики потребления или автоматически реагировать на некоторые чрезвычайные ситуации.

Выше приведен лишь неполный список приложений и преимуществ AMI. Таким образом, с помощью сети двунаправленной связи AMI могут повысить эффективность работы, надежность и безопасность.

3.Сетевые функции интеллектуального учета

3.1. Архитектура системы интеллектуальной сети учета

На рис. 2 представлена ​​система SMN, основанная на архитектуре интеллектуальной сети, приведенной в [1]. Ниже приводится краткий обзор его основных компонентов:

Интеллектуальный счетчик (SM): Это устройство выполняет три различные функции. Во-первых, Smart Meter — это многофункциональный прибор для измерения потребления электроэнергии (а в будущем, возможно, и газа, воды и тепла). Таким образом, он может действовать как центр управления энергией, т.е.е. в качестве точки агрегирования информации об использовании, собранной с помощью домашней сети (HAN), которая соединяет бытовые устройства. Наконец, Smart Meter также служит шлюзом между HAN и внешней сетью; он сообщает о потреблении энергии, отправляет срочные данные, получает удаленные команды от утилиты и отвечает за безопасность вышеуказанных транзакций. Отмечается, что узлы SM закрепляются по мере их развертывания на территории заказчика. Обычно они питаются от основного источника питания, поэтому вопрос энергосбережения не так важен, как в традиционных узлах беспроводной сенсорной сети с батарейным питанием.

Домашняя сеть (HAN): она состоит из нескольких взаимосвязанных электроприборов, таких как кондиционер, посудомоечная машина, подключаемые гибридные электромобили (PHEV) и т. д., а также интеллектуального счетчика. Все компоненты внутри HAN обмениваются информацией или передают друг другу команды управления. Например, посудомоечная машина может послать сигнал интеллектуальному счетчику с просьбой отправить команду «отложить» зарядке PHEV, чтобы он мог работать без чрезмерных затрат энергии в это время.

Местный коллектор: Между интеллектуальным счетчиком и Центром коммунальных услуг может быть несколько уровней интеллектуальных электронных устройств (IED), которые действуют как концентраторы данных. Например, узел сбора данных, расположенный ближе к помещениям клиента, называемый локальным сборщиком, собирает данные SM из нескольких помещений и передает их центральному сборщику. Дополнительные функции Local Collector могут включать в себя простую обработку данных, а также распределенное принятие решений и аналитику с использованием собственных данных. Сегмент сети между интеллектуальным счетчиком и локальным коллектором называется соседней сетью (NAN), а указанный выше локальный коллектор относится к глобальной сети (WAN).

Центральный коллектор: Централизованное хранилище данных для всего региона, которым управляет утилита, выступающая в качестве интерфейса с Центром управления, Центром выставления счетов и Центром управления активами. Эти центры могут использовать эти данные для проведения анализа и оценки состояния системы, а также для принятия решений или передачи управляющих команд другим компонентам.

Сопоставление между компонентами SMN и их предполагаемым физическим развертыванием также показано на рис.2. Например, локальный коллектор может быть расположен на распределительном трансформаторе, потому что будет легко запитать коллектор и получить измерения от других фидерных устройств.С другой стороны, независимое развертывание Local Collector может обеспечить большую гибкость в настройке диапазона покрытия. Центральный коллектор, скорее всего, будет развернут ближе к центрам. Если зона покрытия коммунальной сети не очень велика, может хватить только одного центрального коллектора, расположенного близко к центрам. В противном случае центральные коллекторы могут быть размещены на распределительной подстанции в качестве ретранслятора данных второго уровня. Поскольку HAN состоит из электроприборов, которые производятся разными поставщиками, и имеет большую гибкость в реализации, особенно на прикладных уровнях, коммунальное предприятие, эксплуатирующее SMN, может оставить ее открытой и сосредоточить свое проектирование на сети верхнего уровня.С другой стороны, проектирование сети от местного коллектора до центральной системы зависит не только от коммуникационных требований SMN, поскольку она также включает в себя электрические устройства, которые обслуживают энергосистемы, отличные от AMI. Поэтому основное внимание при разработке протоколов MAC для SMN уделяется сегменту от интеллектуального счетчика до локального коллектора (NAN).

3.2. Технологии связи

В большом количестве литературы обсуждается возможность использования нескольких дополнительных технологий двунаправленной связи, применяемых в сети SMN.Мы суммируем различные варианты и выделяем их плюсы и минусы на рис.3.

В Power Line Carrier (PLC) данные передаются по линиям электропередач вместе с электроэнергией [9]. Его коммуникационные характеристики зависят от нескольких факторов, таких как частота, расстояние распространения и наличие трансформаторов, поскольку сигналы данных не могут проходить через трансформаторы. ПЛК приобрел много преимуществ, поскольку он использует существующие линии электропередач в качестве носителя сигнала и не требует дополнительной платы за кабель.Поэтому многие страны (например, Сингапур) приняли его для услуг широкополосной связи. Однако PLC также имеет ряд недостатков, таких как высокое затухание сигнала, высокая зашумленность среды и более низкая масштабируемость, что приводит к прекращению развертывания в некоторых странах (например, США) [8].

ZigBee — это технология беспроводной связи, потребляющая мало энергии на стороне устройства [10]. Благодаря низкой стоимости и простоте реализации эта технология уже широко используется в сети «Умный дом» многими поставщиками AMI, такими как Itron и Landis Gyr.Они производят интеллектуальные счетчики и измерительные устройства, интегрированные с протоколом ZigBee, для мониторинга и контроля состояния энергии в доме. С другой стороны, у ZigBee все еще есть некоторые ограничения для его практического применения в SMN. Например, его малый радиус действия ограничивает этот протокол областью применения HAN. Кроме того, ожидается, что возможности обработки и объем памяти устройства ZigBee будут улучшены для более продвинутых функций и требований к связи SMN.

Связь машинного типа по сотовой сети позволяет смарт-счетчикам и локальному коллектору обмениваться информацией через службу связи с низкой нагрузкой данных, которая поддерживается несколькими развитыми стандартами сотовых сетей, такими как LTE [11].Популярность и простота внедрения делают эту технологию привлекательным кандидатом. Кроме того, большая дальность действия и высокая скорость передачи данных обеспечивают коммунальному предприятию большую гибкость при проектировании и внедрении SMN. Однако озабоченность надежностью, безопасностью и задержкой препятствует внедрению этой технологии на практике, особенно в условиях высокой нагрузки трафика.

Наконец, WiFi — это технология связи, которая позволяет устройствам обмениваться данными по беспроводной сети на основе IEEE 802.11 стандартов. Его популярность, зрелая разработка и нелицензируемый спектр делают его одним из первых в списке технологий-кандидатов. Кроме того, это экономичная сеть с динамическим самовосстановлением и распределенным управлением, что упрощает ее внедрение. Напротив, пропускная способность, масштабируемость и вопросы безопасности являются основными проблемами для его применения в сети SMN. Поэтому для решения этих проблем создается новая рабочая группа по стандартизации IEEE 802.11ah, целью которой является создание стандарта на основе WiFi для поддержки беспроводной связи между интеллектуальными счетчиками и локальным коллектором в качестве одного из его основных вариантов использования.Согласно [14], устройства, совместимые со стандартом IEEE 802.11ah, будут использовать мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (MIMO-OFDM) с несколькими входами и выходами на частотах ниже 1 ГГц, где нет вопросов лицензирования и регулирования. Наиболее обсуждаемое разделение каналов для .11ah в США сосредоточено на диапазоне 902–928 МГц, который в настоящее время свободен. Рабочая группа .11ah, по-видимому, остановилась на 1 МГц и 2 МГц в качестве возможной полосы пропускания канала [13]. В дополнение к преимуществам свободного спектра, передача сигнала на частотах ниже 1 ГГц обычно характеризуется меньшими потерями на пути распространения, что позволяет сети достичь большего покрытия, что подтверждается расчетами в следующем разделе.

Рис. 3. Сравнение дополнительных технологий связи для SMN.

4. Показатели производительности при проектировании протоколов MAC и важные вопросы исследований

Протоколы MAC должны быть разработаны с учетом различных целей для различных типов данных Smart Grid, а также для адаптации к различным сценариям топологии сети. Кроме того, специальные функции и приложения в SMN также решают некоторые новые проблемы, связанные с разработкой подходящих протоколов MAC.Далее мы описываем общие показатели производительности для протоколов MAC, поскольку они связаны с операциями Smart Grid, и определяем некоторые конкретные исследовательские проблемы для протоколов MAC SMN.

4.1. Различные типы данных

Обычно трафик интеллектуальных счетчиков можно разделить на два разных класса: периодические данные и данные, инициируемые событиями. Первые включают информацию о потреблении энергии, а вторые в основном представляют собой данные от защитных устройств (реле, реклоузеры и т. д., которые отслеживают состояние локальных неисправностей) или зарядных станций для электромобилей.Мы перечисляем таблицу (рис. 4) нескольких репрезентативных примеров трафика с их важными свойствами. Учитывая различные требования и особенности типов трафика, для каждого типа трафика должны быть разработаны разные протоколы MAC. Например, [28] ориентирован на данные, управляемые событиями, а [27] предназначен для данных периодических отчетов.

Рис. 4. Примеры данных с различными требованиями к обмену данными.

4.2. Задержка

Различные типы данных вызывают различные требования к связи в SMN. Например, данные о потреблении энергии устойчивы к задержкам. С другой стороны, данные, чувствительные к задержке, такие как отчеты об ошибках и сообщения, относящиеся к защите, должны иметь более высокий приоритет по сравнению с другими, чтобы свести к минимуму сквозную задержку. Следовательно, как свести к минимуму задержку SMN, такую ​​как задержка последнего перехода между интеллектуальным счетчиком и локальным коллектором, является первостепенной задачей.Как правило, на задержку влияет несколько факторов, таких как выбор технологии связи, сетевой архитектуры и особенно протокола MAC. Хороший протокол MAC может координировать передачу по восходящей линии связи нескольких узлов связи, чтобы значительно снизить вероятность коллизии, что приводит к меньшей задержке.

Обычно протоколы MAC удобно разрабатывать для одного типа трафика. Например, протокол на основе опроса (по очереди), такой как функция координации точек (PCF), определенный в 802.11 хорошо подходит для представления данных с ограниченными гарантиями задержки. Общая продолжительность одного цикла опроса увеличивается только линейно с количеством узлов (в отличие от экспоненциального увеличения задержки в системах с произвольным доступом по мере увеличения совокупной нагрузки) и обеспечивает гарантированные границы задержки. Однако эффективность таких протоколов быстро снижается с увеличением количества узлов. С другой стороны, протоколы MAC с произвольным доступом, такие как функция распределенной координации (DCF) в 802.11, были разработаны для обеспечения разумной эффективности с точки зрения пропускной способности при нагрузках от низких до умеренных, но задержки быстро возрастают по мере увеличения средней нагрузки.Чтобы решить эту проблему, [28] предлагает два протокола MAC DCF на основе группирования: TDMA-DCF и схему DCF-TDMA лидера группы. Эти две схемы делят все интеллектуальные счетчики на несколько групп, чтобы уменьшить конкурирующий доступ к каналу, и обе ориентированы на сети типа 802.11, работающие на частотах ниже 1 ГГц, которые были приняты IEEE 802.11ah TG.

Однако большинство сценариев Smart Grid включают смешанный трафик, т.е. регулярное движение и аварийное движение. Чтобы обслуживать оба типа в структуре DCF, понятие классов трафика было введено через расширенный доступ к каналу распределения (EDCA), определенный в 802.11e [4], чтобы отдавать приоритет данным с малой задержкой (управляемым событиями) по сравнению с некритичными по времени приложениями данных (такими как электронная почта). Комбинация EDCA и PCF, доступ к управляемому каналу с гибридной функцией координации (HCCA) пытается обслуживать несколько типов трафика, предоставляя более высокий приоритет некоторым конкретным видам данных с помощью алгоритма опроса, который централизованно контролируется точкой доступа (AP). С другой стороны, все еще необходимо оценить производительность этих гибридных протоколов MAC в отношении проблемы масштабируемости в густонаселенной сети.

4.3. Масштабируемость

Масштабируемость, которая является наиболее серьезной проблемой в SMN, требует, чтобы протоколы MAC продолжали работать так же хорошо, как количество SM, предлагающих масштабирование данных. Ссылаясь на [16], один локальный коллектор требуется для поддержки сети до 6000 SM с учетом производительности MAC. Согласно [15], модель городских потерь на открытом пути для радиочастоты 900 МГц в дБ равна , где  обозначает расстояние между интеллектуальным счетчиком и местным коллектором. Затем на основании параметров, указанных в таблице (рис.5) [14], принимаемая мощность и мощность шума на терминале приемника даны как:

(1)

(2)

Рис. 5. Список параметров для скорости передачи и расчета скрытых узлов.

Ссылаясь на вывод пропускной способности AWGN с модуляцией BPSK в [18], мы можем изобразить скорость передачи и принимаемую мощность по отношению к . Как показано на Рис. 6, принимаемая мощность RX на 1200 м удовлетворяет разумному порогу принимаемой мощности (-120 дБ), а достижимая скорость передачи на 4500 м превышает 100 кбит/с, минимальную требуемую скорость передачи данных, установленную в IEEE 802.Вариант использования 11ah [16]. Это означает, что одному локальному коллектору может потребоваться связь с отдельными интеллектуальными счетчиками, расположенными на расстоянии 1200 м, используя звездообразную топологию. Учитывая типичную плотность SM (1000-6800 SM на км 2 ) [21], [22], можно иметь более 6000 интеллектуальных счетчиков, сообщающихся с одним локальным коллектором. Ясно, что разработка протоколов MAC для такого большого количества узлов вызывает вопросы относительно масштабируемости любого выбранного протокола MAC для SMN, как обсуждается далее.

Для протоколов произвольного доступа, основанных на распознавании несущей, таких как DCF (CSMA/CA) в IEEE 802.11 — такая большая зона покрытия, соответствующая одной ячейке Коллектора, приведет к значительным скрытым узлам. В традиционных протоколах произвольного доступа, таких как CSMA/CA, все узлы слушают, чтобы оценить статус канала (занят/свободен) на основе порогового значения энергии. Если узел наблюдает, что канал постоянно простаивает в течение определенного интервала, он начинает конкурировать за канал посредством случайного процесса отсрочки. Однако при расширении покрытия локального коллектора один интеллектуальный счетчик (скрытый узел) может быть не в состоянии обнаружить текущую передачу других счетчиков из-за ухудшения состояния радиоканала.Тогда этот скрытый узел может инициировать собственную передачу, поскольку он определяет канал как свободный, что приводит к коллизии.

Рис. 6. PHY Скорость передачи связи с модуляцией BPSK и принимаемая мощность на локальном коллекторе в зависимости от их расстояния.

Рис. 7. Топология сети для расчета скрытых узлов.

Рис. 8. Результаты расчета скрытых узлов.

Для исследования количества скрытых узлов с растущим покрытием Local Collector рассмотрим сетевую топологию диска с радиусом  и равномерно распределенной плотностью SM  (рис.7), распределение развертывания Smart Meter относительно  равно , куда . Поскольку нисходящая связь от локального коллектора может успешно охватывать все интеллектуальные счетчики, таким образом, скрытый узел выходит только при восходящей связи, где интеллектуальный счетчик всегда является передатчиком (TX), а локальный коллектор всегда является приемником (RX).Согласно [20], область внутри диапазона помех приемника и вне диапазона обнаружения несущей передатчика определяется как скрытая область (затененная зона) для данного интеллектуального счетчика, которая задается как:

( 3)

где  и .

Диапазон обнаружения несущей $X$ можно рассчитать на основе уравнения , где  является порогом обнаружения несущей для принимаемой мощности, при котором принимаемый сигнал может быть обнаружен. Кроме того, диапазон интерференции  можно получить на основе следующего уравнения:

(4)

, где  это пороговое значение отношения сигнал/шум, при котором принимаемый сигнал может быть успешно декодирован.

После этого мы используем  для получения среднего количества скрытых узлов внутри сети и строим его относительно радиуса ячейки  на основе параметров, перечисленных на рис.5. Как показано на рис.8, количество скрытых узлов резко возрастает, когда увеличивается покрытие сети. Хотя DCF в стандарте 802.11 предлагает алгоритм RTS/CTS для снижения вероятности возникновения события скрытых узлов, его влияние на такую ​​большую сеть все еще необходимо исследовать. С другой стороны, увеличение числа интеллектуальных счетчиков может также увеличить нагрузку данных в SMN, что в основном приводит к усилению конкуренции за доступ к среде.Тогда коллизии и последующие ретрансляции происходят чаще, что напрямую ухудшает производительность.

Чтобы решить эту проблему масштабируемости, IEEE 802.11ah TG рассматривает возможность использования улучшенных DCF и PCF [14]. Модифицированный DCF с фактором конкуренции и временем запрета является одним из предлагаемых новых вариантов. Перед фазой состязания локальный сборщик широковещательно передает время запрета и коэффициент соперничества в соответствии с текущим состоянием перегрузки сети. После этого каждый интеллектуальный счетчик генерирует случайное число, которое следует равномерному распределению на единичном интервале, и сравнивает его с .Тогда Умный Счетчик может поспорить за канал, если  и, в противном случае, он молчит, пока не пройдет время запрета. Чтобы еще больше уменьшить перегрузку, схема MAC может также разделить все интеллектуальные счетчики в соте на несколько групп и предоставить разные группы с разными параметрами  и  или позволить им конкурировать за группу каналов за группой. Ожидается, что в результате вероятность столкновения резко снизится (по сравнению с традиционной DCF, применяемой ко всем SM).

Чтобы решить проблему масштабируемости для PCF, IEEE 802.11ah TG предлагает модифицированную схему PCF, Probe and Pull MAC (PP-MAC) [14]. После разделения всех SM на группы локальный сборщик передает сообщение Probe определенной группе интеллектуальных счетчиков перед фазой отсутствия конфликтов. После этого интеллектуальные счетчики, имеющие данные для отправки, отвечают коротким Probe-ACK одновременно с использованием последовательностей Zadoff-Chu. Назначая эти ортогональные последовательности каждому интеллектуальному счетчику и умножая их собственные сообщения на соответствующие им последовательности, уменьшается взаимная корреляция одновременных коротких передач Probe-ACK, так что локальный коллектор может разрешать эти параллельные ACK и идентифицировать разные передатчики.После этого коллектор планирует и опрашивает только интеллектуальные счетчики с Probe-ACK, что приводит к более короткому циклу опроса и более эффективному протоколу MAC с чередованием.

4.4. Справедливость

Этот параметр предназначен для измерения того, получает ли каждый узел в сети SMN справедливую долю системных ресурсов. Справедливость можно количественно определить с точки зрения вероятности доступа к совместно используемому каналу каждым узлом — в идеале она должна быть одинаковой (независимой от узла), предполагая, что все SM требуют одинаковой скорости передачи данных.В целом следует применять понятие пропорциональной справедливости, основанное на различных требованиях к скорости передачи данных для разных узлов. Например, принцип наименее завершенной первой отправки (LCFS), предложенный в [27], обеспечивает эффективный способ гарантировать справедливость возможности доступа для каждого SM.

4.5. Безопасность

Безопасность данных в SMN является чрезвычайно важной проблемой, поскольку она касается информации о домохозяйствах или клиентах (например, профиль энергопотребления), которая считается конфиденциальной.Следовательно, необходимо зашифровать сообщение, чтобы предотвратить перехват сообщения злоумышленниками. Хотя криптографические инструменты и алгоритмы относительно зрелые, это приведет к дополнительной нагрузке на SMN. Открытый вопрос заключается в том, можно ли использовать известные особенности данных SM для разработки упрощенных, но эффективных криптографических подходов. Во-вторых, аутентификация конечной точки также необходима для SMN; всякий раз, когда сборщик данных получает сообщение с отчетом о потреблении энергии, он должен аутентифицировать личность отправителя.В частности, защита от двух распространенных типов атак будет иметь высокий приоритет. Целостность передачи данных между SM и Local Collector может быть нарушена ретранслятором или злоумышленником посередине. И такие коммуникации могут быть нацелены на нарушение через атаки типа «отказ в обслуживании» (DoS), насыщая локальный коллектор большим количеством ложных внешних коммуникаций, так что он не может отвечать на законный трафик [12]. В этом контексте отмечается, что большинство сообщений SM носят регулярный характер, поскольку действия по предоставлению отчетов обычно запланированы.Поэтому мы можем использовать такие функции для фильтрации злонамеренного доступа злоумышленника путем выявления аномальных шаблонов трафика доступа.

4.6. Расширяемость

Для SMN расширяемость означает способность этой сети приспособить новые узлы связи (интеллектуальные счетчики) к ее существующей пропускной способности. Отмечается, что развертывание интеллектуальных счетчиков не будет происходить по фиксированному графику; например, всякий раз, когда строится дом, необходимо будет ввести недавно установленный интеллектуальный счетчик в существующую сеть NAN, охваченную соответствующим локальным коллектором.Эта вводная процедура, которая может включать регистрацию, аутентификацию личности, идентификацию географического местоположения, должна выполняться автоматически и используется для того, чтобы местный коллектор определил, что недавно установленный интеллектуальный счетчик готов к работе в пределах его зоны действия. Поэтому то, как реализовать эту процедуру введения, должно быть частью структуры протоколов MAC. Например, всякий раз, когда один недавно установленный интеллектуальный счетчик находится в сети, он отправляет запрос связанному с ним локальному коллектору, чтобы сообщить о своей идентификации и географическом местоположении.После этого коллектор регистрирует этот новый счетчик и отвечает ему сообщением с необходимой информацией о настройках. Затем необходимо проанализировать, как автоматически изменять параметры текущих систем связи благодаря недавно зарегистрированному интеллектуальному счетчику.

4.7. Обнаружение неисправности

Для SMN неисправность можно разделить на две категории. Первый — это ошибка данных, что означает, что данные, участвующие в сообщении, содержат некоторые ошибки. Эти ошибки данных могут быть вызваны ошибками мониторинга или вредоносным изменением сообщения.К счастью, сборщик данных может обнаружить такую ​​ошибку с помощью некоторых статистических алгоритмов, таких как сравнение текущих данных с историческими данными. Такого рода ошибки и соответствующие решения в основном возникают на прикладном уровне. Что разработчикам протокола MAC необходимо учитывать, так это еще один недостаток связи, что означает, что некоторые интеллектуальные счетчики не могут напрямую связываться с локальным коллектором. Эти проблемы со связью могут быть вызваны неисправностью интеллектуальных счетчиков или ухудшением среды беспроводной связи.Поскольку нарушение связи приводит к потере сообщения, что недопустимо для SMN, необходимо разработать протокол MAC для максимально быстрого обнаружения «молчаливого узла» внутри SMN. Например, локальный коллектор может использовать свободные интервалы связи для опроса каждого интеллектуального счетчика и ожидания его отклика. После этого коллектор может обнаружить молчащие счетчики, проверив недостающие обратные связи. Кроме того, еще предстоит изучить вопрос о том, как детально планировать действия опроса и обратной связи и повышать его эффективность.

5. Заключение

В этом документе рассматриваются вопросы проектирования SMN, сети двусторонней связи для систем AMI следующего поколения. Мы перечислили несколько важных приложений AMI и их преимущества для существующей энергосистемы. Были обсуждены особенности и требования SMN, которые оказывают большое влияние на структуру протоколов MAC, включая архитектуру SMN и некоторые возможные коммуникационные технологии. Что наиболее важно, мы выделили несколько важных показателей оценки производительности MAC, включая типы трафика, задержку, масштабируемость, честность, безопасность и расширяемость, а также провели обзор связанных вопросов исследования для протоколов MAC SMN, включая сводку текущего состояния разработки протокола MAC. усилие в IEEE 802.11ч ТГ.

Ссылки

  1. C.Lima, «Эталонная архитектура логической связи Smart Grid», Архитектура IEEE P2030 SG1, январь 2010 г. 2.0, 19 ноября 2010 г.
  2. «Международные стандартные информационные технологии. Телекоммуникации и обмен информацией между системами. Локальные и городские сети. Особые требования. Часть 11. Управление доступом к среде беспроводной локальной сети и спецификации физического уровня», IEEE 802.11 WG, ref.no.ISO/IEC 8802-11:1999(E), IEEE Std.802.11, 1999.
  3. IEEE 802.11 WG, IEEE 802.11e/D5, «Проект дополнения к стандарту телекоммуникаций и обмена информацией между системами». — Требования спецификации LAN/MAN — Часть 11: Спецификации управления доступом к беспроводной среде и физического уровня: усовершенствования управления доступом к среде для обеспечения качества обслуживания», август 2003 г.
  4. Т. Халифа, К. Найк и А. Наяк, «Обзор коммуникационных протоколов для приложений автоматического считывания показаний», IEEE Communications Survey and Tutorials, vol.13, № 2, второй квартал 2011 г.
  5. В. Ван, Ю. Сюй и М. Ханна, «Обзор коммуникационных архитектур в интеллектуальных сетях», Компьютерные сети, том 55, № 16, 2011 г.
  6. VCGungor, D.Sahin, T.Kocak, and S.Ergut, «Smart Grid Communications and Networking», Turk Telekon Technology Report, 2011.
  7. VCGungor, D.Sahin, T.Kocak, S.Ergut , C.Buccella, C.Cecati и GPHancke, «Технологии интеллектуальных сетей: коммуникационные технологии и стандарты», IEEE Transactions on Industrial Informatics, vol.7, № 4, 2011 г.
  8. RPLewis, P.Igic и Z.Zhongfu, «Оценка методов связи для интеллектуального учета электроэнергии в Великобритании», Конференция IEEE PES/IAS по устойчивой альтернативной энергетике (SAE), 2009 г.
  9. Y.Peizhong, A.Iwayemi и C.Zhou, «Разработка руководства по развертыванию Zigbee в условиях помех Wi-Fi для приложений Smart Grid», IEEE Transactions on Smart Grid, №1, 2011 г.
  10. H.Tan, H. Ли и В. Мок, «Автоматическая система считывания показаний счетчиков электроэнергии с использованием сети GSM», Международная конференция IEEE по приложениям управления, 2007 г.
  11. Дж. Куроуз и К.Росс, «Компьютерные сети. Подход сверху вниз, пятое издание», Pearson Education Inc, 2010.
  12. С. Ост и Р. Прасад, «IEEE 802.11ah: Дополнительные проблемы для Wi-Fi на частотах ниже 1 ГГц», Международная конференция IEEE по коммуникациям, 2012 г., июнь 2012 г. ah TG, «Предлагаемый текст модели канала TGah», IEEE 802.11-11/0968r3, ноябрь 2011 г.
  13. IEEE 802.11ah TG, «Potential Compromise for 802.11ah Use Case Document», IEEE 802.11-11/0457r0, март 2011 г.
  14. Y.Yang, X.Wang и X.Cai, «О количестве ретрансляторов для ортогональной и прямой ретрансляции», IEEE WCSP 2011, Нанкин, Китай.
  15. Дж. Г. Проакис, «Цифровые коммуникации, пятое издание», издательство McGraw Hill, 2009 г.
  16. Национальная ассоциация производителей электрооборудования, «Американский национальный стандарт для таблиц данных конечных устройств коммунального хозяйства», 2008 г.
  17. Х.Ма, Х.Алаземи и С.Рой, «Стохастическая модель для оптимизации физического обнаружения несущей и пространственного повторного использования в беспроводных одноранговых сетях», Международная конференция IEEE по мобильным специализированным и сенсорным системам, ноябрь 2005 г.
  18. Научно-исследовательский институт электроэнергетики, «Краткий обзор испытательных цепей EPRI», www.epri.com.
  19. IEEE 802.11ah TG, «Управление идентификатором ассоциации для TGah», IEEE 802.11-11/0088r1, январь 2011 г.
  20. Ю. Ян и С. Рой, «Развертывание PMU для трехфазной оптимальной оценки состояния», Международная конференция IEEE по коммуникациям в интеллектуальных сетях, 2013 г., Ванкувер, Канада.
  21. Ю. Ян и С. Рой, «Развертывание PMU для оптимальной оценки состояния», IEEE GLOBECOM 2012, Анахайм, Калифорния, США.
  22. Б.Парк, Д.Хьюн и С.Чо, «Внедрение системы AMR с использованием связи по линиям электропередач», выставка IEEE/PES Transmission Distribution Conf., октябрь 2002 г. коммерческие и промышленные заказчики», Proceeding Electrical Computing Engineering CCECE, 1–4 мая 2008 г., стр. 000047–000052.
  23. Y.Ян и С.Рой, «Схема PCF для периодической передачи данных в сети интеллектуальных измерений с когнитивным радио», IEEE GLOBECOM 2015, Сан-Диего, Калифорния, США.
  24. Ю. Ян и С. Рой, «Группирование протоколов MAC для передачи данных о зарядке электромобилей в сети интеллектуальных измерений», IEEE Journal of Selected Area on Communications, том 32, № 7, июль 2014 г.

Designing Advanced Metering System Для зданий

Автоматический учет

Системы непрерывного автоматического учета часто используют динамические информационные панели для отображения информации о работе здания и потреблении энергии.Такие функции, как графики, таблицы и виджеты, используются для осмысленной иллюстрации данных, например для поиска и отслеживания конкретных нагрузок.

Проектирование системы учета для малых и средних зданий компанией Schneider Electric (на фото: PowerLogic ION8600 – Измеритель энергии и качества электроэнергии для инженерных сетей или служебных вводов)

Например, энергетическая панель может показать, что система вентиляции здания вышла из строя потребление. Одним из простых решений может быть для снижения скорости двигателя всего на несколько Гц для ограничения потребления без негативного влияния на производительность.Делая шаг вперед, системы автоматизации и управления предлагают более эффективный и долгосрочный вклад в общую энергоэффективность здания.

В сочетании с эффективным автоматическим счетчиком эти системы, включающие в себя двигатели с регулируемой скоростью для вентиляции, управления внутренним и наружным освещением, интеллектуальные термостаты и программируемые по времени системы отопления, вентиляции и кондиционирования, гарантируют, что здание использует только то количество энергии, которое ему необходимо.

Энергоаудит и измерение – активные и пассивные подходы к повышению энергоэффективности

Независимо от того, оборудовано ли здание простыми приборными панелями или полнофункциональной системой автоматизации и управления, непрерывный автоматический учет также предоставляет доступ владельцам, операторам и жильцам здания к данным, которые им нужны для оптимизации текущих контрактов на поставку электроэнергии или заключения новых.Управляющие многосайтовыми объектами и операторы зданий также могут объединять нагрузки для согласования контрактов на коммунальные услуги.

Точные теневые счета могут использоваться для обнаружения ошибок выставления счетов за коммунальные услуги и определения того, соблюдают ли поставщики условия контракта.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

процесса AMR AMI
позволяет одностороннее общение позволяет двусторонняя связь
Коллекция данных Ежемесячные данные (интервал данных: 15/30 мин.) Данные интервала: 15/30/60 мин.)
Запись данных Совокупная энергия (данные интервала: 15/30 мин.) 15/30/60 мин. (настраивается), чтобы можно было Применено
Разместить счет Разместить счет на потребление

Опции ценообразования

Утилиты

Аварийное реагирование

Бизнес-процессы SES Биллинг потребительской информационной системы

Потребительский дисплей

Управление отключением

аварийный спрос на ответ

1

в домашнем дисплее