Išmaniojo tinklo plėtra susiduria su elektros vagystės iššūkiais, todėl būtina skubiai atnaujinti skaitiklius
Sparčiai tobulėjant mokslui ir technologijoms bei ekonomikai, išmanieji tinklai tapo pagrindine pasaulio energetikos sektoriaus plėtros kryptimi. Išmaniųjų skaitiklių, kaip pagrindinės įrangos, esančios elektros tinklo gale, taikymo sritis nuolat plečiasi, o funkcionalumas tampa vis sudėtingesnis, o tai labai palengvina galios stebėjimą ir valdymą. Tačiau tai lydėjo elektros vagysčių dažnio šuolis, atsirado įvairių naujų metodų. Tai ne tik rimtai sutrikdo normalų elektros naudojimą ir kelia pavojų saugumui, bet ir sukelia didelių ekonominių nuostolių energetikos įmonėms ir šaliai.
Tyrimai parodė, kad daugumą dabartinių elektros vagysčių veiksmų turi bendra charakteristika: skaitiklio dangtelis turi būti atidarytas, kad veiktų. Anksčiau išmanieji skaitikliai galėjo įrašyti ir pranešti apie skaitiklio dangčio atidarymo įvykius įprasto maitinimo tiekimo metu, tačiau ši funkcija dažnai sugesdavo nutrūkus maitinimui. Patobulinus išmaniųjų skaitiklių įmonės standartus, pramonės atstovai paaiškino, kad skaitikliai turi registruoti skaitiklio dangčio atidarymo įvykius elektros tiekimo nutraukimo metu. Tai apima tikslią anksčiausio skaitiklio dangčio atidarymo įvykio fiksavimą ir įrašymą net keičiant bateriją, esant žemai įtampai ir per dvi dienas po elektros tiekimo nutraukimo. Šiame kontekste funkcijos, leidžiančios įrašyti įvykius, kai nutrūkus elektrai atidaromas skaitiklio dangtis, sukūrimas tapo pagrindine išmaniųjų skaitiklių technologijos atnaujinimo kryptimi, be to, tai buvo naujas techninis proveržis kovoje su-elektros vagystėmis.
Dėmesys paklausai: kelios priežastys, kodėl skaitiklio dangtis atsidaro nutrūkus elektrai, ir būtinybė įrašyti
Kai maitinimas teka įprastai, išmanieji skaitikliai gali pateikti informaciją, pvz., laiką ir bendrą skaitiklio dangčio atidarymo įvykių skaičių, į elektros energijos suvartojimo informacijos rinkimo sistemą, padedant personalui analizuoti naudotojo ir pastotės elektros energijos suvartojimą ir patikrinti, ar nėra neįprastų duomenų. Tačiau skaitiklio dangčio atsidarymo po elektros energijos tiekimo nutraukimo priežastys yra sudėtingesnės ir reikalauja tikslaus identifikavimo ir registravimo:
Priežastys gali būti suskirstytos į keturias pagrindines kategorijas: Pirma, įrangos gedimas: senėjimas, pažeidimas arba prastas vidinių skaitiklio komponentų kontaktas neleidžia tinkamai užsifiksuoti skaitiklio dangčiui nutrūkus elektros tiekimui; antra, techninės priežiūros klaida: kai kurie darbuotojai, nesusipažinę su procedūromis, dingus elektrai per klaidą atidaro skaitiklio dangtį; trečia, vartotojo klaida: vartotojai be reikalo bando atidaryti skaitiklio dangtį; ir ketvirta, neteisėta veikla: kai kurie asmenys tyčia atidaro dangtį, kad sugadintų arba sugadintų skaitiklio duomenis, pavyzdžiui, elektros energijos vagystės tikslais.
Šie incidentai turi įtakos ne tik įrangos vientisumui, bet ir elektros saugai bei įstatymų laikymuisi. Įrašant skaitiklio dangtelio atidarymo įvykius elektros energijos tiekimo nutraukimo metu, galima greitai aptikti galimą elektros vagystę, pateikti duomenų palaikymą tolesnei nenormalaus elektros energijos suvartojimo analizei ir padėti atsekti incidento šaltinį. Tai labai svarbu gerinant išmaniųjų skaitiklių apsaugos nuo elektros vagysčių{2} galimybes ir užtikrinant saugų bei stabilų elektros energijos sistemos veikimą.
Techniniai iššūkiai: programinė ir aparatinė įranga bendradarbiauja, kad sukurtų „saugos barjerą“ registruojant skaitiklio dangtelio angas elektros tiekimo nutraukimo metu
Norint pasiekti tikslą fiksuoti skaitiklių dangtelių angas elektros tiekimo nutraukimo metu, būtina suderinti technines galimybes, funkcinį stabilumą ir praktinį pritaikymą. „Zhejiang Reallin Electron“ komanda daugiausia dėmesio skyrė aparatinės įrangos projektavimui ir programinės įrangos optimizavimui, kad sukurtų išsamų sprendimą, užtikrinantį, kad skaitikliai ir toliau veiktų net nutrūkus elektros tiekimui.
Aparatinės įrangos branduolys: atsarginio maitinimo sprendimas užtikrina nepertraukiamą maitinimo šaltinį
Raktas į stabilų skaitiklio veikimą po elektros tiekimo nutraukimo slypi atsarginėje maitinime. Komanda atsisakė brangaus ir sunkiai prižiūrimo--baterijos sprendimo ir pasirinko „laikrodžio baterijos ir superkondensatoriaus“ derinį, kuris atitinka mažo energijos suvartojimo reikalavimus ir užtikrina ilgą maitinimo šaltinio tarnavimo laiką.
Kalbant apie grandinės konstrukciją, kai komunalinė galia yra normali, pagrindinis maitinimo šaltinis (5,3 V) ne tik maitina skaitiklių sistemą, bet ir kartu įkrauna superkondensatorių, pasiekdamas maždaug 5,0 V įtampą. Nutrūkus maitinimui, pirmiausia išsikrauna superkondensatorius, aprūpindamas maitinimą mikrovaldikliui (MCU), kad jis veiktų maža galia, ryšio modulis praneštų apie įvykius ir registruotų, kai atidaromas skaitiklio dangtis. Kai superkondensatoriaus įtampa nukrenta žemiau 3,6 V, maitinimas automatiškai persijungia į laikrodžio bateriją. Net jei akumuliatoriaus įtampa yra žema, superkondensatorius veikia tol, kol pasiekia išjungimo įtampą, užtikrindamas įrašymo reikalavimus dviejų dienų maitinimo nutraukimo atveju.
Kad tiksliai atitiktų energijos tiekimo reikalavimus, komanda taip pat apskaičiavo superkondensatoriaus talpą, naudodama formulę: sujungdama ryšio modulio 80 mA darbinę srovę nutrūkus maitinimui, skaitiklio 22 μA energijos suvartojimą esant mažos-galios galiai ir 3,3 V darbinės įtampos bei 2,3 V ribinės talpos parametrus, kurių reikia komandai. reikalavimai nuo 1,9 F iki 5,2 F. Taip buvo išvengta įrašymo pertrūkių dėl nepakankamo pajėgumo, o taip pat buvo kontroliuojamos išlaidos ir dydis.
Programinės įrangos optimizavimas: mažas energijos suvartojimas ir duomenų saugumas
Programinės įrangos dizainas yra sutelktas į tris pagrindinius tikslus: „laiku aptikti, tiksliai įrašyti ir užkirsti kelią duomenų praradimui“. Skaitiklio dangčio atidarymo aptikimui naudojamas pramonės-standartinis „rakto jungiklio aptikimo“ mechanizmas. Skaitiklis pristatomas su dangteliu, nuspaustu ant mygtuko. Bet koks mygtuko būsenos pasikeitimas aptinkamas kaip viršelio atidarymo įvykis.
Nutrūkus maitinimui, matuoklis automatiškai persijungia į mažo{0}}galios režimą. Jei atsarginis maitinimas yra aktyvus, duomenys, pvz., laikas ir dangtelio atidarymo įvykių skaičius, realiuoju laiku saugomi elektra ištrinamoje programuojamoje-tik skaitymo atmintyje (E2PROM). Jei atsarginis maitinimas išsenka, duomenys laikinai saugomi registruose ir sinchronizuojami su E2PROM, kai vėl įjungiamas, užtikrinant duomenų vientisumą. Programinė įranga taip pat optimizuoja loginį srautą, kad sumažintų nereikalingas energijos sąnaudas, pailgintų atsarginio maitinimo šaltinio tarnavimo laiką ir užtikrintų, kad įrašymo funkcija išliktų tinkle, kai nutrūksta maitinimas.
Eksperimentinis patikrinimas: išlaikė kelis scenarijų testus, įrašymo tikslumas siekia 1 sekundę
Siekdama patikrinti sprendimo pagrįstumą, tyrėjų komanda sukūrė išmaniojo skaitiklio prototipą ir atliko kelis bandymų etapus, apimančius tiek normalios, tiek ekstremalios temperatūros scenarijus:
Atliekant įprastos temperatūros bandymus, darbuotojai imitavo įvairios trukmės elektros energijos tiekimo nutraukimus ir atliko kelių skaitiklių dangčio atidarymo ir uždarymo operacijas. Nepriklausomai nuo to, ar operacija buvo atlikta iš karto, ar atidėtas po elektros tiekimo nutraukimo, prototipas tiksliai užfiksavo skaitiklio dangtelio atidarymo įvykius, o kiekvienas bandymo rezultatas atitiko standartinius reikalavimus. Ekstremalių temperatūrų bandymų metu buvo naudojama aukštos{2}} ir žemos temperatūros kamera, skirta imituoti ekstremalias superkondensatorių veikimo sąlygas. Nustatyta, kad žema temperatūra sumažina elektrolito laidumą, o aukšta temperatūra gali sukelti elektrolito skilimą, o tai turi įtakos maitinimo stabilumui. Tačiau normalios skaitiklio darbinės temperatūros diapazone prototipas išlaikė stabilų įrašymą, o įrašymo tikslumas buvo mažesnis nei 1 sekundė.
Siekdama išspręsti problemas, su kuriomis susiduriama esant ekstremalioms temperatūroms, komanda pasiūlė optimizavimo strategijas,{0}}koreguojančias komponentų parametrus pagal faktinę taikymo aplinką, kad būtų dar labiau padidintas gaminio patikimumas tam tikrais atvejais, taip padėtų pagrindą vėlesnei masinei gamybai ir diegimui.
Taikymo vertė: energijos saugos stiprinimas ir išmanusis energijos valdymas.
Šis proveržis fiksuojant elektros energijos tiekimo nutraukimą ir aprėpiant{0}}vienfazių išmaniųjų skaitiklių atidarymo renginius-ne tik užpildo technologinę spragą pramonėje, bet ir parodo daugybę privalumų praktikoje:
Energijos įmonėse ši funkcija perkelia pastangas prieš{0}} vagystes nuo pasyvaus tyrimo prie aktyvaus sekimo. Tiksliai fiksuodami įvykius darbuotojai gali greitai atpažinti įtartinus vartotojus ir vagystes, taip sumažindami finansinius nuostolius. Tai veiksmingai atgraso nuo neteisėtų vagysčių ir apsaugo reikalavimus atitinkančių vartotojų sąžiningo naudojimo teises. Kuriant išmanųjį tinklą, jis teikia svarbių duomenų palaikymą, kad būtų galima analizuoti energijos vartojimo anomalijas ir šalinti triktis, todėl galima tobuliau ir išmaniau valdyti elektros tinklą.
Plačiai pritaikius šią technologiją, išmanieji skaitikliai dar labiau sustiprins savo „tinklo sargybinių“ vaidmenį, suteikdami naują impulsą kuriant saugią, efektyvią ir patikimą išmaniąją energijos sistemą ir paskatindami energetikos pramonę siekti aukštesnės kokybės{0}.