تحليل التطبيق لمقياس الطاقة Acrel مسبق الدفع ونظام إدارة الطاقة

المهندس: Dina huang Tel: +8618761502682 E-mail: dina.huang@email.acrel.cn

جيانغسو أكريل الكهربائية مبدعين المحدودة

خلاصة:توضح هذه المقالة الوظائف الرئيسية لمقياس الطاقة التقليدية المدفوعة مسبقًا لبطاقة IC ، وتحلل مزايا وعيوب التطبيق ؛يقدم بالتفصيل توسيع وظيفة عداد الطاقة المدفوعة مسبقًا بعد دمج تكنولوجيا الاتصالات وتكنولوجيا التحكم الذكي وتعزيز القيمة العملية ، لوصف اتجاه التطوير التقني المحتمل لمقياس الطاقة المدفوعة مسبقًا.

الكلمة الرئيسية:عداد الطاقة المدفوعة مسبقا ، التطبيق ، التحليل

تعتبر رسوم الكهرباء هي المصدر الرئيسي للأموال لشركات الإمداد بالطاقة للحفاظ على الإنتاج والتنمية ، سواء كان من الممكن فرض رسوم عليها في الوقت المناسب ، فإنها تلعب دورًا مهمًا في تداول رأس المال لشركات تزويد الطاقة.نظرًا لنموذج استهلاك الكهرباء "استخدم الكهرباء أولاً ، وادفع لاحقًا" لسنوات عديدة ، وقاعدة مستخدمي الكهرباء الواسعة النطاق والوسائل التقنية لانقطاع التيار الكهربائي في الموقع وتقنين الطاقة ، فضلاً عن عدم توافق اللوائح الداعمة مع السوق الاقتصاد ، يؤدي بشكل مباشر إلى المخاطر الكبيرة لشركات الإمداد بالطاقة في فرض رسوم الكهرباء والقوى العاملة والموارد المالية والضغط التشغيلي الذي تم ضخه فيه على مر السنين.في هذا السياق ، من أجل التكيف بشكل أفضل مع إصلاح نظام الطاقة ، تم استخدام عدادات الكهرباء مسبقة الدفع على نطاق واسع.

نظرًا للتطبيق غير الناضج لتقنية الاتصالات الأساسية المبكرة ذات الصلة ، أصبح توافق النظام عقبة مهمة تؤثر على تعميم وتطبيق نظام قراءة العدادات الأوتوماتيكي عن بُعد لإدارة قياس الطاقة الكهربائية ، وخاصة توافق بروتوكول الاتصال و عدم اتساق معيار التصنيع.في ظل البيئة في ذلك الوقت ، لم يكن لمقياس الطاقة مسبقة الدفع من نوع البطاقة الممغنطة خيار سوى تجنب عنق الزجاجة لتطبيق تكنولوجيا الاتصالات.

1- أناجارضتييبصسددهnergyمإيتر

1.1 الوظيفة الرئيسية

1.1.1 وظيفة القياس: مرحلة واحدة قياس الطاقة النشطة ؛حفظ الطاقة التاريخية ، ولها وظيفة تجميد الطاقة.

1.1.2 وظيفة متعددة التعريفات: فترة إعداد قابلة للبرمجة ، تعريفات متعددة.ساعة التوقيت لها وظيفة تعويض درجة الحرارة.

1.1.3 وظيفة الاتصال: بواجهة RS485 وواجهة اتصال بالأشعة تحت الحمراء.يتم عزل واجهة RS485 كهربائياً بشكل عام من داخل العداد ولها تصميم حماية وصول AC 220V

1.1.4.وظيفة العرض: شاشة LCD ، يمكن للزر تدوير العرض تلقائيًا ، وعرض الواجهة مثل المبلغ المتبقي ، والطاقة الإجمالية ، وسعر الكهرباء الحالي وما إلى ذلك.

1.1.5.وظيفة شراء الطاقة لنسخ المعلومات: بطاقة متر واحد ، أي ، يمكن لمتر واحد فقط أن يتوافق مع بطاقة IC واحدة.عندما يتم إدخال البطاقة لنقل الطاقة ، يتم نسخ معلومات استهلاك الكهرباء في العداد تلقائيًا إلى بطاقة IC ؛عند شراء الكهرباء مرة أخرى ، تتم كتابة المعلومات الموجودة في البطاقة تلقائيًا في الكمبيوتر للأرشفة والتحقق من البيانات.

1.1.6.وظيفة تذكير إعادة شحن العداد: بشكل عام ، يوجد إنذار للعرض وإنذار انقطاع التيار الكهربائي ، كما يزيد من وظيفة قطع الحمل.

1.1.7.وظيفة التحكم في الحمل الزائد: من خلال ضبط حد الطاقة ، يمكنها تحقيق التحكم في انقطاع التيار الكهربائي عن الحمل الزائد في جانب التحميل.يمكن ضبط وقت انقطاع التيار بطريقتين: إيقاف التشغيل الفوري وإيقاف التشغيل المتأخر.يمكن استعادة الطاقة بالضغط على الزر أو إدخال البطاقة.

1.1.8.وظيفة التحكم المدفوعة مقدمًا: يدرك العداد طريقة إدارة شراء الكهرباء أولاً ثم استخدام الكهرباء.عندما لا يكون هناك شحنة كهرباء في العداد ، فإن مفتاح الحمل في العداد سوف يقطع إمداد طاقة الحمل تلقائيًا.بعد شحن العداد ، سيُغلق العداد مرة أخرى لاستعادة وظيفة إمداد طاقة التحميل.مع التحسين المستمر ، تمت إضافة وظيفة السحب على المكشوف ، والتي يمكن أن تسمح بالسحب على المكشوف المعتدل وفقًا للوضع الفعلي.يمكن ضبط السحب على المكشوف.بعد اكتمال السحب على المكشوف ، سيتم إيقاف تشغيل العداد ، وسيتم شحن جزء السحب على المكشوف تلقائيًا وطرحه عند إعادة شحن العداد في المرة القادمة.

1.1.9.وظيفة الطاقة المضادة للاكتناز: نظرًا للتحكم الكلي في سياسة أسعار الكهرباء ، من أجل منع تحميل الطاقة الزائدة (المبلغ) في العداد ، يُحظر على العميل شحن الكثير من الطاقة (المبلغ) في وقت واحد عن طريق تحديد عتبة طاقة الاكتناز في العداد.

10. وظيفة الحماية الأمنية: بشكل عام ، يتم استخدام تقنية بطاقة وحدة المعالجة المركزية لتصميم أمان النظام.اكتمال المصادقة الأمنية لمقياس الطاقة الكهربائية لبطاقة وحدة المعالجة المركزية وبطاقة وحدة المعالجة المركزية من خلال وحدة ESAM في عداد الطاقة.يلعب MCU لمقياس طاقة بطاقة وحدة المعالجة المركزية دور نقل البيانات فقط أثناء عملية المصادقة ، ولا يشارك في تشفير البيانات وفك تشفيرها.عند بيع الكهرباء ، من خلال سلسلة من اختبارات المصادقة الرئيسية ، يمكن تحقيق عمليات مثل تأكيد بطاقة شراء الطاقة ، والإذن لكتابة المعلومات على بطاقة شراء الطاقة ، والإذن بإعادة كتابة محو الملف الثنائي.

1.2 الميزة الرئيسية

1.2.1 تحسين كفاءة ودقة قراءة العداد.من خلال واجهة RS485 وواجهة الاتصال بالأشعة تحت الحمراء ، يمكن استخدام جهاز قراءة العداد اليدوي المقابل لنسخ الدُفعات في الموقع.هذا له تأثير مهم للغاية على الوضع الحالي الذي زاد بشكل حاد عدد عدادات الطاقة التي تديرها شركات الإمداد بالطاقة.

1.2.2 حل مشكلة المتأخرات بشكل فعال.خفض تكاليف التشغيل بشكل كبير لتحصيل فواتير الكهرباء ، وتعزيز أمن تحصيل رسوم الكهرباء

1.2.3 التخفيف من تناقض صعوبات الدفع.مع الزيادة الكبيرة في عدد العملاء وفتحات وقت الدفع المركزة نسبيًا ، من السهل جدًا أن يتسبب نموذج الشحن التقليدي في حدوث ازدحام في الدفع.أدى تطبيق عدادات الطاقة المدفوعة مسبقًا إلى تقليل الضغط على الرسوم المضادة ومخاطر الخدمة بشكل كبير.

1.3 مشاكل في التطبيق

1.3.1 ضعف القدرة المضادة للهجوم.فقدان وتلف البطاقة الممغنطة ، خاصةً منافذ القراءة والكتابة المفتوحة لبطاقة IC معرضة للهجمات الخارجية.من الصعب الحصول على الأدلة بعد تعرضها للهجوم وتسبب في فشل نظام الرقابة الداخلية ، كما أنه من السهل جدًا حدوث منازعات الكهرباء.

1.3.2 الإدارة صعبة.بسبب المفاجأة والعشوائية في شراء طاقة البطاقة الممغنطة ، زاد قسم إمداد الطاقة من ضغط قوة البيع.في الوقت نفسه ، من أجل ضمان أمن البيانات ، تُستخدم بطاقات وحدة المعالجة المركزية الذكية على نطاق واسع في الوقت الحاضر.يضمن نظام COS ومصادقة المفتاح الديناميكي أمان البيانات ، ولكنهما يزيدان أيضًا من عبء العمل الإداري لقسم إدارة الطاقة في نفس الوقت.علاوة على ذلك ، فإن العرض التوضيحي متعدد الارتباطات يزيد من حدوث حالات فشل غير متوقعة.

1.3.3 القدرة على التكيف مع تعديل سياسة أسعار الكهرباء ليست قوية.تم تحديد سعر الكهرباء وكتابته في عداد الطاقة المدفوع مسبقًا عند شراء الكهرباء.نظرًا لأن سعر الكهرباء المخزن في عداد الطاقة المدفوع مسبقًا لبطاقة IC لا يمكن تعديله في الوقت الفعلي ، فإن كل تعديل للسعر يضيف الكثير من عبء العمل إلى شركة إمداد الطاقة ، كما أن العملاء عرضة للتساؤل.

1.3.4 لا يتم جمع البيانات في الوقت المناسب.لا يمكن أن يعكس حالة استهلاك الكهرباء للعميل في الوقت الفعلي ، ولا يمكنه مراقبة سرقة الكهرباء بشكل فعال ، ولا يمكنه تلبية احتياجات الإدارة في الوقت الفعلي لأتمتة إدارة الكهرباء

1.3.5 قابلية التوسع الوظيفي لطريقة شراء الطاقة ليست عالية.إن نظام الدفع المسبق الذي يستخدم بطاقات IC كوسيلة لنقل البيانات ليس من السهل تكوين رابط فعال مع الخدمات المصرفية عبر الهاتف والخدمات المصرفية عبر الإنترنت وطرق شراء الكهرباء الأخرى.غالبًا ما يشتري العملاء الكهرباء من منافذ بيع الكهرباء بالبطاقات ، مما يقلل من جودة خدمة تسويق الكهرباء ويزيد من عبء العمل على شركات الإمداد بالطاقة.لذلك ، من أجل حل المشاكل والعيوب في التطبيق الفعلي لعدادات الطاقة المدفوعة مسبقًا لبطاقة IC ، تم حل مشكلة توافق نظام الاتصال.يوفر اختراق عنق الزجاجة للتكنولوجيا الأساسية ذات الصلة مساحة شاسعة قد لا يمكن تصورها للتطبيق عن بُعد لعدادات الطاقة المدفوعة مسبقًا.

2 دمج عداد الطاقة المدفوعة مسبقا ونظام قراءة العدادات عن بعد

2.1 تشمل طرق الاتصال الأساسية في نظام قراءة العدادات عن بُعد بشكل أساسي اتصالات الألياف الضوئية ، واتصالات خط الهاتف ، وحافلة RS485 ، وكابل التلفزيون ، والإنترنت ، واتصال ناقل خط الطاقة ، وحافلة الأدوات ، والاتصال عبر الأقمار الصناعية ، و GPRS و CDMA ، إلخ. جميع أنواع الاتصالات الأساليب لها مزاياها وعيوبها وجوانبها القابلة للتطبيق.بالاقتران مع خصائص الصناعة لمؤسسات الإمداد بالطاقة والتطبيق العملي لطيف انتشار ناقل خط الطاقة منخفض الجهد ، وقفز التردد ، وإعادة التوجيه ، والترحيل (يمكن تعيين عداد الناقل ديناميكيًا كجهاز توجيه أو مرسل مستجيب بواسطة المكثف المحلي من خلال خط الطاقة ) التكنولوجيا والتطبيق العملي للرقائق الخاصة. في الوقت الحاضر ، الجهد المنخفض لقراءة العدادات الأوتوماتيكية عن بعد ، يعتمد النظام في الغالب على طريقة قراءة العدادات المركزية لخطوط الطاقة + الإرسال عن بعد GPRS + سلسلة عداد الطاقة المدفوعة مسبقًا من الحلول التقنية.

2.2 يتكون نظام قراءة العدادات المركزي لخطوط الطاقة من هيكل النظام من محطات رئيسية للقراءة المركزية ، ومجمعات ، ومكثفات ، وعدادات ، ومعدات أخرى.وفقا لظروف الموقع ، يتم إنشاء شبكة مخصصة ، ويتم قراءة العداد والتحكم وإدارة استهلاك الكهرباء من خلال البرامج.يتكون النظام من ثلاث طبقات مادية وطبقتين ارتباط.يتبنى جمع البيانات للمحطة الرئيسية هيكلًا نجميًا ، أي أن مركزًا واحدًا لإدارة استهلاك الطاقة هو طبقة الإدارة لمركزات متعددة ؛المحطة الرئيسية متصلة بمركز البيانات من خلال شبكة GPRS ؛يتم توصيل المجمعات من خلال خطوط طاقة منخفضة الجهد ، ويتم تثبيت المجمعات في صندوق العداد ، ويتم توصيل المجمعات وعدادات طاقة العميل بالتوازي من خلال واجهة RS485 لتشكيل طبقة العميل.

2.3 ميزات النظام

2.3.1 اعتماد طريقة الاتصال PLC (ناقل خط الطاقة): الاستخدام الفعال لهيكل طوبولوجيا شبكة الطاقة ، سهولة البناء.

2.3.2 مجموعة البيانات الأساسية: يمكن اختيار جميع العملاء المدرجين في نظام النسخ المركزي للنسخ (نسخ النقاط والنسخ الكامل) والنسخ متعدد النقاط لتشكيل مجموعة بيانات أساسية وتحليلات مختلفة (فقدان الخط ، معدل متعدد ، تحميل ، إلخ) ، لتلبية احتياجات الإدارة الذكية المختلفة للعملاء.

2.3.3 مجموعة البرامج والأجهزة: يراعي تصميم النظام احتياجات المستخدمين وراحتهم بشكل كامل.على أساس الأجهزة الثابتة ، يتم إكمال جميع تعويضات وظائف النظام وتعديل الإدارة وإضافة التشغيل (طاقة التحكم عن بُعد) بواسطة برنامج الخلفية.

2.3.4 تتميز بمزايا التركيب المريح والموثوقية العالية والسلامة الجيدة وقابلية الصيانة القوية.في الوقت نفسه ، تكون تكلفة المشروع منخفضة ، وصيانة النظام بسيطة ، وتكلفة التشغيل منخفضة.

2.4 تطبيق الوظائف الرئيسية

يتعاون عداد طاقة الدفع المسبق عن بُعد مع نظام إدارة استهلاك الطاقة لتحقيق وظائف مثل قراءة العداد عن بُعد ، والدفع المسبق عن بُعد ، ومنع سرقة الكهرباء ، وإدارة الحمل.

2.4.1 قراءة العداد عن بعد

يمكن للمحطة الرئيسية إجراء قراءة عشوائية للعداد ، والحكم على ما إذا كان عداد الطاقة في الموقع معيبًا أو ما إذا كان استهلاك الكهرباء للعميل غير طبيعي وفقًا لبيانات إعادة القراءة.يمكن للمحطة الرئيسية أيضًا قراءة العداد وفقًا لروتين قراءة العداد ، وإرسال بيانات القراءة مرة أخرى إلى نظام معلومات إدارة تسويق الطاقة لحساب تكلفة الكهرباء.في الوقت نفسه ، يمكن للمحطة الرئيسية أيضًا أن تجعل عداد الطاقة الكهربائية يبلغ بانتظام عن معلومات بيانات المجال من خلال الإعداد عن بُعد.

2.4.2 الدفع المسبق عن بعد

يمكن للعملاء شراء الكهرباء بأشكال مختلفة لتجنب ذروة السداد بشكل فعال.عندما يكون المبلغ المتبقي في عداد الزبون هو 0 ، يقوم العداد بإخراج إشارة رحلة لجعل المرحل الداخلي أو مفتاح التحكم في الحمل الخارجي يعمل على قطع الطاقة ، وتجنب سلوك المتأخرات.طريقة الدفع المسبق عن بعد آمنة وموثوقة ، وتتجنب حالات الفشل مثل عدم قراءة البطاقة وأخطاء المعلومات بسبب نقل المعلومات من خلال بطاقة IC.في الوقت نفسه ، عندما يتم تعديل سعر الكهرباء ، يمكن تعديل معلمات أسعار الكهرباء في عداد الطاقة في الموقع على دفعات في الوقت المناسب من خلال المحطة الرئيسية ، وذلك لضمان أن معلمات أسعار الكهرباء في - عداد طاقة الموقع متزامن مع تعديل السعر.

2.4.3 مكافحة السرقة

عندما تتغير معلمات عداد الطاقة الكهربائية في الموقع أو عندما تكون هناك أعطال مثل فقدان الجهد وفقدان التيار والأسلاك الخاطئة ، يمكن إبلاغ عداد الطاقة الكهربائية تلقائيًا إلى المحطة الرئيسية.اذهب إلى الموقع للتفتيش.يمكن لهذه الوظيفة أن تسرق الكهرباء بشكل فعال وتمنع المشاكل قبل حدوثها.

2.4.4 إدارة الحمل

يمكن للمحطة الرئيسية جمع بيانات الجهد والتيار والطاقة والكهرباء وغيرها من بيانات عداد الطاقة في الموقع لتحليل الحمل وإدارته.وفقًا للبيانات الحالية ، يمكن رسم منحنى الحمل لمراقبة تغير حمل الكهرباء.وفقًا لبيانات الجهد ، يمكن حساب معدل تأهيل الجهد.من خلال تعيين حد الطاقة النشط في عداد الطاقة ، تحكم في استهلاك الطاقة الزائد للعميل.

2.5 تحليل الكسب

2.5.1 بسبب استخدام قراءة العدادات عن بعد ، يمكن توفير عدد كبير من تكاليف القوى العاملة لقارئات العدادات.في الوقت نفسه ، يمكن تجنب الأخطاء في قراءة العدادات اليدوية ، ويمكن العثور على أخطاء العداد في الوقت المناسب ، وبالتالي تحسين مستويات الخدمة.

2.5.2 بسبب تنفيذ الدفع المسبق ، تم تخفيض المتأخرات بشكل كبير ، وتحسن معدل استرداد رسوم الكهرباء ، وخفضت تكاليف التشغيل لاستعادة الكهرباء في الموقع في إدارة استرداد رسوم الكهرباء .

2.5.3 نظرًا لإمكانية إجراء المراقبة عبر الإنترنت لحالة تشغيل عداد الطاقة الكهربائية في الموقع ، فإنه يمكن أن يمنع بشكل فعال سرقة الكهرباء ويقلل من الفقد غير المعروف للكهرباء.

2.5.4 نظرًا للتحكم التلقائي في الحمل ، يتم التخلص من حدوث حرق عداد التحميل الزائد ، وفي الوقت نفسه ، يتم تجنب ظاهرة عدم قيام العملاء بإجراء تقييم لأسعار الكهرباء وقت الاستخدام وتقييم معدل الطاقة بسبب نقص الإبلاغ عن سعة استهلاك الطاقة .

3.سيناريو تطبيق منتجات Acrel المسبقة الدفع

3.1 الوظيفة

تحصيل رسوم الكهرباء للعدادات المدفوعة مسبقًا ، والتحكم فيها ، ورحلة المتأخرات ؛توفير وحدة إدارة الدفع اللاحق ؛وحدة تحليل استهلاك الطاقة ؛

تحصيل رسوم الإيجار والعقار والمتأخرات.

رسوم الكهرباء المشتركة في الأماكن العامة ؛

الوصول إلى قراءة العدادات والقياس في الأماكن العامة والمحطات الفرعية ؛

الدفع المسبق + استهلاك الطاقة في المبنى ، النظام المتكامل لقياس الطاقة المصنف والفرعي ؛

إدارة ومراقبة مالية مركزية للممتلكات / المجموعات العقارية ، سلطة منفصلة للممتلكات الفرعية ؛

الحل اللاسلكي سهل التعديل وسهل التصحيح

4.اختيار المنتج

3.خاتمة

على الرغم من أن العديد من عيوب عدادات الطاقة التقليدية المدفوعة مسبقًا أصبحت أكثر وأكثر وضوحًا لأنها لا تستطيع تلبية احتياجات إدارة الكهرباء الحديثة ، على المدى القصير ، خاصة في المناطق التي تكون فيها قاعدة العملاء متفرقة نسبيًا ، لا يزال هناك درجة معينة من التطبيق.من ناحية أخرى ، مع التطور المستمر للمجتمع ، سيتم دمج عدادات الطاقة المدفوعة مسبقًا بشكل أوثق مع تكنولوجيا الاتصالات وتكنولوجيا التحكم الذكي (على سبيل المثال ، قد تحل عدادات الطاقة المدفوعة مسبقًا عن بُعد القائمة على تكنولوجيا الاتصالات المتنقلة محل عدادات الطاقة التقليدية المدفوعة مسبقًا ببطاقة IC تمامًا. نطاق تطبيق عداد الطاقة).بالنسبة لعدادات الطاقة المدفوعة مسبقًا ، فإن اتجاه التطور التكنولوجي الحتمي هو الحصول على وظيفة "التحكم الذكي عن بُعد في الوقت الفعلي" من أجل التوسع في عالم أكبر.بالنسبة لمؤسسات الإمداد بالطاقة ، فإن تعميم وتطبيق وظيفة "التحكم الذكي عن بُعد في الوقت الفعلي" سيكون أيضًا قادرًا على التحسين المستمر لمستوى الإدارة وجودة الخدمة لاستهلاك الكهرباء اليومي.

مراجع:

[1] دليل التصميم والتطبيق Acrel Enterprise Microgrid.الإصدار 2022.05.0