Розумні лічильники електроенергії: повний посібник щодо типів, принципів роботи та постачання

Розумні лічильники електроенергії перетворюють вимірювання електроенергії на дані, які можна використовувати в реальному часі. Розумний лічильник електроенергії вимірює активну та реактивну енергію, фіксує значення часу використання та повідомляє про ці значення через канали RS485, Wi-Fi, 4G або LoRa. Коротше кажучи, він замінює пасивний пристрій для виставлення рахунків активним джерелом даних.

Ця зміна має значення для трьох груп. Комунальним підприємствам потрібно підтвердити точність вимірювань і дистанційне зчитування даних. Власникам нерухомості потрібно контролювати сублімітацію та передоплачений кредит. Дистриб’юторам і підрядникам потрібно закупити лінійку продуктів із чіткими стандартами, стабільним програмним забезпеченням і передбачуваними термінами постачання. Отже, придбання розумних лічильників електроенергії — це рішення щодо джерел постачання, а не проста покупка.

У цьому посібнику пояснюється, що таке розумні лічильники електроенергії, як вони вимірюють і передають дані, які існують типи та як оцінити постачальника. Він також містить посилання на детальнішу інформацію про домашнє вимірювання, принцип роботи всередині лічильника та комерційне розгортання.

Що таке розумні лічильники електроенергії та чому вони важливі

Розумний лічильник електроенергії — це електронний пристрій, який вимірює електричну енергію та обмінюється даними з іншою системою. Саме цей обмін відрізняє його від традиційного електромеханічного лічильника. Якщо під час тендерного огляду покупець запитує, що таке розумний лічильник, то практична відповідь охоплює чотири завдання. Лічильник вимірює енергію. Він зберігає дані. Він контролює навантаження. Він спілкується.

Бік вимірювання фіксує активну енергію в кіловат-годинах. Більшість моделей також фіксують реактивну енергію, напругу, струм, коефіцієнт потужності та частоту. Крім того, вони реєструють значення часу використання. Таким чином, комунальне підприємство або орендодавець може виставляти різні тарифи протягом дня.

Справжня цінність розумних лічильників електроенергії полягає в даних, які вони генерують. Ручне зчитування даних вимагає робочої сили та призводить до помилок. Замість цього розумні лічильники передають дані за розкладом і фіксують такі події, як несанкціоноване втручання або відключення електроенергії. Таким чином, оператори скорочують кількість відвідувань об’єктів, усувають прогалини в виставленні рахунків і набагато раніше виявляють неефективне використання енергії.

Те, як покупець відповідає на запитання, що таке розумний лічильник, також визначає сферу тендеру. Проєкт, який потребує лише пристрою, не фінансуватиме платформу. Проєкт платформи не прийме пристрій без порту передачі даних. Отже, узгодьте сферу застосування з кінцевим користувачем до того, як буде опубліковано технічні вимоги. На практиці одне це запитання запобігає більшості пізніх змін і не допускає неправильного вибору розумних лічильників електроенергії.

Як розумні лічильники електроенергії вимірюють і передають дані

Ланцюг вимірювання проходить фіксованим шляхом. Схеми вибірки зчитують напругу та струм із джерела живлення. Спеціальна мікросхема для вимірювання перетворює ці аналогові сигнали на цифрові значення. Потім мікропроцесор обчислює енергію, застосовує тарифи та зберігає результат.

Клас точності визначає, наскільки точним має бути цей розрахунок. Лічильник класу 1 має меншу похибку, ніж лічильник класу 2. Покупці повинні підтвердити клас відповідно до місцевих правил виставлення рахунків перед замовленням. Точність також визначає постійну величину імпульсів, яку в технічних специфікаціях зазначають як кількість імпульсів на кіловат-годину.

Передача даних відбувається після вимірювання. Дані передаються з лічильника через RS485, інфрачервоний порт, Wi-Fi, 4G або LoRa. Локальна шина RS485 підходить для шаф і диспетчерських. З’єднання 4G підходить для віддалених об’єктів без локальної мережі. Тим часом LoRa об’єднує цілі групи лічильників в одну малопотужну мережу. Таким чином, місце розташування об’єкта визначає тип з’єднання, а не мода.

Основні типи розумних лічильників електроенергії на ринку

Ринок поділяється на кілька чітких груп. Однофазні лічильники обслуговують житлові приміщення та невеликі навантаження. Трифазичні лічильники обслуговують промисловість і великі будівлі. Моделі на DIN-рейку підходять для розподільних шаф, а настінні моделі — для лічильних кімнат.

Модель виставлення рахунків створює ще один розподіл. Післяоплатні лічильники фіксують споживання для подальшого виставлення рахунку. Передоплатні лічильники та лічильники з контролем витрат утримують кредит і відключають навантаження, коли кредит вичерпується. Третій розподіл стосується інтелекту. Базові електронні лічильники лише вимірюють. Просунуті моделі додають контроль навантаження, журнали подій і повне дистанційне керування.

Ми створюємо продукцію для всіх трьох сегментів. Одним із прикладів є наш однофазний інтелектуальний лічильник електроенергії типу G з керуванням потужністю. Він відповідає практиці Державної мережі, тому слугує чітким орієнтиром для житлових передоплатних робіт. На практиці цей орієнтир допомагає покупцям швидше читати інші технічні специфікації.

Однофазні та трифазні: відповідність лічильника навантаженню

Однофазний розумний лічильник підходить для двопровідного живлення. Домівки, невеликі магазини та окремі квартири належать до цієї категорії. Трифазний розумний лічильник підходить для чотирипровідного живлення та зчитує всі три фази одночасно. Заводи, серверні кімнати та великі будівлі потребують такого охоплення.

Вибирайте за навантаженням, а не за ціною. Однофазний лічильник у трифазній системі не може збалансувати фази, тому він втрачає дані по двох із них. Для більших об’єктів підтвердьте номінальний струм, тип підключення та коефіцієнт. Деякі трифазні моделі продовжують працювати, коли лише одна фаза живить пристрій. Ця функція має значення в районах зі слабким електропостачанням.

Наш трифазний чотирипровідний розумний лічильник електроенергії з контролем витрат демонструє повний набір функцій. Він оснащений лічильником часу використання, портами RS485 та інфрачервоним портом, а також годинником з резервною батареєю. Крім того, герметичний, вогнестійкий корпус підходить для настінного монтажу, тому для встановлення розумного лічильника в лічильній кімнаті не потрібен додатковий корпус.

Модель виставлення рахунків змінює лічильник, а не лише програмне забезпечення. Сучасні розумні лічильники електроенергії зазвичай підтримують більше однієї моделі. Післяоплатний лічильник фіксує споживану енергію та чекає на період виставлення рахунків. Передоплатний лічильник утримує кредит на картці або на сервері. Лічильник з контролем витрат утримує кредит і відключає реле, коли баланс стає рівним нулю.

Контроль витрат вирішує реальну проблему. Збір готівки в багатоквартирних будинках займає багато часу та призводить до суперечок. Передоплатна процедура або процедура контролю витрат усуває цей крок і переносить оплату на етап, що передує споживанню. Однак оператор має спланувати канал поповнення. Зчитувачі карток, клавіатури та дистанційне поповнення через платформу вимагають різних щоденних робочих процесів.

Покупці також повинні підтвердити номінальну потужність реле. Вбудоване реле має витримувати повне навантаження об’єкта та надійно розмикати це навантаження протягом багатьох років. Тому запитуйте технічні характеристики реле, а не лише перелік тарифів. Також перевірте структуру тарифів, оскільки багато моделей підтримують кілька тарифів протягом заданої кількості інтервалів на день.

Варіанти зв’язку для дистанційного зчитування та керування

Зв’язок визначає, наскільки багато може зробити система. Лічильник без каналу зв’язку можна зчитувати лише вручну. Підключений лічильник забезпечує виставлення рахунків, моніторинг і керування з одного пристрою.

RS485 залишається основним каналом зв’язку в шафах і диспетчерських. Він дротовий, стабільний і недорогий в експлуатації. Wi-Fi підходить для будівель, де вже є потужна бездротова мережа, і усуває необхідність прокладання кабелів. Однак стіни та шафи послаблюють сигнал. З’єднання 4G повністю усуває локальну мережу, що підходить для віддалених насосних станцій і придорожніх шаф. LoRa охоплює багато лічильників на великій відстані з низьким енергоспоживанням, тому підходить для житлових комплексів і промислових парків.

Лічильники рідко працюють окремо. Шлюз збирає дані з групи лічильників і пересилає їх вище. Термінал шлюзу даних про електроенергію у нашому асортименті зчитує показники лічильників через LoRa та передає їх вище через 4G. Таке поєднання усуває майже всі польові кабельні з’єднання. Крім того, один шлюз обслуговує цілу шафу або поверх, що зменшує вартість однієї точки вимірювання.

Програмне забезпечення, платформи та системна інтеграція

Лише апаратне забезпечення не забезпечує реалізацію проєкту, заснованого на розумних лічильниках електроенергії. Програмний шар перетворює необроблені показники на рахунки, звіти та сигнали тривоги. Тому повна система інтелектуального обліку електроенергії має три рівні. Лічильники вимірюють. Шлюзи та мережі передають дані. Платформа їх зберігає, оцінює та відображає.

Покупці повинні заздалегідь перевірити інтеграцію. Запитайте, які протоколи підтримує платформа, як відображаються адреси лічильників і що відбувається при розриві з’єднання. Лічильник, який буферизує дані під час збою, захищає рахунок. Той, який видаляє дані, створює суперечки.

Плануйте дані, які вам дійсно потрібні. Погодинного споживання енергії по кожній зоні достатньо для більшості робіт з нерухомістю. Заводи часто також потребують коефіцієнта потужності, кривих навантаження та журналів подій. Кожен, хто запитує, що таке розумний лічильник, повинен також запитати, куди потрапляють його дані. Тому перед замовленням апаратного забезпечення узгодьте платформу відповідно до вимог до звітності. Надійна система інтелектуального обліку електроенергії підтримує як сьогоднішню звітність, так і майбутнє розширення.

Система інтелектуального обліку електроенергії також потребує політики зберігання даних. Підтвердьте, як довго платформа зберігає історію, хто може її експортувати та що станеться, якщо оператор змінить постачальника. Тому, перш ніж підписувати угоду, запитайте зразок експортованих даних.

Що впливає на вартість розумного лічильника електроенергії

Різниця в цінах між двома схожими лічильниками зазвичай пояснюється п'ятьма причинами.

• Ланцюг вимірювання: клас точності та мікросхема для вимірювання.

• Корпус: герметичні, вогнестійкі корпуси коштують дорожче, ніж відкриті каркаси.

• Реле: важке розмикаюче реле є найдорожчою частиною передоплатної системи.

• Модуль зв’язку: модуль 4G коштує дорожче, ніж порт RS485.

• Обсяг прошивки: багатотарифна, журнали подій і облік часу використання додають обсяг робіт.

Покупці, які порівнюють лише ціну за одиницю, часто купують двічі. Дешевий лічильник із легким реле виходить з ладу при великому навантаженні, тому оператор замінює його завчасно. Лічильник без журналів подій не може вирішити суперечку щодо виставлення рахунків. Тому порівнюйте загальні