Az intelligens hálózat fejlesztése az áramlopás kihívásaival szembesül, ami sürgős mérőműszer-korszerűsítést tesz szükségessé
A tudomány és a technológia, valamint a gazdaság gyors fejlődésével az intelligens hálózatok a globális energiaszektor központi fejlesztési irányává váltak. Az intelligens fogyasztásmérők, mint kulcsfontosságú berendezések az elektromos hálózat végén, folyamatosan bővülnek alkalmazási körükben és egyre kifinomultabb funkcionalitásukban, ami nagymértékben megkönnyíti az energiaellátás felügyeletét és kezelését. Ezt azonban az áramlopások gyakoriságának megugrása kísérte, és számos új módszer jelent meg. Ez nemcsak a normál villamosenergia-felhasználást súlyosan megzavarja és biztonsági kockázatokat jelent, hanem jelentős gazdasági veszteségeket is okoz az áramszolgáltatóknak és az országnak.
Kutatások kimutatták, hogy a legtöbb jelenlegi villamosenergia-lopási tevékenységnek van egy közös jellemzője: a mérőfedelet működéshez fel kell nyitni. Korábban, míg az intelligens mérőórák rögzíthették és jelentették a mérőfedél nyitási eseményeit normál áramellátás során, ez a funkció gyakran meghibásodott áramkimaradáskor. Az intelligens fogyasztásmérők vállalati szabványainak finomításával az iparág egyértelművé tette, hogy a mérőknek rögzíteniük kell a mérőfedél nyitási eseményeit az áramszünet során. Ez magában foglalja a mérőfedél legkorábbi nyitási eseményének pontos rögzítését és rögzítését, még az elemcsere során, alacsony feszültség esetén és az áramkimaradást követő két napon belül is. Ebben az összefüggésben az intelligens fogyasztásmérő-technológia korszerűsítésének kulcsfontosságú irányává vált egy olyan funkció kifejlesztése, amely rögzíti az eseményeket, amikor a mérőfedelet áramkimaradáskor kinyitják, és új technikai áttörést jelentett az elektromos lopás elleni küzdelemben.
Összpontosítson a keresletre: A mérőfedél áramkimaradások alatti nyitása mögött több ok és a rögzítés szükségessége
Normál áramellátás esetén az intelligens mérőórák olyan információkat jelenthetnek a villamosenergia-fogyasztási információgyűjtő rendszernek, mint például a mérőfedél nyitási eseményeinek ideje és száma, ezzel segítve a személyzetet a felhasználó és az alállomás villamosenergia-használatának elemzésében, valamint a rendellenes adatok kiszűrésében. A mérőfedél áramkimaradás utáni nyitásának okai azonban összetettebbek, és pontos azonosítást és rögzítést igényelnek:
Az okok négy fő kategóriába sorolhatók: Először is, a berendezés meghibásodása: az elöregedés, sérülés vagy a belső mérőelemek rossz érintkezése megakadályozza a mérőfedél megfelelő reteszelését áramkimaradás után; másodszor, karbantartási hiba: néhány alkalmazott, aki nem ismeri az eljárásokat, tévedésből felnyitja a mérőfedelet áramkimaradáskor; harmadik, felhasználói hiba: a felhasználók szükségtelenül kísérlik meg kinyitni a mérőfedelet; és negyedszer, az illegális működés: egyes személyek szándékosan felnyitják a fedelet, hogy károsítsák vagy meghamisítsák a mérőadatokat, például áramlopás céljából.
Ezek az incidensek nemcsak a berendezések integritását érintik, hanem a villamosenergia-biztonságot és a jogszabályi megfelelést is. Az áramkimaradás során a mérőfedél felnyitásával kapcsolatos események rögzítése azonnal észleli a potenciális áramlopást, adattámogatást nyújt a későbbi rendellenes villamosenergia-felhasználás elemzéséhez, és segít nyomon követni az incidens forrását. Ez nagy jelentőséggel bír az intelligens fogyasztásmérők elektromos lopás elleni -képességének javítása és az elektromos rendszer biztonságos és stabil működése szempontjából.
Technikai kihívások: Szoftverek és hardverek együttműködve "biztonsági akadályt" teremtenek a mérőfedelek áramkimaradások idején történő rögzítéséhez
Az áramkimaradások alatti mérőfedél-nyílások rögzítésének céljának eléréséhez egyensúlyba kell hozni a műszaki megvalósíthatóságot, a funkcionális stabilitást és a gyakorlati alkalmazást. A Zhejiang Reallin Electron csapata mind a hardvertervezésre, mind a szoftveroptimalizálásra összpontosított, hogy olyan komplett megoldást hozzon létre, amely biztosítja, hogy a mérőórák áramkimaradás után is működjenek.
Hardvermag: A tartalék tápellátási megoldás biztosítja a zavartalan tápellátást
Az áramszünet utáni stabil mérőműködés kulcsa a tartalék tápellátásban rejlik. A csapat felhagyott a költséges és nehezen karbantartható akkumulátoros megoldással, és az „óraelem + szuperkondenzátor” kombinációt választotta, amely megfelel az alacsony energiafogyasztási követelményeknek, ugyanakkor biztosítja a tápegység hosszú élettartamát.
Ami az áramkört illeti, normál hálózati tápellátás esetén a fő tápegység (5,3 V) nem csak a mérőrendszert táplálja, hanem egyidejűleg a szuperkondenzátort is tölti, és körülbelül 5,0 V feszültséget ér el. Áramkimaradás esetén először a szuperkondenzátor kisül, így a mikrokontroller (MCU) áramellátást biztosít az alacsony teljesítményű működéshez, a kommunikációs modult az események jelentéséhez, valamint a mérőfedél kinyitásakor történő rögzítéshez. Ha a szuperkondenzátor feszültsége 3,6 V alá csökken, a tápellátás automatikusan átkapcsol az óra akkumulátorára. Még ha az akkumulátor feszültsége alacsony is, a szuperkondenzátor tovább működik, amíg el nem éri a lekapcsolási feszültséget, így biztosítva a rögzítési követelményeket a két-napos áramkimaradáshoz.
A tápellátási igények pontos megfeleltetése érdekében a csapat a szuperkondenzátor kapacitását is kiszámította egy képlet segítségével: a kommunikációs modul 80 mA-es üzemi áramát áramkimaradáskor, a mérő 22 μA-es áramfelvételét alacsony-teljesítményű működés közben, valamint a 3,3 V-os üzemi feszültség és egy 2,3 V-os kapcsolási feszültség paramétereit, amelyek teljesítik a szuperkondenzátor szükséges végső kapacitásigényét. -ból 1,9F és 5,2F között. Ez megakadályozta az elégtelen kapacitás miatti felvételi megszakításokat, miközben szabályozta a költségeket és a méretet.
Szoftveroptimalizálás: Alacsony energiafogyasztás és adatbiztonság
A szoftvertervezés a három kulcsfontosságú célkitűzés köré összpontosul: "időben történő észlelés, pontos rögzítés és adatvesztés-megelőzés". A mérőfedél nyitásának észleléséhez az iparágban-szokásos "kulcsos kapcsoló észlelési" mechanizmust alkalmazzák. A mérőt úgy szállítjuk, hogy a fedél le van nyomva a gombon. A gomb állapotában bekövetkezett bármilyen változást a rendszer fedőnyitási eseményként érzékeli.
Áramkimaradás után a mérő automatikusan alacsony fogyasztású-üzemmódba vált. Ha a tartalék tápegység aktív, akkor az olyan adatok, mint a fedélnyitási események ideje és száma valós időben, az elektromosan törölhető, programozható, csak olvasható-memóriában (E2PROM) tárolódnak. Ha a tartalék tápegység kimerül, az adatok ideiglenesen regiszterekben tárolódnak és visszakapcsoláskor szinkronizálódnak az E2PROM-mal, így biztosítva az adatok integritását. A szoftver emellett optimalizálja a logikai folyamatot, hogy csökkentse a szükségtelen energiafogyasztást, meghosszabbítsa a tartalék tápegység élettartamát, és biztosítsa, hogy a rögzítési funkció online maradjon áramkimaradás esetén is.
Kísérleti ellenőrzés: több forgatókönyv-teszten is megfelelt, a rögzítési pontosság eléri az 1 másodpercet
A megoldás megvalósíthatóságának ellenőrzésére a kutatócsoport egy intelligens mérő prototípusát építette, és több körben is tesztelt, lefedve mind a normál, mind a szélsőséges hőmérsékleti forgatókönyveket:
A normál hőmérsékleti tesztelés során a személyzet különböző időtartamú áramkimaradásokat szimulált, és több mérőműszeres fedelet nyitott és zárt. Függetlenül attól, hogy az áramszünet után azonnal vagy késve hajtották végre a műveletet, a prototípus pontosan rögzítette a mérőfedél nyitási eseményeit, és minden vizsgálati eredmény megfelelt a szabványos követelményeknek. Az extrém hőmérsékleti tesztelés során egy magas- és alacsony-hőmérsékletű kamrát használtak a szuperkondenzátorok szélsőséges működési körülményeinek szimulálására. Azt találták, hogy az alacsony hőmérséklet csökkenti az elektrolit vezetőképességét, míg a magas hőmérséklet az elektrolit bomlását okozhatja, ami befolyásolja az áramellátás stabilitását. A mérő normál üzemi hőmérsékleti tartományán belül azonban a prototípus stabil rögzítést tartott fenn, 1 másodpercnél kisebb rögzítési pontossággal.
A szélsőséges hőmérsékletekkel kapcsolatos problémák megoldása érdekében a csapat optimalizálási stratégiákat javasolt,{0}}amelyek az összetevők paramétereit a tényleges alkalmazási környezet alapján módosítják, hogy tovább növeljék a termék megbízhatóságát bizonyos forgatókönyvekben, megalapozva ezzel a későbbi tömeggyártást és bevezetést.
Alkalmazási érték: Az energiabiztonság erősítése és az intelligens energiagazdálkodás fokozása.
Ez az áttörés az áramkimaradások rögzítésében és az egyfázisú intelligens fogyasztásmérők{0}}megnyitó eseményeiben-nem csak egy technológiai hiányt pótol az iparágban, hanem a gyakorlati alkalmazásokban is számos előnnyel jár:
Az áramszolgáltatók számára ez a funkció a lopás elleni{0}} erőfeszítéseket a passzív nyomozásról az aktív nyomon követésre helyezi át. A pontos eseményrögzítés révén a személyzet gyorsan azonosítani tudja a gyanús felhasználókat és a lopást, minimalizálva ezzel a pénzügyi veszteségeket. Hatékonyan megakadályozza az illegális lopásokat, és védi a megfelelő felhasználók méltányos használati jogait. Az intelligens hálózatfejlesztéshez kritikus adattámogatást biztosít az energiahasználati anomáliák elemzéséhez és a hibaelhárításhoz, lehetővé téve az energiahálózat kifinomultabb és intelligensebb kezelését.
Ennek a technológiának a széleskörű alkalmazásával az intelligens mérőórák tovább fokozzák „hálózati őrszemként” betöltött szerepüket, új lendületet adva egy biztonságos, hatékony és megbízható intelligens energiarendszer kiépítéséhez, és az energiaipart a magasabb-minőségi fejlődés felé terelve.