Реформирование системы жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) во все времена является одной из важной областей жизни российских граждан, в которой происходят преобразования на основе постоянных информационных технологий.
Коммерческому квартирному и домовому учету потребления энергоресурсов уделяется повышенное внимание. Проблему регулирования расхода энергоресурсов решить можно только путем модернизации существующих систем учета, создания инновационных систем контроля и учёта энергоресурсов, автоматизированной системы контроля и учёта энергоресурсов (АСКУЭ) с возможностью дистанционного снятия показаний счетчиков.
Внедрение АСКУЭ выгодно как компаниям-поставщикам энергоресурсов, так и потребителям. Внедрение беспроводной информационно – измерительной системы учета энергоресурсов позволит управляющим компаниям локализовать потери электроэнергии при передаче ее абонентам и получить ясную картину работы каждого многоквартирного жилого комплекса в реальном времени, а также организовать налаженный правильный учет.
Зачастую сами потребители заинтересованы в том, чтобы счет за электроэнергию приходил также как за аренду жилья и другие услуги. При этом с потребителя снимаются обязанности списывания показаний с электросчетчика и неудобства, связанные с приходом контролера.. Компания-поставщик электроэнергии также имеет выгоду: информация о потреблённой электроэнергии регулярно обновляется, появляется возможность выявлять “проблемных” потребителей в автоматизированном режиме и оперативно дистанционно ограничивать поставку неплательщикам электроэнергии, а так же снизить собственные расходы на содержание штата контролеров.
Технология передачи данных по радиоканалу популярна, и многие производители электросчетчиков обратили на нее внимание.
Главные плюсы такой технологии: быстрая и удобная установка, низкие затраты и мобильность персонала, обслуживающего системы, дальность действия (до 10 км) и низкое энергопотребление (возможна автономная работа от батарейки до 10 лет).
Среди современных беспроводных технологий можно выделить: инфракрасную технологию, Bluetooth, Wi-Fi и ZigBee.
Обзор систем АСКУЭ: технология ZigBee.
Для беспроводного обмена данными используются радиочастотные диапазоны, не требующие оформления разрешений. В России для этих целей выделены частотные диапазоны 433.075-434.750 МГц, 868,7-869,2 МГц и 2400-2483,5 МГц.
Диапазоны 433 и 868 зарекомендовали себя в условиях плотной городской застройки, радиоволны хорошо проникают сквозь бетонные конструкции.
Диапазон 433 используется очень давно, поэтому на этих частотах работает большое количество устройств, радиоэфир сильно загружен помехами особенно в городских условиях. АСКУЭ, работающая на этих частотах применима исключительно в сельской местности.
Для диапазона 868 разрешена мощность в 2,5 раза больше, чем у 433, поэтому антенны не такие большие. Также на этих частотах меньше уровень фоновых и индустриальных помех.
Чтобы решить проблемы дальности связи и плохого сигнала, появились радиомодемы с функцией ретрансляции сигнала. Эти устройства принимают сигнал от других модемов и передают его дальше. Таким образом, если расстояние между базовым модемом и каким-либо модемом сети больше, чем максимальное расстояние прямой видимости, то сигнал пойдет через промежуточные модемы.
Помимо ретрансляции радиомодемы выстраивают единую сеть и автоматически определять кратчайший путь до приемного оборудования. Например, если какой-то модем выйдет из строя, то сеть сама перестроится и передаст данные через другой модем. Благодаря такому механизму повышается надежность всей сети.
Технология ZigBee - это набор протоколов и расширений к международному стандарту IEEE 802.15.4, применение которых для среднескоростного обмена данными по радиоканалу на небольшие расстояния позволяет обеспечить информационную совместимость устройств от разных производителей.
Важной особенностью технологии ZigBee для применения в системах контроля расхода энергоресурсов является возможность защиты передаваемых данных. Шифрование данных осуществляется при помощи алгоритма AES-128 с симметричным ключом, как во время передачи данных в сети, так и во время ее образования. Предварительное занесение ключей шифрования во все узлы позволяет, с одной стороны, не допустить проникновения в сеть посторонних устройств и подмену передаваемых данных, а с другой стороны – делает невозможной расшифровку информации, полученной путем прослушивания радиоэфира.
Схема 1. Комплексный поквартирный учёт энергоресурсов (радиосвязь ZigBee 2,4 ГГц).
Схема 2. Комплексный учёт энергоресурсов в коттеджных и дачных посёлках (радиосвязь ZigBee 2,4 ГГц).
Схема 3. Комплексный подомовой (вводной) учёт энергоресурсов.
Подведем итог.
Современные требования к достоверности и оперативности учета электрической энергии могут быть удовлетворены путем внедрения автоматизированных информационно-измерительных систем коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ).
Беспроводная информационно – измерительная система учета энергоресурсов на базе беспроводной технологии ZIGBEE позволит службам жилищно-коммунального хозяйства создать налаженный коммерческий и технический учет, локализовать потери электроэнергии при передаче ее абонентам и получить картину работы каждого объекта в режиме реального времени. В тоже время с потребителя снимаются обязанности списывания показаний с электросчетчика и неудобства, связанные с приходом контролера.
Экономический и технологический эффект от внедрения разработки заключается в следующем:
- Ликвидация коммерческих потерь путем устранения безучетного потребления и возможностью ограничения вплоть до отключения отдельного абонента;
- Контроль несанкционированных подключений путем ведения баланса;
- Снижение технических потерь при доставке энергоносителя потребителю;
- Снижение (до 30%) общего потребления энергоресурсов на объекте и увеличение (до 50%) полезного отпуска;
- Возможность перевода абонента на оплату по счетам за фактически использованный энергоноситель;
- Конвертация данных в биллинговую систему.