Счетчики XXI века

Жизнь современного человека немыслима без электроэнергии. От ее распределения и учета зависят наши комфорт и безопасность. Один из способов сделать эти процессы более удобными — использовать счетчики нового поколения.

(1) Применение интеллектуальных счетчиков в доме (2) Схема работы «умных» счетчиков канадской сбытовой компании Horizon Utilities в провинции Онтарио (3) Прототип интеллектуального электросчетчика, разработанный специалистами компании NXP Semiconductors, позволяет в режиме реального времени отслеживать основные параметры электрической сети, выводить их на монитор и передавать на диспетчерский узел. Потребление электроэнергии — это привычное и обыденное явление, от которого, в буквальном смысле, зависит жизнь человека. С увеличением объемов выпуска различной бытовой и промышленной техники спрос на этот вид энергии значительно возрос. Большое количество потребителей, частые случаи несанкционированного использования энергоресурсов, задолженности по оплате услуг — все это обуславливает необходимость пересмотреть принципы учета и регулирования нагрузки на электросеть. Один из способов решения этой задачи — применение интеллектуальных счетчиков, которые со временем должны заменить морально устаревшие модели.

Уже более ста лет учет электроэнергии производится механическими счетчиками, принцип действия которых основан на вращении металлического диска при прохождении через устройство электрического тока. С 2000 года во всем мире начался переход на их электронные аналоги. Они стоят дороже, зато производят более точный учет и более долговечны. А с 2008 года началось массовое внедрение так называемых «умных» счетчиков энергии, подключаемых к единой информационной сети. Они обладают рядом преимуществ, о которых мы и расскажем в этой статье.

Интеллектуальные контролеры будущего

Принцип работы старых систем для контроля потребляемой энергии сводится к учету объема расходуемого электричества. Причем он осуществляется сугубо индивидуально: каждый месяц нужно снимать показания счетчика и на их основании оплачивать счет за электроэнергию. Работу счетчиков контролируют сотрудники энергетических компаний, которые с определенной периодичностью проверяют правильность функционирования всех подобных устройств. Для этого они вынуждены выезжать на место их установки.

Возможности новых систем, в основе которых лежат интеллектуальные счетчики, не ограничиваются мониторингом потребляемой энергии. «Умные» учетные приборы — это полностью цифровые устройства, работающие под управлением отдельного микропроцессора. В прототипе таких приборов, созданном специалистами компании NXp Semiconductors, используется мощный и энергоэффективный чип ARM Cortex M, что позволяет счетчику работать не только от сети, но и батареек. Это особенно важно в случае с устройствами для контроля потребления воды или газа, поскольку они не всегда могут быть подключены к электрической сети, а для подсчета используемых ресурсов приходится применять сложные математические алгоритмы.

Интеллектуальные счетчики могут подключаться к компьютерным сетям и снабжаться специальным программным обеспечением, позволяющим удаленно осуществлять настройку устройства в каждом конкретном случае. Также такое ПО дает возможность устанавливать различные тарифные планы — не только для определенного времени суток, но и, например, для каждого дня недели, а также использовать кредитные схемы предоплаты с автоматическим уведомлением о недостаточной сумме на счете. Так, компания NXP Semiconductors, разрабатывающая ключевые полупроводниковые компоненты для электросчетчиков нового поколения, предлагает следующую схему расчета: вы покупаете в магазине карту бесконтактной оплаты, приходите домой, подносите ее к своему прибору — и деньги сразу же поступают на ваш счет.

От ручного управления к автоматизации

По сравнению со старыми моделями устройств для учета электроэнергии у интеллектуальных счетчиков много преимуществ.

Во-первых, они позволяют потребителю самому выбирать график использования энергоресурсов: всю статистику с такого прибора он может увидеть на мониторе компьютера. В частности, можно узнать, сколько энергии потребляет конкретный прибор, какова польза от энергосберегающих технологий, а также посмотреть график потребления ресурсов по часам. Во-вторых, такие устройства обеспечивают высокую точность показаний, а их надежность очень высока.

Одно из главных достоинств интеллектуальных счетчиков — непосредственная связь с диспетчерским терминалом, откуда осуществляется наблюдение и управление услугами по предоставлению энергии. Благодаря двусторонней связи со счетчиком можно, например, дистанционно включать или отключать подачу электричества в квартиру, фиксировать несанкционированные подключения к сети, сообщать об аварийных ситуациях, отслеживать и выявлять причины пиковых нагрузок. Компьютерный мониторинг позволяет автоматизировать процесс передачи энергии, а также является эффективным способом борьбы с теми, кто не платит вовремя или имеет большую задолженность.

Счетчики нового поколения используют различные способы коммуникации с управляющим центром. Для связи могут применяться как стандартные способы обмена информацией (WiMAX, Wi-Fi и GPRS), так и другие средства. Например, передача данных может осуществляться по IP-протоколу через электрическую линию с использованием специальных концентраторов.

Реальная выгода уже сегодня

Установка интеллектуальных счетчиков выгодна как компаниям, предоставляющим услуги электросети, так и обычным потребителям. Самый простой пример проявления экономии состоит в пересмотре используемой системы тарифов.

Нередко в моменты наибольшей загруженности электросети вырабатываемой мощности оказывается недостаточно. Это приводит к вынужденному заимствованию дополнительных мощностей с соседних станций, в результате чего увеличиваются расходы компании, которая предоставляет электроэнергию. Если она применяет гибкую систему тарифов, учитывающую дополнительные факторы (например, мощность потребления), а также время года и суток, распределение нагрузки на систему электроснабжения становится более равномерным. Потребителям же использование «умных» счетчиков дает возможность существенно сократить расходы на оплату коммунальных услуг. Эти современные приборы позволяют экономить и за счет выбора оптимального тарифа, и благодаря снижению объемов потребляемой энергии в часы пик: например, можно установить таймер для запуска стиральной и посудомоечной машин на ночное время, когда тариф ниже. В США экономия от использования «умного» счетчика составляет около $100 (790 грн.) в год для отдельной квартиры, что в масштабах страны выливается в астрономическую сумму.

Целесообразность использования интеллектуальных счетчиков настолько очевидна, что многие развитые страны мира начали переход на новый способ контроля энергоресурсов. В одной только Европе уже установлены десятки миллионов таких устройств.

Интеллектуальные счетчики в вопросах и ответах

Чем «умные» счетчики лучше обыкновенных? Традиционные модели подобных устройств позволяют только измерять количество потребляемой энергии.

Возможности приборов нового поколения гораздо шире. Коммуникационный модуль, который может отправлять и получать данные, дает возможность считывать информацию дистанционно. Счетчик также позволяет накапливать статистику за определенный период времени, благодаря чему можно выяснить, в какой из дней недели вы расходуете больше всего электричества, или узнать текущий уровень энергопотребления. Счетчиками с собственными микропроцессорами можно управлять — например, отключать подачу энергии, изменять тарифные планы или оплачивать с их помощью счета. Также они позволяют сбытовым компаниям более равномерно распределять нагрузку на систему электроснабжения.

Каким образом «умные» счетчики позволяют снизить расходы на электричество? С помощью приборов нового поколения вы сможете выяснить, сколько энергии потребляет каждое устройство и много ли придется за нее заплатить. Например, взглянув на показания счетчика, вы сможете оценить, в какую сумму обходится работа кондиционера и стоит ли оставлять его включенным на ночь. Кроме того, такие приборы ведут более точный учет энергии, а при установке специального управляющего блока способны взять под контроль работу бытовых электроприборов. Например, вы можете запрограммировать включение стиральной и посудомоечной машин в ночное время, и тогда энергия обойдется вам дешевле.

Когда стоит ожидать появления «умных» счетчиков? США, Канада, Дания, Италия, Австралия, Япония — вот далеко не полный список стран, где «умные» счетчики уже используются в частном секторе и на предприятиях. Понемногу такие устройства появляются и в СНГ: они устанавливаются на электростанциях и подстанциях как часть автоматизированной информационно-измерительной системы коммерческого учета электроэнергии. Постепенно они проникают и в частный сектор: их уже взяли на вооружение в Белгороде (Россия), где за 2009 год в жилых домах было установлено более 14 000 таких устройств, Екатеринбурге и других российских городах.