Smart Energy мониторинг системасы: 3 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Энергияга болгон суроо -талап күндөн -күнгө өсүүдө, учурда электр энергиясынын керектөөсү бир аймактын колдонуучуларынан электр энергиясынын тарифин эсептөө үчүн электр тармагынын техниктери тарабынан тез -тез барып туруу менен көзөмөлдөнүп турат. Бул көп убакытты талап кылган жумуш, анткени бир аймакта миңдеген үйлөр жана бир эле батирлерде көптөгөн батирлер болот. Шаарга же шаарга келгенде, бул абдан түйшүктүү процесс. Белгилүү бир мезгилде үйлөрдүн жеке энергия керектөөсүн текшерүү же анализдөө же белгилүү бир аймакта энергия агымы жөнүндө отчет түзүү боюнча эч кандай жобо жок. Бул дүйнөнүн көп жерлеринде ушундай.

Жогорудагы көйгөйдү чечүү үчүн колдонулган чечимдер жок. Демек, биз энергетикалык тарифти эсептөөнү, мониторингди, анализди жана эсептөөнү жеңилдете турган акылдуу энергия мониторинг системасын иштеп чыгуудабыз. STEMS системасы кошумча түрдө керектөөчүнү жана энергия агымын талдоо үчүн колдонуучунун конкреттүү графигин жана отчетторун түзүүгө мүмкүндүк берет.

1 -кадам: Жумуш процесси

STEMS модулу негизинен Seeedstudio Wio LTE модулун камтыйт, ага уникалдуу колдонуучу коду берилет, ал энергия керектөөнү өлчөө керек болгон турак жай бирдигин аныктоо үчүн. Электр энергиясын керектөө Wio LTE модулу аркылуу аналогдук токой туташуусу аркылуу туташкан учурдагы сенсордун жардамы менен көзөмөлдөнөт.

Энергиянын керектөө маалыматы, уникалдуу колдонуучу коду жана модулдун жайгашкан жери (Wio inbuilt GPS/GNSS) Wio LTE байланышын жана Soracom Global SIMди колдонуу менен реалдуу убакытта STEMS булутуна (AWSте жайгашкан) жүктөлөт. Булуттагы маалыматтарга жеке энергия керектөөнү эсептөө, жеке жана жамааттык энергетикалык схемаларды түзүү, энергетикалык отчетторду түзүү жана деталдуу энергетикалык текшерүү үчүн жетүүгө жана талдоого болот. Реле да энергия керектөө чектен ашкан учурда туташкан приборлорду өчүрүү үчүн интерфейске ээ. ЖК дисплей модулу реалдуу убакытта энергия өлчөө баалуулуктарын көрсөтүү үчүн жергиликтүү STEMS модулуна киргизилиши мүмкүн. Система өз алдынча иштейт, эгерде портативдүү энергия булагы, мисалы, кургак батарея же Li-Po батареясы тиркелген болсо. Орнотуу Аппараттык орнотуу төмөндө сүрөттөлгөн:

STEMS Аппараттык орнотуу

GPS сигналы имараттын ичинде алсызыраак экени аныкталды. Бирок модулдар сыртка жылдырылгандан кийин, биз жакшы кабыл ала баштайбыз. Модулдан алынган GPS координаттары Google Карталардагы чыныгы GPS координаттары менен салыштырылган. Адилеттүү суммадагы тактык алынды.

Айнымал токтун кубаты үйдүн чынжырына интеграцияланган учурдагы сенсор аркылуу алынат. Жүк аркылуу өткөн AC токту токтун сенсор модулу сезет жана сенсордон чыккан маалыматтар WIO LTE модулунун аналогдук пинине берилет. Аналогдук киргизүү WIO модулу тарабынан кабыл алынгандан кийин, кубаттуулукту/энергияны өлчөө программанын ичинде болот. Эсептелген күч жана энергия андан кийин ЖК дисплей модулунда көрсөтүлөт.

AC чынжыр анализинде чыңалуу да, ток да убакыттын өтүшү менен синусоидалык түрдө өзгөрөт.

Реалдуу күч (P): Бул пайдалуу иштерди жасоо үчүн түзмөк тарабынан колдонулган күч. Бул кВт менен көрсөтүлөт.

Реалдуу күч = Чыңалуу (V) x Учур (I) x cosΦ

Реактивдүү кубат (Q): Бул көбүнчө элестетилген кубат деп аталат, бул кубаттуулуктун булагы менен жүктүн ортосунда термелет, ал эч кандай пайдалуу иш кылбайт.

Реактивдүү күч = Чыңалуу (V) x Учур (I) x sinΦ

Көрүнүш күчү (S): Бул Root-Mean-Square (RMS) чыңалуусу менен RMS токунун продуктусу катары аныкталат. Бул реалдуу жана реактивдүү күчтүн натыйжасы катары да аныкталышы мүмкүн. Бул кВА менен көрсөтүлөт

Көрүнгөн күч = Чыңалуу (V) x Учур (I)

Реалдуу, Реактивдүү жана Көрүнүктүү бийликтин ортосундагы байланыш:

Реалдуу күч = Көрүнгөн күч x cosΦ

Реактивдүү күч = Көрүнгөн күч x sinΦ

Биз талдоо үчүн Реалдуу күч жөнүндө гана ойлонобуз.

Power Factor:

Power Factor = Чыныгы күч/көрүнгөн күч

Ошентип, биз чынжырдагы чыңалууну жана токту өлчөө менен кубаттуулуктун бардык түрүн, ошондой эле күч факторун өлчөй алабыз. Кийинки бөлүмдө энергия керектөөнү эсептөө үчүн зарыл болгон өлчөөлөрдү алуу үчүн жасалган кадамдар талкууланат.

Учурдагы сенсордон чыгуу AC чыңалуу толкуну. Төмөнкү эсептөө жүргүзүлөт:

• Чокуну чыңалуудан чыңдоого чейин өлчөө (Vpp)
• Чокуну чыңалууга (Vpp) экиге бөлүп, чыңалуу чыңалуусун алыңыз (Vp)
• Vpди 0.707ге көбөйтүп, rms чыңалуусун алуу үчүн (Vrms)
• Учурдагы сенсордун сезгичтигин көбөйтүп, rms токту алыңыз.
• Vp = Vpp/2
• Vrms = Vp x 0.707
• Irms = Vrms x Сезгичтик
• Учурдагы модулдун сезгичтиги 200 мВ/А.
• Реалдуу күч (W) = Vrms x Irms x pf
• Vrms = 230V (белгилүү)
• pf = 0.85 (белгилүү)
• Irms = Жогорудагы эсептөөнүн жардамы менен алынган

Энергиянын наркын эсептөө үчүн ватт кубаты энергияга айландырылат: Wh = W * (убакыт / 3600000.0) Ватт саат бир саат үчүн бир ватт энергия керектөөгө барабар электр энергиясынын көрсөткүчү. KWh үчүн: kWh = Wh / 1000 Энергиянын жалпы наркы: Наркы = Бир кВт * кВт.сааттын баасы. Андан кийин маалымат LCD дисплейине көрсөтүлөт жана ошол эле учурда SD картка жазылат.

2 -кадам: Тестирлөө

Тестирлөө балконго жакын жүргүзүлгөндүктөн, GNSS кабыл алуусу адилеттүү түрдө алынды.

3 -кадам: Келечектеги пландар

Колдонмо реалдуу убакытта колдонуучунун энергия керектөөсүн көзөмөлдөө үчүн STEMS булут маалыматтарына жетүү жана энергия талдоо отчетторун көрүү же түзүү үчүн түзүлөт. STEMS модулуна жогорулатуу Arduino IDE шайкештигине байланыштуу оңой эле жасалышы мүмкүн. Ийгиликтүү аяктагандан кийин, бул модул рынокто өндүрүлүшү мүмкүн жана дүйнө жүзү боюнча энергия кызмат көрсөтүүчү тарабынан колдонулушу мүмкүн.