Intelligens teljesítménymérők alkalmazása EON - TITÁSZ. Dr. Dán András egyetemi tanár BME-VET Dr. Vajta László BME-IIT

Átírás

1 Intelligens teljesítménymérők alkalmazása EON - TITÁSZ Dr. Dán András egyetemi tanár BME-VET Dr. Vajta László BME-IIT EON-TITÁSZ : Tőkés János, Molnár Zoltán Dr. Dán - Dr. Vajta: Intelligens mérés 1

2 A villamos energia felhasználás alakulása hazánkban Feldolgozóipar 34% Lakossági 33% Forrás: Gazdasági és Közlekedési Minisztérium: Az új Magyar energiapolitika tézisei A évek közötti időszakra Dr. Dán - Dr. Vajta: Intelligens mérés 2

3 Az intelligens mérők alkalmazásának indokai Közületi fogyasztók: Nagy távolságban lévő telephelyek egységes energiamenedzsmentje Fogyasztásmonitorozás tarifális előnyökkel Közvetlen fogyasztó vezérlés Lakossági fogyasztók: Integrált energiafogyasztás monitorozás Ellenőrizhető elszámolási rendszer Távvezérlés lehetősége Rugalmas tarifaképzés lehetősége - költségcsökkentés Szolgáltatók: Terheléssimító rugalmas tarifarendszer lehetősége Közvetlen fogyasztólekapcsolás lehetősége Integrált elszámoló rendszer működtetése Rendellenes fogyasztói magatartás monitorozása Minőségrontó fogyasztási helyek kiszűrése Alternatív szolgáltatások (biztonságtechnika) Dr. Dán - Dr. Vajta: Intelligens mérés 3

4 A K+F munka célkitűzése Olyan rendszer kialakítására van szükség, mely eleget tesz a következő feltételeknek: Mérési adatok távleolvasása (minőségi paramétereké is) Folyamatos monitorozási lehetőség Kábelezési és rendszerköltségek minimalizálása, kétirányú kommunikáció a villamos hálózaton keresztül Meglévő szoftver (adatbázis) rendszerekhez illeszthető Intelligens energiamenedzsmentre képes Illeszkedik az intelligens energiarendszer (smart grid) és a villamosenergia piac igényeihez Elektronizálódás (intelligens eszközök, μp) Powerline Carrier használata terjed Elektronika árak csökkenése IP alapú kommunikációk vezetékes és vezeték nélküli kialakításban Dr. Dán - Dr. Vajta: Intelligens mérés 4

5 Megvalósítás A legfontosabb tervezési szempont a telepítési költségek minimalizálása, és az adatbiztonság. Kábelezés: Rövid, de nagy számú kábelszakasz: Közepes távolságoknál: Nagy távolságoknál: Mérők: Elektronikus mérő WEB szerver funkcióval Opcionális kiegészítő mérők csatlakoztatása Vezérelhető kimenetek IP biztonsági szempontok: Jogosultság ellenőrzés, biztonsági kódolás energiaátviteli hálózaton PLC kábelen MODBUS vagy LAN kábel nélkül WiFi LAN, GSM, WiMax Dr. Dán - Dr. Vajta: Intelligens mérés 5

6 A hálózat kialakítása IP alapú, PLC technikával megvalósított kommunikáció folyik az egyes lakóépületek és (esetleg a transzformátornál elhelyezett) adatkoncentrátor egységek között, melynek feladata: Adatok gyűjtése és továbbítása a központ felé, Internet kapcsolaton keresztül: ADSL, GSM, CABLE, SAT, stb Dr. Dán - Dr. Vajta: Intelligens mérés 6

7 Belső felépítés I. Három fő egység: Accuvim fogyasztásmérő Lantronix X-port webszerver Powerline Carrier csatoló Az intelligens fogyasztásmérő 230V IP PLC Powerline Carrier csatoló Accuvim fogyasztásmérő Lantronix X-port RS-485 kimenet RS-485 bemenet Dr. Dán - Dr. Vajta: Intelligens mérés 7

8 Belső felépítés II. A kialakításban fontos szempont a fogyasztásmérők egymástól való távolsága. Kis távolságok esetén (lakótelep, társasház) az Accuvim fogyasztásmérők RS-485 kimenete kerül PLC átalakításra (Narrowband), így a Lantronix X-port több mérőóra adatait fogadja. 230V IP PLC RS-485 PLC Nagyobb távolságokon (pl.: kertes házak) az Accuvim és az X-port közvetlenül kapcsolódik egymáshoz. Mindkét esetben a webszerver és az adatkoncentrátor közötti IP kommunikációt nagysebességű (Broadband) PLC valósítja meg. 230V IP PLC RS Dr. Dán - Dr. Vajta: Intelligens mérés 8

9 Accuvim fogyasztásmérő Mennyiségi paraméterek: fogyasztási adatok, teljesítmények, pillanatnyi értékek. Minőségi paraméterek: felharmonikusok, frekvencia, cosϕ mérése és a számított adatok továbbítása, zavar kelto fogyasztók kiszurésének lehetosége. Szélső értékek Riasztások Digitális ki- és bemenetek: fogyasztói befolyásolás, pl. visszakapcsoláskor nagy fogyasztók átmeneti lekapcsolása. RS-485, kétvezetékes kommunikáció, Modbus protokoll Impulzus bemenetek: Intelligens központként képes más fogyasztásmérők (víz, gáz) jelének fogadására és továbbítására Dr. Dán - Dr. Vajta: Intelligens mérés 9

10 X-port és Powerline Lantronix X-port 186-os architektúra, 25MHz, 9.6 gramm Beépített webszerver HTML és Java Applet futtatása Szabványos Socket Streaming kommunikáció RS-485 kimenet Powerline Carrier Csatoló Ethernet/RS485 be/kimenet Powerline be/kimenet 14 Mbit/s 300 m Dr. Dán - Dr. Vajta: Intelligens mérés 10

11 Szoftver környezet Szabványos Socket Streaming, melyen keresztül szinte bármilyen meglévő szoftver környezethez csatlakoztatni lehet a rendszert. A tesztelés során Visual Basic és PHP környezetből valósítottuk meg a kommunikációt. Java Applet futtatási lehetőség. IT biztonságtechnika: A Lantronix X-port a következő funkciókkal segíti a rendszer biztonságát: jelszó védelem lock-olási lehetőség Rijndael 256 bit-es kódolás Dr. Dán - Dr. Vajta: Intelligens mérés 11

12 Opcionális mérőérzékelők 1. Hőmennyiség Elster F90 Nagy-teljesítményu számítómu Érzékeny homérséklet szenzorok Precíz térfogat mérési egységek Könnyen leolvasható LCD kijelzo Forgatható számítómu a kompakt kivitelben 37 hónapra visszameno regiszter érték tárolás Hiba üzenetek 2 adat kimenet 2 impulzus kimenet (homennyiség és térfogat) Dr. Dán - Dr. Vajta: Intelligens mérés 12

13 Opcionális mérőérzékelők 2. Vízmennyiség Elster S100 Piccoflux Szárazon futó számlálószerkezettel ( EV típus) Számos szerelési változata létezik Mind hideg-, mind melegvizes mérésre alkalmas Impulzus kimenettel szerelheto menedzsment információs rendszerek kiszolgálására Hidegvíz muködési tartomány 30 C-ig, melegvíz muködési tartománya 90 C-ig, Maximális üzemi nyomás 10 bar Külso mágneses befolyásolás és megfúrás elleni védelemmel DN 15mm és 20 mm névleges méretben Qn 1.5m³/h - Qn 2.5m³/h névleges átfolyási teljesítmény ISO 4064 szabványnak megfelel Dr. Dán - Dr. Vajta: Intelligens mérés 13

14 Opcionális mérőérzékelők 3. Gázmennyiségmérők Maximális üzemi nyomás 0,1 bar Többféle átfolyási méretben létezik BK-G 1.6 : m³/h BK-G 2.5: m³/h BK-G 4: m³/h BK-G 6: m³/h Mechanikus ho kompenzáció Opcionális impulzus kimenet oelster BK-G X.X membrános gázméro Dr. Dán - Dr. Vajta: Intelligens mérés 14

15 Opcionális mérőérzékelők 4. Biztonsági kamerák Kulcskérdés az átvitel sávszélessége PLC kommunikációnál pl. az átvitel sávszélessége: 6 különböző kábelhossz: 40, 60, 80, 110, 130, 160 méter. 2 különböző fájl méret: 1 (20-szor) és 5 (4-szer) Mbyte 5MBps átviteli sebesség NetIQ Chariot komplex hálózattesztelő program segítségével készült teszt Dr. Dán - Dr. Vajta: Intelligens mérés 15

16 Opcionális mérőérzékelők 4. Biztonsági kamerák Szimultán Motion JPEG and MPEG-4 Beépített web szerver Beépített mikrofon Ethernet csatlakozás Eseményvezérlés/mozgásdetektálás 1 Mbs sávszélesség 25 frame/sec-nél Dr. Dán - Dr. Vajta: Intelligens mérés 16

17 LAN/GSM/WiFi/WiMax PLC 230V PLC RS485 Rendszer topológia Dr. Dán - Dr. Vajta: Intelligens mérés 17

18 Konklúzió Kísérleti installáció a BME telephelyén (IP ) A rendszer nyújtotta szolgáltatások: Folyamatos monitorozás előnyei: minőségbiztosítás Rendszerhibák detektálása Költségelosztás rendszer automatizálása Nem kívánatos fogyasztói magatartások kiszűrése, lekapcsolás Áramkimaradások gyorsabb észlelése és vezérelhető újraindítás Bővítési lehetőségek: víz, gáz fogyasztás, hőmennyiségmérés biztonságtechnika Dr. Dán - Dr. Vajta: Intelligens mérés 18

19 Köszönjük a figyelmet! Dr. Dán - Dr. Vajta: Intelligens mérés 19