Автоматическое считывание показаний счетчика - Automatic meter reading

Старая база бытовых электросчетчиков в США, оснащенная однофазным цифровым интеллектуальным счетчиком . Измеритель обменивается данными со своей точкой сбора, используя топологию ячеистой сети 900 МГц .

Автоматическое считывание показаний счетчика ( AMR ) - это технология автоматического сбора данных о потреблении, диагностике и состоянии со счетчиков воды или приборов учета энергии (газовых, электрических) и передачи этих данных в центральную базу данных для выставления счетов, устранения неполадок и анализа. Эта технология в основном позволяет поставщикам коммунальных услуг экономить на периодических поездках в каждое физическое место для снятия показаний счетчика. Еще одно преимущество состоит в том, что выставление счетов может основываться на потреблении почти в реальном времени, а не на оценках, основанных на прошлом или прогнозируемом потреблении. Эта своевременная информация в сочетании с анализом может помочь как поставщикам коммунальных услуг, так и потребителям лучше контролировать использование и производство электроэнергии, газа или воды .

Технологии AMR включают портативные, мобильные и сетевые технологии, основанные на телефонных платформах (проводных и беспроводных), радиочастоте (RF) или передаче по линиям электропередач.

Технологии

Сенсорная технология

С сенсорным AMR считыватель счетчиков несет в себе карманный компьютер или устройство сбора данных с палочкой или датчиком. Устройство автоматически собирает показания счетчика, прикоснувшись к считывающему датчику или поместив его в непосредственной близости от считывающей катушки, заключенной в сенсорную панель. При нажатии кнопки датчик посылает опрашивающий сигнал на сенсорный модуль для сбора показаний счетчика. Программное обеспечение устройства сопоставляет серийный номер с номером в базе данных маршрутов и сохраняет показания счетчика для последующей загрузки на компьютер для выставления счетов или сбора данных. Поскольку считыватель счетчика все равно должен перейти на место установки счетчика, это иногда называют AMR «на месте». Другая форма считывателя контактов использует стандартизированный инфракрасный порт для передачи данных. Протоколы между производителями стандартизированы такими документами, как ANSI C12.18 или IEC 61107 .

AMR хостинг

Хостинг AMR - это бэк-офисное решение, которое позволяет пользователю отслеживать потребление электроэнергии , воды или газа через Интернет. Все данные собираются практически в реальном времени и хранятся в базе данных с помощью программного обеспечения для сбора данных. Пользователь может просматривать данные через веб-приложение и может анализировать данные с помощью различных инструментов онлайн-анализа, таких как составление графиков профилей нагрузки, анализ тарифных компонентов и проверка своих счетов за коммунальные услуги.

Радиочастотная сеть

AMR на основе радиочастоты может принимать разные формы. Наиболее распространены портативные, мобильные, спутниковые и фиксированные сетевые решения. Используются как двусторонние радиочастотные системы, так и односторонние радиочастотные системы, которые используют как лицензированные, так и нелицензированные радиочастотные диапазоны.

В двусторонней системе или системе "пробуждения" радиосигнал обычно отправляется на уникальный серийный номер измерителя AMR, инструктируя его приемопередатчик включить питание и передать свои данные. Приемопередатчик счетчика и приемопередатчик считывания как отправляют, так и принимают радиосигналы. В односторонней «всплывающей» системе или системе непрерывного вещания счетчик передает данные непрерывно, а данные отправляются каждые несколько секунд. Это означает, что считывающее устройство может быть только приемником, а счетчик - только передатчиком. Данные передаются только от передатчика счетчика к приемнику считывания. Существуют также гибридные системы, которые сочетают в себе односторонние и двусторонние методы, используя одностороннюю связь для чтения и двустороннюю связь для функций программирования.

Считывание показаний счетчика на основе ВЧ обычно устраняет необходимость для считывающего устройства входить в собственность или дом или находить и открывать подземную яму для счетчиков. Утилита экономит деньги за счет увеличения скорости считывания, меньше подвержена риску проникновения в частную собственность и имеет меньше пропущенных показаний из-за невозможности доступа к счетчику.

Технология, основанная на RF, не везде принимается. В некоторых азиатских странах технология сталкивается с барьером действующих правил, касающихся использования радиочастоты любой излучаемой мощности. Например, в Индии радиочастота, которая обычно находится в диапазоне ISM, не может использоваться бесплатно даже для радио малой мощности 10 мВт . Большинство производителей электросчетчиков имеют радиочастотные устройства в полосе частот 433/868 МГц для крупномасштабного развертывания в европейских странах. Полоса частот 2,4 ГГц теперь может использоваться в Индии как для наружного, так и для внутреннего применения, но лишь немногие производители представили продукцию в этой полосе частот. Инициативы в области AMR радиочастот в таких странах обсуждаются с регулирующими органами везде, где стоимость лицензирования превышает преимущества AMR.

Портативный

В портативном AMR считыватель счетчика несет в себе портативный компьютер со встроенным или подключенным приемником / трансивером (радиочастотным или сенсорным) для сбора показаний счетчика с измерителя, поддерживающего AMR. Это иногда называют «проходным» считыванием счетчиков, поскольку считыватель счетчиков проходит мимо мест, где установлены счетчики, когда они проходят свой маршрут чтения счетчиков. Карманные компьютеры также могут использоваться для ручного ввода показаний без использования технологии AMR в качестве альтернативы, но это не будет поддерживать исчерпывающие данные, которые могут быть точно считаны с использованием показаний счетчика в электронном виде.

Мобильный

Мобильный или «проезжающий» счетчик - это место, где в транспортном средстве установлено считывающее устройство. Считыватель счетчика управляет автомобилем, в то время как устройство считывания автоматически собирает показания счетчика. Часто для снятия показаний мобильных счетчиков оборудование для считывания включает в себя функции навигации и картографии, обеспечиваемые GPS и картографическим программным обеспечением. При считывании показаний мобильных счетчиков считывающему устройству обычно не требуется считывать показания счетчиков в каком-либо определенном порядке маршрута, а просто перемещаться по зоне обслуживания до тех пор, пока не будут считаны все счетчики. Компоненты часто состоят из портативного компьютера или системного компьютера, программного обеспечения, радиоприемника / трансивера и внешних автомобильных антенн .

спутниковое

Передатчики для спутников сбора данных могут быть установлены в поле рядом с существующими счетчиками. Спутниковые устройства AMR связываются с измерителем для получения показаний, а затем отправляют эти показания по фиксированной или мобильной спутниковой сети. Эта сеть требует беспрепятственного обзора неба для спутникового передатчика / приемника, но устраняет необходимость в установке стационарных вышек или отправке выездных технических специалистов, благодаря чему она особенно подходит для областей с низкой географической плотностью метража.

Радиочастотные технологии, обычно используемые для AMR

Существуют также счетчики, использующие AMR с RF-технологиями, такими как системы передачи данных сотового телефона, ZigBee , Bluetooth , Wavenis и другие. Некоторые системы работают с частотами, лицензированными Федеральной комиссией по связи США (FCC), а другие - в соответствии с частью 15 FCC , которая позволяет использовать нелицензированные радиочастоты.

Вай фай

WiSmart - это универсальная платформа, которая может использоваться множеством бытовых электроприборов для обеспечения беспроводной связи TCP / IP с использованием протокола 802.11 b / g.

Такие устройства, как интеллектуальный термостат, позволяют коммунальным предприятиям снизить энергопотребление дома, чтобы помочь управлять потреблением энергии.

Город Корпус-Кристи стал одним из первых городов в Соединенных Штатах, который внедрил общегородской Wi-Fi , который был бесплатным до 31 мая 2007 года, главным образом для облегчения AMR после нападения собаки на считыватель счетчиков. Сегодня многие счетчики предназначены для передачи с использованием Wi-Fi, даже если сеть Wi-Fi недоступна, и они считываются с помощью локального портативного приемника Wi-Fi.

Измерители, установленные в Корпус-Кристи, напрямую не поддерживают Wi-Fi, а скорее передают узкополосную пакетную телеметрию в диапазоне 460 МГц. Этот узкополосный сигнал имеет гораздо больший диапазон, чем Wi-Fi, поэтому количество приемников, необходимых для проекта, намного меньше. Затем специальные приемные станции декодируют узкополосные сигналы и повторно отправляют данные через Wi-Fi.

Большинство автоматических счетчиков коммунальных услуг, установленных в районе Корпус-Кристи, питаются от батарей. Технология Wi-Fi не подходит для длительной работы от аккумулятора.

Связь по линии электропередач

ПЛК - это метод, при котором электронные данные передаются по линиям электропередачи обратно на подстанцию, а затем передаются на центральный компьютер в главном офисе коммунального предприятия. Это будет считаться типом фиксированной сетевой системы - сеть представляет собой распределительную сеть, которую коммунальное предприятие построило и поддерживает для доставки электроэнергии. Такие системы в основном используются для снятия показаний электросчетчиков. Некоторые поставщики имеют сопряженные счетчики газа и воды для подачи в систему типа ПЛК.

Краткая история

В 1972 году Теодор Джордж «Тед» Параскевакос , работая с Boeing в Хантсвилле, штат Алабама , разработал сенсорную систему мониторинга, которая использовала цифровую передачу для систем охранной, пожарной и медицинской сигнализации, а также возможности считывания показаний счетчиков для всех коммунальных предприятий. Эта технология была побочным продуктом системы автоматической идентификации телефонной линии, ныне известной как Caller ID .

В 1974 г. г-н Параскевакос получил патент США на эту технологию. В 1977 году он основал компанию Metretek, Inc. [2] , которая разработала и произвела первую полностью автоматизированную, коммерчески доступную систему удаленного считывания показаний счетчиков и управления нагрузкой. Поскольку эта система была разработана до Интернета, Metretek использовал мини-компьютер IBM серии 1 . За этот подход г-н Параскевакос и Метретек получили несколько патентов.

Основной движущей силой автоматизации считывания показаний счетчиков является не снижение затрат на рабочую силу, а получение данных, которые трудно получить. Например, многие водомеры устанавливаются в местах, где коммунальное предприятие должно назначить встречу с домовладельцем, чтобы получить доступ к счетчику. Во многих областях потребители требовали, чтобы их ежемесячный счет за воду основывался на фактических показаниях, а не (например) на расчетном месячном использовании, основанном только на одном фактическом показании счетчика, сделанном каждые 12 месяцев. Ранние системы AMR часто состояли из обходных и проезжающих AMR для бытовых потребителей и AMR на основе телефона для коммерческих или промышленных клиентов. То, что когда-то было необходимостью в ежемесячных данных, превратилось в потребность в ежедневных и даже почасовых показаниях счетчиков. Следовательно, продажи AMR для проезжающих мимо автомобилей и телефона снизились в США, в то время как продажи фиксированных сетей увеличились. Закон об энергетической политике США от 2005 года требует, чтобы регулирующие органы электроэнергетики рассмотрели вопрос о поддержке «... графика тарифов, основанного на времени (чтобы) позволить потребителю электроэнергии управлять использованием энергии и затратами с помощью передовых технологий измерения и связи ».

В настоящее время наблюдается тенденция к рассмотрению использования усовершенствованных счетчиков как части инфраструктуры расширенного измерения .

Первая коммерчески доступная система удаленного считывания показаний счетчиков и управления нагрузкой - Metretek, Inc. (1978)

Расширенный AMR и AMI

Первоначально устройства AMR просто собирали показания счетчиков в электронном виде и сопоставляли их со счетами. По мере развития технологий дополнительные данные могут быть захвачены, сохранены и переданы на главный компьютер, и часто измерительные приборы могут управляться удаленно. Сюда могут входить такие события, как тампер, обнаружение утечки, низкий заряд батареи или обратный поток. Многие устройства AMR также могут захватывать интервальные данные и регистрировать события измерителя. Зарегистрированные данные могут использоваться для сбора или контроля времени использования или данных о скорости использования, которые могут использоваться для профилирования использования воды или энергии, выставления счетов за время использования, прогнозирования спроса, реакции спроса , записи скорости потока , обнаружения утечек , мониторинга потока. , обеспечение экономии воды и энергии , удаленное отключение и т. д. Усовершенствованная измерительная инфраструктура или AMI - это новый термин, созданный для обозначения сетевых технологий фиксированных сетевых измерительных систем, которые выходят за рамки AMR в удаленное управление коммунальными предприятиями. Счетчики в системе AMI часто называют интеллектуальными счетчиками , поскольку они часто могут использовать собранные данные на основе запрограммированной логики.

Ассоциация автоматического считывания показаний счетчиков (AMRA) поддерживает резолюцию Национальной ассоциации уполномоченных по регулированию коммунальных предприятий (NARUC) об устранении нормативных барьеров на пути к широкому внедрению усовершенствованной инфраструктуры измерения (AMI). В резолюции, принятой в феврале 2007 года, признается роль AMI в поддержке внедрения динамического ценообразования и вытекающих из этого преимуществ для потребителей. В резолюции далее указывается ценность AMI в достижении значительной экономии эксплуатационных расходов коммунального предприятия в областях управления отключениями, защиты доходов и управления активами. В резолюции также содержится призыв к анализу бизнес-модели AMI для определения рентабельных стратегий развертывания, подтверждено своевременное возмещение затрат на разумно понесенные расходы AMI и даны дополнительные рекомендации по установлению ставок и налоговому режиму таких инвестиций.

Преимущества расширенного учета

Усовершенствованные системы учета могут принести пользу коммунальным предприятиям, поставщикам розничных услуг и клиентам. Выгоды будут признаны коммунальными предприятиями за счет повышения эффективности, обнаружения отключений, уведомления о взломе и снижения затрат на рабочую силу в результате автоматизации чтения, подключения и отключения. Поставщики услуг розничной торговли смогут предлагать новые инновационные продукты в дополнение к настройке пакетов для своих клиентов. Вдобавок, когда данные счетчиков будут легко доступны, их клиентам будут доступны более гибкие циклы выставления счетов вместо стандартных циклов чтения утилит. Благодаря своевременной информации об использовании, доступной для клиента, преимущества будут видны через возможности управлять своим потреблением энергии и переходить от одного REP к другому с фактическими данными счетчика. Из-за этих преимуществ многие коммунальные предприятия переходят к внедрению некоторых типов решений AMR.

Во многих случаях интеллектуальные измерения требуются по закону (например, Закон Пенсильвании 129 (2008)).

Преимущества интеллектуального учета для коммунальных предприятий.

  • Точные показания счетчика, больше никаких оценок
  • Улучшенный биллинг
  • Точные классы профилей и классы измерений с учетом реальных затрат
  • Повышенная безопасность и обнаружение несанкционированного доступа к оборудованию
  • Управление энергопотреблением с помощью графиков данных профиля
  • Меньше финансовых затрат на исправление ошибок
  • За вычетом начисленных расходов
  • Прозрачность учета стоимости считывания
  • Повышение эффективности закупок за счет более точных данных - цена, снижающая риски
  • В случае нехватки коммунальное предприятие сможет управлять / распределять поставки.

Преимущества интеллектуального учета для клиента.

  • Улучшенный биллинг и отслеживание использования.

Недостатки расширенного учета

  • Риск потери конфиденциальности - подробности использования раскрывают информацию о действиях пользователя
  • Большой потенциал для мониторинга другими / неавторизованными третьими сторонами
  • Потенциально сниженная надежность (более сложные счетчики, большая вероятность вмешательства третьих лиц)
  • Повышенные риски безопасности из сети или удаленного доступа

Известные развертывания

Строительные методы, погодные условия и потребность в информации приводят к тому, что коммунальные предприятия в разных частях мира по-разному стремятся к УПП. В США были широко развернуты фиксированные сети как на базе RF, так и на базе PLC. Некоторые страны развернули или планируют развернуть системы AMR по всей стране.

SPAR

Используя комбинацию отчетов AMR и аналитики энергии, SPAR удалось снизить потребление энергии на 20%.

Австралия

AMI в Австралии выросла как из государственной политики, направленной на устранение наблюдаемой рыночной неэффективности, так и из дистрибьюторских компаний, которые стремились повысить операционную эффективность. В июле 2008 года в Виктории планировалась утвержденная программа по развертыванию 2,6 миллиона метров в течение 4-летнего периода. Ожидаемая пиковая скорость установки счетчиков AMI в штате Виктория составила 5000 в день. Управление программой обеспечивалось отраслевым руководящим комитетом.

В 2009 году Генеральный аудитор штата Виктория провел обзор программы и обнаружил, что в рекомендациях правительству были «существенные недостатки» и что управление проектом «было неуместным». Впоследствии правительство Виктории объявило мораторий на реализацию программы.

Смотрите также


использованная литература

внешние ссылки