RU2716900C1 - System for monitoring and collecting data of electric power consumption in networks of medium and low voltage of digital power distribution zone - Google Patents
System for monitoring and collecting data of electric power consumption in networks of medium and low voltage of digital power distribution zone Download PDFInfo
- Publication number
- RU2716900C1 RU2716900C1 RU2019131307A RU2019131307A RU2716900C1 RU 2716900 C1 RU2716900 C1 RU 2716900C1 RU 2019131307 A RU2019131307 A RU 2019131307A RU 2019131307 A RU2019131307 A RU 2019131307A RU 2716900 C1 RU2716900 C1 RU 2716900C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- networks
- digital
- information
- data
- network
- Prior art date
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 24
- 101100190617 Arabidopsis thaliana PLC2 gene Proteins 0.000 claims description 25
- 101100408456 Arabidopsis thaliana PLC8 gene Proteins 0.000 claims description 25
- 101100464304 Caenorhabditis elegans plk-3 gene Proteins 0.000 claims description 25
- 101100093534 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) RPS1B gene Proteins 0.000 claims description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000013480 data collection Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 102100026205 1-phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate phosphodiesterase gamma-1 Human genes 0.000 description 23
- 101000691599 Homo sapiens 1-phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate phosphodiesterase gamma-1 Proteins 0.000 description 23
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- TVZRAEYQIKYCPH-UHFFFAOYSA-N 3-(trimethylsilyl)propane-1-sulfonic acid Chemical compound C[Si](C)(C)CCCS(O)(=O)=O TVZRAEYQIKYCPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100408464 Caenorhabditis elegans plc-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004092 self-diagnosis Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Economics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Marketing (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к системам контроля и сбора данных потребления электроэнергии в распределительных сетях среднего и низкого напряжения и может быть использовано для создания систем централизованного сбора данных и контроля потребления электроэнергии на территории района электрических сетей.The invention relates to systems for monitoring and collecting data on electricity consumption in medium and low voltage distribution networks and can be used to create systems for centralized data collection and monitoring for electricity consumption in the territory of a district of electric networks.
Известен способ и система сбора данных о потреблении энергоресурсов (Пат. RU 2598332 (С2), МПК G06Q 50/06, G01R 22/00, опубл. 20.09.2016, Бюл. №26). Система состоит из датчиков количества того или иного энергоресурса, установленных на источниках энергоресурсов и соединенных посредством радиосвязи с концентраторами, которые через сеть связи соединены с терминалом. Перед началом работы каждого датчика в нем устанавливается начальное значение внутреннего счетчика порядковых номеров наступивших событий равным нулю. Для учета данных о потреблении энергоресурсов каждый датчик, установленный на источнике поступления энергоресурса, при поступлении заданного количества энергоресурса увеличивает порядковый номер на единицу и посредством радиосвязи передает хотя бы одному из концентраторов свой идентификационный номер (номер источника) и порядковый номер. Каждый из концентраторов, принявших переданное датчиком сообщение, передает его и время его получения терминалу посредством сети связи. Потребление энергоресурса от данного источника за заданный временной интервал определяется как произведение заданного количества энергоресурса на разность порядковых номеров, соответствующих началу и окончанию заданного временного интервала. Недостатком данной системы является наличие возможности одновременной передачи сообщений от нескольких датчиков и как следствие неприем данных сообщений концентраторами. Причем вероятность неприема сообщений в данной системе повышается не только с увеличением числа датчиков, но и при увеличении потребления энергоресурсов.A known method and system for collecting data on energy consumption (Pat. RU 2598332 (C2), IPC G06Q 50/06, G01R 22/00, publ. 09/20/2016, bull. No. 26). The system consists of sensors for the amount of one or another energy resource, installed on energy sources and connected via radio communication with concentrators, which are connected to the terminal via a communication network. Before the start of each sensor, it sets the initial value of the internal counter of the sequence numbers of the events that are equal to zero. To take into account data on energy consumption, each sensor installed on the source of energy input increases a serial number by one upon receipt of a given amount of energy and transmits its identification number (source number) and serial number via at least one of the concentrators. Each of the hubs that received the message transmitted by the sensor transmits it and the time it was received to the terminal via the communication network. The energy consumption from a given source for a given time interval is defined as the product of a given amount of energy by the difference in serial numbers corresponding to the beginning and end of a given time interval. The disadvantage of this system is the ability to simultaneously transmit messages from several sensors and, as a result, the reception of these messages by hubs. Moreover, the probability of message rejection in this system increases not only with an increase in the number of sensors, but also with an increase in energy consumption.
Известна автоматизированная система сбора данных о потреблении энергоресурсов и счетчик электрической энергии (Пат. RU 2595939 (С2), МПК G06Q 50/06, H04L 12/953, опубл. 27.08.2016, Бюл. №24), содержащая счетчики электрической энергии, концентраторы данных, сервер и клиентские устройства и работающая для сбора информации о потреблении энергоресурсов на основе пакетного протокола обмена. Основной задачей, на решение которой направлена данная система, является оптимизация обмена данными по каналам связи между составными частями автоматизированной системы посредством передачи пакетов определенной структуры и размера. Пакет информации допускает введение защитного кодирования и содержит стартовый и стоповый элементы, составные части дополнительно сконфигурированы для включения в пакет сведений об отсутствии или наличии защитного кодирования данных, одни пакеты сконфигурированы для формирования запроса и получения данных одного источника информации в виде короткого пакета, другие в виде длинного пакета. Система дополнительно сконфигурирована для использования байтстаффинга при отправке пакета и обратного байтстаффинга при получении пакета. Система позволяет повысить эффективность использования канала связи. Однако система не позволяет осуществить мониторинг и контроль устройств автоматики, поскольку ограничены эксплуатационные возможности, обусловленные использованием автоматики с импульсным выходным устройством и использованием счетчиков электрической энергии определенного типа.A well-known automated system for collecting data on energy consumption and an electric energy meter (Pat. RU 2595939 (C2), IPC G06Q 50/06, H04L 12/953, published on 08/27/2016, Bull. No. 24), containing electric energy meters, concentrators data server and client devices and working to collect information on energy consumption based on a packet exchange protocol. The main task that this system is aimed at is to optimize the exchange of data through communication channels between the components of an automated system by transmitting packets of a certain structure and size. The information package allows the introduction of protective coding and contains start and stop elements, the components are additionally configured to include information about the absence or presence of protective data encoding in the package, some packages are configured to form a request and receive data from one information source in the form of a short package, others in the form long package. The system is further configured to use byte-stuffing when sending a packet and reverse byte-stuffing when receiving a packet. The system allows you to increase the efficiency of use of the communication channel. However, the system does not allow monitoring and control of automation devices, since limited operational capabilities are due to the use of automation with a pulse output device and the use of certain types of electric energy meters.
Известна система дистанционного сбора данных о потреблении электрической энергии и дистанционного управления распределенными пользовательскими пунктами, также и бытового типа (Пат. RU 2314542 (С2), МПК G01R 22/00, опубл. 10.01.2008, Бюл. №1), содержащая счетчики электроэнергии для каждого абонента расположенными на большой территории, снабженные средством измерения потребления электроэнергии, и связанные с каждым абонентом промежуточные станции или концентраторы, к каждому из которых подключено множество счетчиков с помощью средства для двунаправленной передачи данных по линии электропередачи низкого напряжения. При этом все концентраторы подключены к центральному серверу для двунаправленной передачи данных по телефонной сети, как особой, так и общего пользования или GSM-сеть или любой другой существующей радиотелефонной сети общего пользования, например, спутниковая радиотелефонная сеть.A known system of remote data collection on the consumption of electric energy and remote control of distributed user points, also of a household type (Pat. RU 2314542 (C2), IPC G01R 22/00, publ. 10.01.2008, Bull. No. 1), containing electricity meters for each subscriber located on a large territory, equipped with a means of measuring electricity consumption, and intermediate stations or hubs connected to each subscriber, each of which is connected to a plurality of meters using the bidirectional means hydrochloric data transmission on low-voltage power line. Moreover, all hubs are connected to a central server for bi-directional data transmission over a telephone network, both special and public, or a GSM network or any other existing public radiotelephone network, for example, a satellite radiotelephone network.
Наиболее близким по технической сущности прототипом является способ и система для дистанционного измерения потребления электричества, воды и газа (Пат. RU 2502051 (С2), МПК G01D 4/00, опубл. 20.12.2013, Бюл. №35) содержащая множество удаленных измерителей, измеряющих потребление коммунальных услуг, на периодической основе, причем каждый из удаленных измерителей имеет контроллер и запоминающее устройство программы, указанный контроллер выполняет программы, сохраненные в запоминающем устройстве программы, а запоминающее устройство данных потребления предназначено для сохранения на периодической основе, данных потребления коммунальных услуг и концентратор, соединяющийся с множеством удаленных измерителей для сбора данных потребления и выполнения задач, относящихся к администрированию связанных с ним удаленных измерителей; при этом удаленные измерители системы адаптированы для выполнения операции передачи количества периодически измеренных и сохраненных данных, относящихся к потреблению, в концентратор по запросу из концентратора, причем концентратор выполнен с возможностью запроса количества периодически измеренных и сохраненных данных, относящихся к потреблению, и определения количества на основе данных статуса удаленного измерителя. Концентратор собирает данные о потреблении, из удаленных измерителей, соответствующим образом обрабатывает и помещает в буфер эти данные и передает эти данные в соответствующем формате и в соответствующие моменты времени в централизованный пункт управления, который, в свою очередь, передает команды, запросы и другие данные в концентраторы через общественную сеть передачи данных, которая наиболее предпочтительно, представляет собой беспроводную или мобильную сеть передачи данных, такую как сеть GSM.The closest in technical essence the prototype is a method and system for remote measurement of electricity, water and gas consumption (Pat. RU 2502051 (C2), IPC G01D 4/00, publ. 12/20/2013, Bull. No. 35) containing many remote meters, measuring the consumption of utilities on a periodic basis, with each of the remote meters having a controller and a program memory, said controller executing programs stored in a program memory, and a memory device for consuming data are dedicated for storage on a periodic basis, the data consumption of utilities and the hub that connects to a plurality of remote meters for consumption data and perform tasks related to the administration of associated remote meters; the remote meters of the system are adapted to perform the operation of transferring the number of periodically measured and stored data related to consumption to the concentrator upon request from the concentrator, the concentrator being configured to request the number of periodically measured and stored data related to consumption and determining the quantity based on remote meter status data. The concentrator collects consumption data from remote meters, processes and buffers this data accordingly and transmits this data in the appropriate format and at appropriate times to a centralized control center, which, in turn, transmits commands, requests and other data to hubs through a public data network, which is most preferably a wireless or mobile data network, such as a GSM network.
Выше приведенные известные системы дистанционного сбора данных о потреблении электрической энергии имеют следующие недостатки:The above known known systems for remote collection of data on the consumption of electric energy have the following disadvantages:
1. Связь с приборами учета электроэнергии абонентов обеспечивается только по одному каналу, что не обеспечивает надежный обмен информацией в любое время суток.1. Communication with subscribers' electricity meters is provided only through one channel, which does not provide reliable information exchange at any time of the day.
2. Не предусмотрен обмен информацией с приборами учета электроэнергии на трансформаторных подстанциях (ТП), что не позволяет контролировать текущий баланс потребления электроэнергии по ТП и по отходящим линиям.2. Information exchange with electricity metering devices at transformer substations (TP) is not provided, which does not allow controlling the current balance of electricity consumption by TP and outgoing lines.
3. Не предусмотрен обмен информацией с устройствами телемеханики подстанций, что обязывает иметь на ТП параллельно еще и систему телемеханики.3. The exchange of information with the telemechanics devices of substations is not provided, which makes it necessary to have a telemechanics system at the same time on the TP.
4. Центр сбора информации (ЦСИ) должен осуществлять обмен информацией с каждым концентратором в системе через общественную сеть передачи данных, что приводит к высоким эксплуатационным затратам.4. The information collection center (JRC) must exchange information with each concentrator in the system through a public data transmission network, which leads to high operational costs.
Внедрение цифровизации районов электрических сетей (РЭС) предполагает реализацию сбора данных энергопотребления как создание территориально-распределенных систем с централизованным управлением и единым ЦСИ со всех точек учета энергопотребления района. Поскольку подавляющее число точек учета приходится на распределительные сети среднего и низкого напряжения, то использование общедоступных каналов связи требует больших эксплуатационных затрат и часто они могут отсутствовать. Особенно это характерно для сельских районов, где большая протяженность распределительных сетей и расстояния между ТП до 5-10 км и решением проблемы может быть в использовании собственной инфраструктуры распределительных сетей и собственной системы для надежной передачи данных.The introduction of digitalization of electric grid districts (RES) involves the implementation of energy consumption data collection as the creation of geographically distributed systems with centralized management and a single DSS from all metering points of the district’s energy consumption. Since the overwhelming number of metering points are in medium and low voltage distribution networks, the use of publicly available communication channels requires high operational costs and often they can be absent. This is especially true in rural areas, where the large length of distribution networks and the distance between transformer substations is up to 5-10 km, and the solution to the problem may be to use our own infrastructure of distribution networks and our own system for reliable data transmission.
Проведенный патентный поиск показал, что в уровне техники не обнаружены сходные решения, что свидетельствует о наличии новизны заявляемого изобретения, позволяющие преодолеть вышеназванные недостатки предшествующих решений.The patent search showed that no similar solutions were found in the prior art, which indicates the novelty of the claimed invention, which allows to overcome the above disadvantages of the previous solutions.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является система контроля и сбора данных потребления электроэнергии в распределительных сетях среднего и низкого напряжения цифрового РЭС, которая, при ее осуществлении обеспечивает надежность контроля и сбора данных на территории РЭС при минимальном использовании общественных каналов связи.The technical result of the invention is a system for monitoring and collecting data on electricity consumption in medium and low voltage distribution networks of a digital RES, which, when implemented, ensures the reliability of monitoring and data collection on the territory of the RES with minimal use of public communication channels.
Указанный технический результат достигается тем, что система, содержащая, цифровые приборы учета электроэнергии абонентов, которые снабжены модемами, поддерживающими сеть обмена информацией по линии электроснабжения низкого напряжения (PLC1) с концентратором, который также снабжен модемом PLC1 и снабжен модемом GSM для обмена информацией с центром сбора информации, дополнительно содержит беспроводную сеть связи ZigBee для обмена информацией между концентратором и цифровыми приборами учета электроэнергии абонентов, сеть связи PLC2 использующую линию электропередачи среднего напряжения между трансформаторными подстанциями (ТП) и параллельную радиосеть RF для обмена информацией между концентраторами на ТП РЭС, проводную сеть RS-485-1 для обмена информацией между концентратором и цифровыми приборами учета электроэнергии на ТП, проводную сеть RS-485-2 для обмена информацией между концентратором и устройствами телемеханики на ТП и проводной интерфейс Ethernet для обмена информацией между концентратором и ЦСИ РЭС, при этом, для реализации дополнительных сетей связи, в цифровые приборы учета электроэнергии абонентов введены модемы ZigBee, а в концентратор введены модемы ZigBee и PLC2 и интерфейсы RS-485-1, RS-485-2, Ethernet.The specified technical result is achieved by the fact that the system containing digital metering devices for subscribers, which are equipped with modems that support the information exchange network via the low voltage power line (PLC1) with a hub, which is also equipped with a PLC1 modem and equipped with a GSM modem for exchanging information with the center collection of information, additionally contains a ZigBee wireless communication network for the exchange of information between the concentrator and digital meters of electricity metering of subscribers, the PLC2 communication network using medium voltage power line between transformer substations (TP) and a parallel RF radio network for exchanging information between concentrators at TP RES, wired RS-485-1 network for exchanging information between a hub and digital power meters on TP, wired RS-485-2 network for the exchange of information between the hub and telemechanics devices on the transformer substation and the wired Ethernet interface for the exchange of information between the hub and the digital signal center of the radio electronic equipment, while, for the implementation of additional communication networks, in digital metering devices electricity subscribers introduced ZigBee modems, and hub introduced ZigBee modems and PLC2 and RS-485-1 interfaces, RS-485-2, Ethernet.
На фиг. 1 представлена структурная схема заявленной системы, содержащая фрагмент распределительной сети среднего и низкого напряжения и включает цифровые приборы учета электроэнергии абонентов 1, цифровые приборы учета электроэнергии на ТП 2, устройства телемеханики ТП 3 и концентраторы на ТП 1 и ТП N. Цифровые приборы учета электроэнергии абонентов 1 могут быть 3-х фазные или однофазные и снабжены модемом PLC1 и Zigbee модемом. Модем PLC1 подключается к 3-х фазной или однофазной электрической сети низкого напряжения 0,4 кВ для работы в сети PLC1 в диапазоне частот 20-80 кГц в режиме удаленной станции и модем Zigbee для работы в беспроводной сети Zigbee в диапазоне частот 2400-2483,5 МГц в режиме удаленной станции. Цифровые приборы учета электроэнергии 2 на ТП подключены по интерфейсу RS-485-1 для обмена информацией с концентраторами ТП. Устройства телемеханики 3 на ТП подключены по интерфейсу RS-485-2 для обмена информацией с концентраторами на ТП. Концентраторы содержат модем PLC1 подключаемый к 3-х фазной сети низкого напряжения 0,4 кВ и работающий в сети PLC1 в диапазоне частот 20-80 кГц для обмена информацией с цифровыми приборами учета электроэнергии абонентов 1 в режиме базовой станции, модем PLC2 подключаемый к одной из фаз 3-х фазной сети среднего напряжения 6-20 кВ и работающий в сети PLC2 в диапазоне частот 95-125 кГц для обмена информацией с коммуникаторами на других ТП в режиме удаленной станции на ТП 1 и базовой станции на ТП N, радиомодем, работающий в радиосети RF в диапазоне частот 868,7-869,2 МГц для обмена информацией с коммуникаторами других ТП в режиме удаленной станции на ТП 1 и базовой станции на ТП N, для создания TCP/IP-соединений с удаленными компьютерами центра сбора информации (например, с ближайшей к ЦСИ ТП N и имеющей с ЦСИ проводной канал Ethernet) включает проводной канал Ethernet в качестве основного канала связи и беспроводной модуль GSM в качестве резервного канала связи. Для сетей PLC1 и PLC2 выбраны разные частотные диапазоны с целью предотвращения возможного взаимного влияния из-за наличия понижающего трансформатора (Тр) между электрическими линиями среднего и низкого напряжений. Выбранный частотный диапазон для радиосети RF обусловлен необходимостью увеличения дальности связи между подстанциями, безлицензионным использованием данного диапазона и отсутствием взаимных помех с беспроводной сетью Zigbee.In FIG. 1 is a structural diagram of the claimed system, containing a fragment of the distribution network of medium and low voltage and includes digital meters for electricity metering 1, digital meters for
Заявляемая система работает следующим образом. Перед развертыванием системы на территории РЭС определяется ТП, где будет размещен коммуникатор с интерфейсом Ethernet и модулем GSM (например, ближайшая к ЦСИ ТП) для связи с ЦСИ и будет базовой станцией в сетях PLC2 и RF. Конфигурирование концентраторов, как базовая или удаленная станция производится от внешнего компьютера через оптический порт в зависимости от его использования как базовая или как удаленная станция в конкретной сети связи. Базовая станция в сетях RF и PLC2 это та, которая взаимодействует с ЦСИ цифрового РЭС через проводной интерфейс Ethernet или модуль GSM. Для сетей PLC1 и Zigbee все концентраторы являются базовыми станциями, а цифровые приборы учета электроэнергии абонентов являются удаленными станциями. Таким образом, концентратор, который непосредственно не взаимодействует с ЦСИ цифрового РЭС, а взаимодействует с базовой станцией в сети PLC2 и параллельно в сети RF конфигурируются как удаленная станция в беспроводной сети RF и в сети PLC2, а в сетях PLC1 и Zigbee конфигурируются как базовая станция, т.е. данный концентратор является главным в сетях PLC 1 и Zigbee и подчиненным в сетях PLC2 и RF, в отличие от концентратора, который непосредственно взаимодействует с ЦСИ цифрового РЭС и является главным в сетях RF, PLC1, PLC2 и Zigbee и конфигурируется как базовая станция в сетях RF, PLC1, PLC2 и Zigbee.The inventive system operates as follows. Before deploying the system on the territory of the distribution zone, a TP is defined where a communicator with an Ethernet interface and a GSM module (for example, the one closest to the DSN TP) will be located for communication with the DSN and will be the base station in PLC2 and RF networks. Hubs are configured as a base or remote station from an external computer via an optical port, depending on its use as a base or as a remote station in a particular communication network. The base station in RF and PLC2 networks is the one that interacts with the digital digital signal center via a wired Ethernet interface or GSM module. For PLC1 and Zigbee networks, all hubs are base stations, and digital metering devices for subscribers are remote stations. Thus, a hub that does not directly interact with the digital digital signal center, but interacts with a base station in a PLC2 network and simultaneously configured in a RF network as a remote station in a wireless RF network and in a PLC2 network, and in PLC1 and Zigbee networks, are configured as a base station , i.e. this hub is the main one in
Развертывание и запуск системы рассмотрим на примере ТП N с концентратором, взаимодействующим с ЦСИ и конфигурируемым, как базовая станция в сетях RF, PLC1, PLC2 и Zigbee. К концентратору N подключают внешние антенны Zigbee, RF и GSM, подключают интерфейс Ethernet к сетям Ethernet ЦСИ цифрового РЭС. К проводному интерфейсу RS-485-1 подключают приборы учета электроэнергии находящиеся на подстанции, к проводному интерфейсу RS-485-2 подключают устройства телемеханики ТП N. Модем PLC2 концентратора соединяют с внешним устройством согласования, которое соединено с подходящей линией среднего напряжения. Модем PLC1 концентратора подключают к отходящей трехфазной силовой сети 0,4 кВ по которой осуществляется питание концентратора и к которой подключены удаленные однофазные или трехфазные приборы учета электроэнергии абонентов.We will consider the deployment and start-up of the system using the example of TP N with a hub that interacts with a digital communication center and is configured as a base station in RF, PLC1, PLC2 and Zigbee networks. External N antennas Zigbee, RF and GSM are connected to the hub N, the Ethernet interface is connected to the Ethernet networks of the digital signal center of the digital RES. The electricity metering devices located in the substation are connected to the RS-485-1 wired interface, the telemechanics devices of the TP N are connected to the RS-485-2 wired interface. The concentrator PLC2 modem is connected to an external matching device, which is connected to a suitable medium voltage line. The concentrator PLC1 modem is connected to an outgoing three-phase 0.4 kV power network through which the concentrator is powered and to which remote single-phase or three-phase metering devices for subscribers are connected.
При включении питания и успешном выполнении самодиагностики концентратор N в соответствии с заданными параметрами конфигурации формирует сети ZigBee, PLC1, PLC2 и RF производя автоматический поиск приборов учета в сетях ZigBee и PLC1 и автоматический поиск удаленных концентраторов в сетях RF и PLC2. Поиск устройств и работа сетей ZigBee, PLC1, PLC2 и RF производится одновременно и независимо друг от друга. Информация об обнаруженных в сетях ZigBee, PLC1 и подключенных на подстанции к интерфейсу RS-485 приборах учета, и об удаленных устройствах в сетях PLC2 и RF сохраняется в энергонезависимой памяти концентратора в виде журналов приборов учета и удаленных концентраторов, каждая запись которого содержит идентификатор устройства, признак канала, в котором обнаружен прибор учета или удаленный концентратор и время их обнаружения. Конфигурация сетей обновляется автоматически, непрерывно, обеспечивая наилучшее качество связи в зависимости от реальных условий распространения сигналов в сетях. Сбор данных с приборов учета производится автоматически в соответствии с журналом приборов учета. В начале цикла опроса устройство последовательно опрашивает все обнаруженные приборы учета в сетях ZigBee и PLC1. При отсутствии ответа от прибора учета, концентратор производит несколько попыток опроса за время, задаваемое при конфигурировании, после чего переходит к опросу следующего прибора учета. После завершения опроса всех обнаруженных устройств учета, концентратор анализирует изменения состояния сетей ZigBee и PLC1 и добавляет вновь обнаруженные приборы учета в журнал. Работа концентратора по сбору данных с удаленных концентраторов в сетях PLC2 и RF производится автоматически, в соответствии с журналом удаленных концентраторов и осуществляется аналогично и параллельно работе в сетях ZigBee и PLC1. Передача в ЦСИ данных с приборов учета, данных состояния и контроля с устройств телемеханики и прием запросов на данные с устройств учета и с устройств телемеханики осуществляется по сетям Ethernet или GSM по инициативе ЦСИ РЭС.When the power is turned on and the self-diagnosis is successful, the N concentrator, in accordance with the specified configuration parameters, forms ZigBee, PLC1, PLC2 and RF networks by automatically searching metering devices in ZigBee and PLC1 networks and automatically searching for remote concentrators in RF and PLC2 networks. The search for devices and the operation of ZigBee, PLC1, PLC2 and RF networks is carried out simultaneously and independently of each other. Information about metering devices detected in ZigBee, PLC1 networks and connected to the RS-485 interface at the substation, and about remote devices in PLC2 and RF networks is stored in the non-volatile memory of the concentrator in the form of metering instrument and remote concentrator logs, each entry of which contains a device identifier, a sign of the channel in which the meter or remote concentrator is detected and the time of their detection. The network configuration is updated automatically, continuously, providing the best quality of communication depending on the actual conditions of signal propagation in the networks. Data collection from metering devices is carried out automatically in accordance with the journal of metering devices. At the beginning of the polling cycle, the device sequentially polls all detected metering devices in ZigBee and PLC1 networks. If there is no response from the meter, the concentrator makes several attempts to interrogate for the time specified during configuration, and then proceeds to interrogate the next meter. After completing a survey of all detected metering devices, the hub analyzes the state changes of ZigBee and PLC1 networks and adds newly discovered metering devices to the log. The hub's work on collecting data from remote hubs in PLC2 and RF networks is performed automatically, in accordance with the journal of remote hubs and is carried out similarly and in parallel to work in ZigBee and PLC1 networks. Data is transmitted to the digital signal center from metering devices, status and control data from telemechanics devices, and requests for data from digital metering devices and telemechanics devices are received via Ethernet or GSM networks at the initiative of the digital signal center.
Развертывание и запуск системы на удаленных подстанциях отличается тем, что концентраторы конфигурируются как удаленные станции в беспроводной сети RF и в сети PLC2, а конфигурирование и работа в сетях Zigbee, PLC1 и по интерфейсам RS-485-1 и RS-485-2 осуществляется аналогично концентратору на ТП напрямую взаимодействующей с ЦСИ. Передача информации в адрес базового устройства данных с приборов учета, данных состояния и контроля с устройств телемеханики и прием запросов на данные с устройств учета и с устройств телемеханики осуществляется по сетям RF и PLC2 по инициативе базовой станции, т.е. от концентратора, взаимодействующего с ЦСИ по инициативе ЦСИ.The deployment and start-up of the system at remote substations differs in that the hubs are configured as remote stations in the RF wireless network and in the PLC2 network, and the configuration and operation in Zigbee, PLC1 networks and RS-485-1 and RS-485-2 interfaces is carried out similarly a hub for TP directly interacting with the center. Information is transmitted to the base device data from metering devices, status and control data from telemechanics devices, and requests for data from metering devices and telemechanics devices are received via RF and PLC2 networks at the initiative of the base station, i.e. from a hub interacting with the center for the initiative of the center.
Предлагаемая система может быть практически реализована с использованием общедоступных изделий различных производителей. В качестве цифровых приборов учета электроэнергии абонентов могут использоваться однофазные счетчики электроэнергии МИР C-05(http://mir-omsk.ru/upload/iblock/d92/M15.035.00.000%20RE%20MIR%20C-5%20arh.7.pdf) и трехфазные счетчики электроэнергии МИР C-04(http://mir-omsk.ru/upload/iblock/53f7Ml5.034.00.000%20RE%20MIR%20C-04%20arh.6.pdf). В качестве цифровых приборов учета электроэнергии на подстанциях могут использоваться трехфазные счетчики электроэнергии МИР C-07(http://mir-omsk.ru/upload/iblock/162/M15.037.00.000%20RE%20MIR%20C-07%20arh.5.pdf). В качестве устройств телемеханики на подстанциях могут использоваться котроллер присоединения МИР КПР-01М (http://mir-omsk.ru/upload/iblock/dc0/M12.027.00.000%20RE%20MIR%20MK-01arh.17.pdf) и устройство ввода/вывода телесигналов МИР МК-01 (http://mir-omsk.ru/upload/iblock/dc0/M12.027.00.000%20RE%20MIR%20MK-01arh.17.pdf). В качестве концентратора может использоваться устройство МИР МК-01 (http://mir-omsk.ru/upload/iblock/dc0/M12.027.00.000%20RE%20MIR%20MK.01arh.17.pdf) в которое вводятся модемы IT900. Израильской фирмы Yitran (http://www.yitran.com./uploadimages/SystemFiles/IT900%20Brochure_R1.1.pdf) для организации сетей PLC1 и PLC2. В качестве устройства присоединения к линиям среднего напряжения с целью организации сети PLC2 можно использовать емкостное устройство УПЕ-35-2200 УХЛ2 (http://priortelecom.ru/hardware/hardware-kapler.htm).The proposed system can be practically implemented using commonly available products from various manufacturers. As digital meters for electricity metering, MIR C-05 single-phase electricity meters can be used (http://mir-omsk.ru/upload/iblock/d92/M15.035.00.000%20RE%20MIR%20C-5%20arh.7 .pdf) and three-phase electricity meters MIR C-04 (http://mir-omsk.ru/upload/iblock/53f7Ml5.034.00.000%20RE%20MIR%20C-04%20arh.6.pdf). Three-phase electricity meters MIR C-07 (http://mir-omsk.ru/upload/iblock/162/M15.037.00.000%20RE%20MIR%20C-07%20arh. Can be used as digital electricity metering devices at substations. 5.pdf). As telemechanics devices at substations, the MIR KPR-01M connection controller can be used (http://mir-omsk.ru/upload/iblock/dc0/M12.027.00.000%20RE%20MIR%20MK-01arh.17.pdf) and MIR MK-01 television signal input / output device (http://mir-omsk.ru/upload/iblock/dc0/M12.027.00.000%20RE%20MIR%20MK-01arh.17.pdf). As a concentrator, the MIR MK-01 device (http://mir-omsk.ru/upload/iblock/dc0/M12.027.00.000%20RE%20MIR%20MK.01arh.17.pdf) into which IT900 modems are inserted can be used . Israeli company Yitran (http://www.yitran.com./uploadimages/SystemFiles/IT900%20Brochure_R1.1.pdf) for the organization of networks PLC1 and PLC2. A capacitive device UPE-35-2200 UHL2 (http://priortelecom.ru/hardware/hardware-kapler.htm) can be used as a device for connecting to medium voltage lines in order to organize a PLC2 network.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019131307A RU2716900C1 (en) | 2019-10-02 | 2019-10-02 | System for monitoring and collecting data of electric power consumption in networks of medium and low voltage of digital power distribution zone |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019131307A RU2716900C1 (en) | 2019-10-02 | 2019-10-02 | System for monitoring and collecting data of electric power consumption in networks of medium and low voltage of digital power distribution zone |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2716900C1 true RU2716900C1 (en) | 2020-03-17 |
Family
ID=69898350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019131307A RU2716900C1 (en) | 2019-10-02 | 2019-10-02 | System for monitoring and collecting data of electric power consumption in networks of medium and low voltage of digital power distribution zone |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2716900C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU209625U1 (en) * | 2021-11-12 | 2022-03-17 | Общество с ограниченной ответственностью «ВОСТОКЭНЕРГОСЕРВИС» | Software and hardware complex "Radio controller MKP-23" |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102724325A (en) * | 2012-07-02 | 2012-10-10 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | Energy consumption monitoring data acquisition designing method based on VxWorks |
| RU2502051C2 (en) * | 2008-01-31 | 2013-12-20 | Энел Дистрибуционе С.П.А. | Method and system for remote measurement of power, water or gas consumption |
| CN104715598A (en) * | 2013-12-11 | 2015-06-17 | 陕西天思信息科技有限公司 | Electricity consumption information acquisition system and method based on home gateway |
| JP2016158369A (en) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 住友電気工業株式会社 | Power consumption management apparatus, user apparatus, power consumption management system, power consumption management method, and power consumption management program |
| RU191691U1 (en) * | 2019-05-15 | 2019-08-15 | Александр Николаевич Беляев | Power consumption data concentrator in medium and low voltage networks of the digital district of electric networks |
-
2019
- 2019-10-02 RU RU2019131307A patent/RU2716900C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2502051C2 (en) * | 2008-01-31 | 2013-12-20 | Энел Дистрибуционе С.П.А. | Method and system for remote measurement of power, water or gas consumption |
| CN102724325A (en) * | 2012-07-02 | 2012-10-10 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | Energy consumption monitoring data acquisition designing method based on VxWorks |
| CN104715598A (en) * | 2013-12-11 | 2015-06-17 | 陕西天思信息科技有限公司 | Electricity consumption information acquisition system and method based on home gateway |
| JP2016158369A (en) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 住友電気工業株式会社 | Power consumption management apparatus, user apparatus, power consumption management system, power consumption management method, and power consumption management program |
| RU191691U1 (en) * | 2019-05-15 | 2019-08-15 | Александр Николаевич Беляев | Power consumption data concentrator in medium and low voltage networks of the digital district of electric networks |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU209625U1 (en) * | 2021-11-12 | 2022-03-17 | Общество с ограниченной ответственностью «ВОСТОКЭНЕРГОСЕРВИС» | Software and hardware complex "Radio controller MKP-23" |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8477794B2 (en) | Multiple communications protocol routing in advanced metering infrastructure context | |
| US9130403B2 (en) | System, method and computer program product for determining load profiles | |
| KR102201966B1 (en) | Method, apparatus and computer program for transmitting and/or receiving signals across an electric power grid | |
| EP2058954A1 (en) | System and method for establishing communications with an electronic meter | |
| US20100262393A1 (en) | System and Method for Determining a Phase Conductor Supplying Power to a Device | |
| US20100329174A1 (en) | Simultaneous communications within controlled mesh network | |
| CN109417296B (en) | AMI system and method for performing phase detection and synchronization in AMI communication network | |
| US9482709B2 (en) | Method and device for assigning individual phase conductors in a polyphase energy distribution network | |
| US20100262395A1 (en) | System and Method for Determining a Phase Conductor Supplying Power to a Device | |
| US9787491B2 (en) | Interleaved communication with resource providers and a home area network | |
| AU2013200542B2 (en) | Scalable packets in a frequency hopping spread spectrum (fhss) system | |
| RU191691U1 (en) | Power consumption data concentrator in medium and low voltage networks of the digital district of electric networks | |
| RU2716900C1 (en) | System for monitoring and collecting data of electric power consumption in networks of medium and low voltage of digital power distribution zone | |
| Joe et al. | Design and implementation of AMI system using binary CDMA for smart grid | |
| Ngcobo et al. | Study the Topology Effect on a G3-PLC based AMI Network | |
| KR20140129947A (en) | Smart appliance apparatus and urgent message transmission system | |
| KR20000003807A (en) | Wireless remote probe apparatus and method thereof using data message of mobile telecommunication system | |
| Kim et al. | Design and implementation of NMS using SNMP for AMI network device monitoring | |
| JP6259984B2 (en) | Power line communication system | |
| CN209879723U (en) | Ammeter reading collection system | |
| US20220006290A1 (en) | Systems and methods for phase identification using relative phase angle measurements | |
| US20220021208A1 (en) | Phasor identification via synchronous messaging | |
| Marcinek | Design and implementation of ZigBee solution for last-mile problem in automatic meter reading | |
| Panzavecchia | DEVELOPMENT AND CHARACTERIZATION OF ADVANCED METERING AND ICT SOLUTIONS FOR SMART ENERGY DISTRICTS | |
| Zhou et al. | Research on wireless metering based on high-precision synchronous time calibrating and broadband transmission |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200729 Effective date: 20200729 |