Умные счетчики энергии: полное руководство по типам, принципам работы и выбору поставщика

Умные счетчики преобразуют измерение электроэнергии в актуальные, полезные данные. Такой счетчик измеряет активную и реактивную энергию, фиксирует значения в зависимости от времени использования и передает их по каналам RS485, WiFi, 4G или LoRa. Короче говоря, он заменяет пассивное устройство для выставления счетов активным источником данных.

Это изменение важно для трех групп. Энергокомпаниям необходимо подтвердить точность измерений и возможность дистанционного снятия показаний. Владельцам недвижимости нужен контроль субучета и предоплатного кредита. Дистрибьюторам и подрядчикам требуется линейка продукции с четкими стандартами, стабильной прошивкой и предсказуемыми сроками поставки. Поэтому покупка умных счетчиков — это решение по выбору поставщика, а не простая закупка.

В этом руководстве объясняется, что такое умные счетчики энергии, как они измеряют и передают данные, какие типы существуют и как оценить поставщика. Также здесь указаны более подробные материалы по учету в доме, принципу работы счетчика и коммерческому внедрению.

Что такое умные счетчики энергии и почему они важны

Умный счетчик энергии — это электронное устройство, которое измеряет электроэнергию и обменивается данными с другой системой. Именно такой обмен данными отличает его от традиционного электромеханического счетчика. Если покупатель на этапе рассмотрения тендерной документации спрашивает, что такое умный счетчик, практический ответ включает четыре функции: счетчик измеряет энергию, хранит данные, управляет нагрузкой и осуществляет связь.

В части измерений ведется учет активной энергии в киловатт-часах. Большинство моделей также фиксируют реактивную энергию, напряжение, силу тока, коэффициент мощности и частоту. Кроме того, они ведут журнал значений в зависимости от времени использования. Благодаря этому энергокомпания или арендодатель могут применять разные тарифы в течение дня.

Реальная ценность умных счетчиков энергии заключается в данных, которые они генерируют. Ручное снятие показаний требует затрат труда и чревато ошибками. Умные счетчики передают данные по расписанию и сигнализируют о таких событиях, как вмешательство в работу или отключение электроэнергии. Таким образом, операторы сокращают выезды на объекты, устраняют расхождения в выставлении счетов и намного раньше выявляют потери.

То, как покупатель отвечает на вопрос, что такое умный счетчик, также определяет рамки тендера. Проекту, которому требуется только устройство, не нужна платформа. Проект, предполагающий использование платформы, не примет устройство без порта для передачи данных. Поэтому до выпуска технического задания согласуйте объем работ с конечным пользователем. Фактически, этот единственный вопрос позволяет предотвратить большинство поздних изменений и не допустить попадания умных счетчиков энергии в неправильный тендер.

Как умные счетчики энергии измеряют и передают данные

Цепочка измерения следует фиксированному пути. Измерительные цепи считывают напряжение и ток из сети. Специализированный измерительный преобразователь преобразует эти аналоговые сигналы в цифровые значения. Затем микропроцессор вычисляет объем энергии, применяет тарифы и сохраняет результат.

Класс точности определяет, насколько строгим должен быть этот расчет. Счетчик класса 1 имеет меньший диапазон погрешностей, чем счетчик класса 2. Перед заказом покупатели должны сверить класс с местными правилами выставления счетов. Точность также определяет постоянную импульсов, которую в технических паспортах указывают как количество импульсов на киловатт-час.

После измерения осуществляется передача данных. Данные выходят из счетчика через RS485, инфракрасный порт, WiFi, 4G или LoRa. Локальная шина RS485 подходит для шкафов и диспетчерских. Канал 4G подходит для удаленных объектов без локальной сети. В то же время LoRa позволяет объединить группы счетчиков в одну сеть с низким энергопотреблением. Благодаря этому способ связи определяет объект, а не мода.

Основные типы умных счетчиков энергии на рынке

Рынок делится на несколько четких категорий. Однофазные счетчики предназначены для домов и небольших нагрузок. Трехфазные счетчики обслуживают промышленные предприятия и крупные здания. Модели на DIN-рейку подходят для распределительных шкафов, а настенные модели — для помещений для измерения электроэнергии.

Модель выставления счетов создает второе разделение. Постоплатные счетчики фиксируют потребление для последующего выставления счетов. Предоплатные счетчики и счетчики с контролем тарифов хранят кредит и отключают нагрузку при исчерпании кредита. Третье разделение касается интеллектуальных функций. Базовые электронные счетчики только измеряют. Продвинутые модели добавляют управление нагрузкой, журналы событий и полное удаленное управление.

Мы производим продукцию по всем трем направлениям. Одним из примеров является наш однофазный интеллектуальный счетчик электроэнергии типа G с управлением мощностью. Он соответствует практике Государственной энергетической корпорации, поэтому служит четким ориентиром для работ, связанных с предоплатой в жилом секторе. Фактически, такой ориентир помогает покупателям быстрее разбираться в технических паспортах на любые другие счетчики.

Однофазные и трехфазные: выбор счетчика в соответствии с нагрузкой

Однофазный умный счетчик подходит для двухпроводной сети. В эту категорию входят жилые дома, небольшие магазины и отдельные квартиры. Трехфазный умный счетчик подходит для четырехпроводной сети и одновременно считывает данные по всем трем фазам. Такое покрытие необходимо заводам, серверным и крупным зданиям.

Выбирайте по нагрузке, а не по цене. Однофазный счетчик, установленный на трехфазной сети, не может сбалансировать фазы и теряет данные по двум из них. Для крупных объектов подтвердите номинал тока, тип соединения и постоянную. Некоторые трехфазные модели продолжают работать, только когда питание подается по одной фазе. Эта функция важна в районах с нестабильным энергоснабжением.

Наш трехфазный четырехпроводный умный счетчик энергии с контролем тарифов показывает структуру полного технического задания. Он оснащен функцией учета времени использования, портами RS485 и инфракрасными портами, а также часами с резервной батареей. Кроме того, герметичный огнестойкий корпус подходит для настенного монтажа, поэтому для установки умного счетчика в помещении для измерения электроэнергии не требуется дополнительный кожух.

Модели выставления счетов: предоплата, контроль тарифов и постоплата

Модель выставления счетов изменяет сам счетчик, а не только программное обеспечение. Современные умные счетчики энергии, как правило, поддерживают более одной модели. Постоплатный счетчик фиксирует потребление энергии и ожидает следующего цикла выставления счетов. Предоплатный счетчик хранит кредит на карте или на сервере. Счетчик с контролем тарифов хранит кредит и отключает реле, когда баланс достигает нуля.

Контроль тарифов решает реальную проблему. Сбор наличных в зданиях с общим владением занимает много времени и приводит к спорам. Предоплата или процедура контроля тарифов исключает этот этап и перемещает платеж на более ранний этап, до момента потребления. Однако оператор должен спланировать канал пополнения. Считыватели карт, цифровые клавиатуры и удаленное пополнение через платформу — каждый из этих способов требует своего повседневного рабочего процесса.

Покупатели также должны подтвердить номинал реле. Встроенное реле должно выдерживать полную нагрузку объекта и надежно отключать ее в течение многих лет. Поэтому запрашивайте технические характеристики реле, а не только перечень тарифов. Также проверьте структуру тарифов, поскольку многие модели поддерживают несколько тарифов в рамках установленного количества временных интервалов в течение дня.

Варианты связи для дистанционного считывания и управления

Связь определяет, насколько широкий спектр функций может выполнять система. Счетчик без канала связи можно считать только вручную. Подключенный счетчик обеспечивает выставление счетов, мониторинг и управление с одного устройства.

RS485 по-прежнему остается основным решением для шкафов и диспетчерских. Это проводное, стабильное и недорогое в эксплуатации решение. WiFi подходит для зданий, в которых уже развернута надежная беспроводная сеть, и позволяет избежать работ по прокладке кабелей. Однако стены и шкафы ослабляют сигнал. Канал 4G полностью исключает необходимость использования локальной сети, что подходит для удаленных насосных станций и придорожных шкафов. LoRa обеспечивает связь со многими счетчиками на большом расстоянии при низком энергопотреблении, поэтому подходит для жилых массивов и промышленных парков.

Счетчики редко работают самостоятельно. Шлюз собирает данные с группы счетчиков и передает их вышестоящей системе. Терминал шлюза передачи данных об электропотреблении из нашего ассортимента считывает показания счетчиков через LoRa и передает их вышестоящей системе через 4G. Такое сочетание практически исключает необходимость проведения полевых работ по прокладке кабелей. Кроме того, один шлюз обслуживает целый шкаф или этаж, что снижает стоимость одной точки измерения.

Программное обеспечение, платформы и системная интеграция

Одно только аппаратное обеспечение не позволяет реализовать проект, основанный на использовании умных счетчиков энергии. Программный слой преобразует необработанные показания в счета, отчеты и сигналы тревоги. Таким образом, полная система интеллектуального учета состоит из трех уровней. Счетчики измеряют. Шлюзы и сети передают данные. Платформа сохраняет их, тарифицирует и отображает.

Покупатели должны заранее проверить возможность интеграции. Уточните, какие протоколы поддерживает платформа, как сопоставляются адреса счетчиков и что происходит при обрыве связи. Счетчик, который буферизирует данные во время сбоя, защищает счет. Счетчик, который отбрасывает данные, порождает споры.

Планируйте данные, которые вам действительно нужны. Почасового потребления энергии для каждой зоны достаточно для большинства работ с недвижимостью. Заводы часто также нуждаются в коэффициенте мощности, графиках нагрузки и журналах событий. Любой, кто спрашивает, что такое умный счетчик, должен также спросить, куда поступают его данные. Поэтому перед заказом оборудования убедитесь, что платформа соответствует задаче по подготовке отчетности. Надежная система интеллектуального учета поддерживает как сегодняшний отчет, так и завтрашнее расширение.

Системе интеллектуального учета также требуется политика хранения данных. Подтвердите, как долго платформа хранит историю, кто может ее экспортировать и что произойдет, если оператор сменит поставщика. Поэтому перед подписанием запросите образец экспорта.

Что определяет стоимость умного счетчика энергии

Разница в цене между двумя похожими счетчиками обычно складывается из пяти факторов.

• Цепочка измерений: класс точности и измерительный микросхем.

• Корпус: герметичные огнестойкие корпуса стоят дороже, чем открытые рамы.

• Реле: сильноточное отключающее реле является самой дорогой деталью в счетчиках предоплаты.

• Коммуникационный модуль: модуль 4G стоит дороже, чем порт RS485.

• Объем прошивки: многотарифность, журналы событий и учет времени использования требуют дополнительной работы.

Покупатели, которые сравнивают только цену за единицу продукции, часто покупают дважды. Дешевый счетчик с легким реле выходит из строя при большой нагрузке, поэтому оператору приходится заменять его преждевременно. Счетчик без журналов событий не позволит разрешить спор о выставлении счетов. Поэтому сравнивайте полную функциональность счетчика, а не только его первоначальную цену.

Объем также меняет уравнение. Постоянные затраты, такие как оснастка, шильдики и настройка прошивки, распределяются на весь заказ. Большой заказ позволяет выпустить несколько моделей при низкой стоимости единицы продукции. Небольшой заказ смешанных моделей не позволяет этого сделать. Фактически, сокращение перечня моделей — самый быстрый путь к улучшению цены.

Стандарты, тестирование и соответствие требованиям, которые вы должны подтвердить

Стандарты защищают покупателя. Они определяют точность, помехоустойчивость и принципы передачи данных. Счетчик, соответствующий местному стандарту, проходит проверку без лишних споров.

Запросите точный перечень стандартов. В наших собственных документах содержатся ссылки на GB/T 17215.321-2021 и GB/T 17215.322-2022 для работ в Государственной энергетической корпорации, а также на DL/T 645-2007 для коммуникации. Международные модели имеют ссылки на IEC 62053-21 и IEC 62053-22. Ни один из этих документов не отменяет местные правила. Поэтому покупатель должен сначала указать целевой рынок и орган, отвечающий за выставление счетов, а затем запросить протокол испытаний, соответствующий обоим требованиям.

Тестирование имеет такое же значение, как и документация. Серьезный производитель умных счетчиков калибрует каждое устройство и проводит испытания на старение каждой партии. Уточните, как на заводе проводится калибровка, как фиксируется результат и как поступают с устройством, не прошедшим проверку. Также проверьте климатический диапазон, поскольку установка умного счетчика в уличном шкафу требует гораздо более широкого диапазона, чем установка в помещении. Запросите у производителя умных счетчиков результаты климатических испытаний, а не только показатели. Кроме того, запросите отчет о точности для той же версии прошивки, которая поставляется заказчику. Протокол испытаний для устаревшего кода ничего не говорит о новых умных счетчиках энергии.

Программы OEM и выпуска продукции под собственной торговой маркой для дистрибьюторов