Villanyszerelők Lapja

Az intelligens almérőkről V.

2013. április 17. | Szijártó Gábor Vass Péter |  2094 | |

Az alábbi tartalom archív, 6 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Cikksorozatunk előző részeiben szó esett a mérőműszerek hátterében húzódó energiamenedzsment-rendszerekről; összefoglaltuk a jelenleg forgalomban lévő almérőket, azok számának várható növekedését a magyar, valamint a nemzetközi piacon. Ezután ismertettük a MID fogalmát, illetve azt, hogyan ismerhető fel a MID-es villamos fogyasztásmérő. A sorozat 3. és 4. részében az előbb leírtakhoz konkrét gyakorlati példákat társítottunk. A sorozat most következő két részében az almérőkkel megvalósított energiamenedzsment-rendszer megjelenítésével kapcsolatos tudnivalókat taglaljuk, az almérők használatánál elengedhetetlen informatikai hátteret vázoljuk fel.

A megjelenítés célja

Az installációknál a mérési pontokból gyűjtött adatokat egyre nehezebb feldolgozni – főként a bőség zavara miatt. A megjelenítés alapvető célja, hogy változó körülmények között is biztosítsuk a folyamatos energiaellátást. A vizualizáció első lépése a fogyasztás nyomon követése, ehhez szükségesek – az előző cikkekben már bemutatott – a megfelelő helyen telepített mérési pontok. Ha már értjük, hogy hol és menynyit fogyasztunk, akkor fogyasztási területekre bonthatjuk a létesítményt: költséget allokálhatunk. A tendenciák felismerését követően a riasztások jelzése a következő lépés: terhelésvezérlés a veszteségek csökkentéséhez, területi áttekintés (pl. terheltség) és fókuszálás a problémás területekre, automatizált vagy központi terhelésvezérlés, például hang- és rádiófrekvenciás körvezérlés (HKV, RKV) főleg a háztartások esetén, míg PLC az irodák és a nagyobb létesítmények számára. Ezután következnek csak a kényelmi funkciók, mint például az esztétikus, könnyen áttekinthető szoftveres felület, az egyszerű navigálás a megjelenítő ablakok között, az energiafelügyeleti rendszerben az adatok szűrése, valamint a részletek felfedése/elrejtése.

Kommunikációs rendszer kiépítése

Napjainkban, amikor minden mindennel kommunikál, a villamosenergia-elosztásban is megjelentek a kommunikációképes készülékek. A funkció a középfeszültségű/kisfeszültségű betáplálási nagy (lég)megszakítóknál bukkant fel először a ‘90-es években, majd az ezredforduló környékén már az öntöttvázas (kompakt) megszakítók is rendelkeztek kommunikációs egységgel, végül 2010 környékén a végelosztásban az utolsó kismegszakítót is fel tudjuk ruházni ilyen tulajdonságokkal. A kommunikációképes almérők ugyan korábban feltűntek, de az igazán hatékony energiamenedzsment-rendszer ott kezdődik, hogy az összes készülékről nem csupán állásjelzéseket (például védelemnél: be- és kikapcsolt, ill. kioldott állapot) kaphatunk, hanem a villamos elosztószekrényben elhelyezett eszközzel vezérelni is tudjuk őket.

Térjünk vissza a megjelenítés mögött található hardveres részre, a kommunikációképes almérőkre. A kommunikációs rendszer bizonyos alkalmazási területeinek bemutatására (társasház, irodaház, gyár) már sor került az előző cikkben. A rendszerbe az alábbi mérőműszerek integrálhatók: impulzus-jeladásra képes mérők, kommunikációképes fogyasztás- és teljesítménymérők és olyan megszakítók, amik kommunikációs egységgel rendelkeznek. Az architektúra kiépítésénél a készülékek esetén hasonlóan meg kell tervezni a kommunikációs vonalat és az energiaellátási részt is. Az épületen belül Ethernet TCP/IP hálózati infrastruktúra van, míg a készülékek Modbus protokollon kommunikálnak. A Modbus kommunikáció vagy a már meglévő rendszer (LON, M-bus, Bacnet és stb.) határozza meg, hogyan kell a rendszert tovább tervezni. A Modbus (RS485) kommunikációs hálózatprotokoll például masterból és slave-ből épül fel. Az előbbiből egy rendszer esetén csak egy lehet, és feladata az, hogy parancsot küld a slave részek számára. A protokoll határozza meg az átviteli sebességet (4800/ 9600/19200 bit/s), azaz hogy milyen gyorsan ér célba a master által küldött csomag. A készülékek száma maximum 32 lehet, ez masterral együtt értendő. A protokoll továbbá definiálja a maximális távolságot, Modbus esetén ez 1300 m, mely távolság jelismétlő nélkül értendő. Az adatok gyűjtése lehet 5, 10, 15, 20 vagy 30 perces időintervallumokban.

Nemcsak a mérési pontokról és a villamos hálózatáról kell szót ejtenünk. A megjelenítés lényege az információgyűjtés és az adatok ábrázolása. Kisebb rendszereknél egy egyszerű számítógépről és egy monitorról beszélhetünk. Nagyobb kiterjedésű létesítményeknél viszont már nagyteljesítményű adatfeldolgozó és különböző megjelenítő eszközök (LED-falak, plazmafalak) segíthetik az üzemeltető munkáját.

Tehát nemcsak a mérési pontok helyes kiválasztása lehet mértékadó egy hatékonyan működő energiamenedzsment-rendszernél, hanem a mögötte húzódó kommunikációs háttér is.

 

A szoftver

A rendszernél először az adatgyűjtést kell megvalósítani. Erről szólt az előző rész, ahol különböző alkalmazásoknál azt mutattuk be, hogyan és hol érdemes mérési pontokat elhelyezni. Ezután következik az adatgyűjtő szoftver alkalmazása, amely lehetővé teszi az adatok megtekintését, azaz az energiaellátás monitorozhatóvá válik. Minőségi szempontból ellenőrizhető a hullámalakok elemzésével, és a rendszer összeomlásakor megvizsgálja annak okait. Mivel az adatgyűjtő rendszer hatalmas információtömeg összegyűjtésére képes, a kivitelezőnek/tulajdonosnak/üzemeltetőnek kell eldöntenie, hogy mely paraméterek lehetnek mértékadók az adott létesítménynél. A rendszer tervezésekor figyelembe kell venni, hogy az ne csak a kor adott technológiai lehetőségeit fedje le, hanem a jövőben is használni, bővíteni lehessen, hiszen jó esetben az ilyen rendszerek fél-egy évtizedig is működhetnek. Egy ilyen rendszer kiépítésének folyamatát jól ábrázolja az 1. ábra.

 

Szoftvertípusok

A szoftvereket és a szokványos energiagazdálkodási módszereket (energiamenedzsment, automatizált eszközök) egyesítve azok maximálisan biztosítják az akár az otthonokat, akár az üzleteket érintő energetikai stratégiákat. Mindezt garantálják az intelligens, célravezető jelentések és a személyre szabott web-alapú kezelőfelületek. Ideális megoldás multinacionális vállalatoktól kezdve irodaházakon és ipari–kereskedelmi épületeken át egészen az egyetemekig, önkormányzati létesítményekig. Három típust különböztethetünk meg:

A villamosenergia-fogyasztás ellenőrzése és kézben tartása nemcsak a fogyasztás csökkentése miatt lehet fontos szempont, hanem például ha egy meghatározott szint (lekötött teljesítmény) alatt kell tartani az energiafogyasztást a büntetéseket elkerülése érdekében. Az áramszolgáltatók előszeretettel élnek ezzel a lehetőséggel, ez ellen úgy védekezhetünk, hogy megmérjük a hatásos és a meddő fogyasztást is. A 3. ábrán ezen fogyasztás nyomon követésnek az egyik ábrázolásmódját láthatjuk. A zöld görbe az összesített hatásos energiafogyasztást (kWh), míg a szürke görbe a meddő energiafogyasztást (kVArh) mutatja. Releváns érték esetén javaslatot tehetünk fázisjavító berendezések, kompenzációs akkumulátorok installálására.

1. Lakossági mérőszoftver

Kiváló választás az energiafelhasználás nyomon követésére és a villamos fogyasztás számlázására a bérlő felé.

 

2. Vállalati szoftver

Könnyen konfigurálható, web-alapú energiamenedzsment-szoftver, mely lehetővé teszi a villamos és más fogyasztások (víz, gáz stb.) felügyeletét az egész létesítményben. Előre meghatározott feltételek szerint teljes statisztikai elemzések készítése lehetséges a gyűjtött adatokról, jelentések készítése a vállalat üzemeltetéséről. Nemcsak felügyeleti készülékek, hanem vezérléstechnikai eszközök esetében is használható.

 

3. Rendszert (gyár, erőmű) kezelő szoftver

Teljesítménymérők és hálózatanalizátorok együttes integrálása az installációba. Hasonlóan rendelkezik az összes előbb említett (vállalati) funkciókkal (web-alapú megjelenítés, jelentés készítése, vezérlés), ezáltal is csökkentve a költségeket és növelve a megbízhatóságot.

 

Szükség lehet nyitott felület létrehozására, ha különböző forrásokból szeretnénk az adatokat gyűjteni a rendszerbe, és nem szabad egy hardvergyártóhoz ragaszkodni. Ugyanez igaz a protokollra, a kommunikációra is. Hogy megértsük a különböző érdekeket, modulok alkalmazása szükséges, azért, hogy az adatokat különböző szemszögből láthassuk. A rendszer lehetővé teszi a kezelőfelület ablakainak konfigurálását akár az internet használatával, ezzel is lehetővé téve a felhasználók számára az egyszerű hozzáférhetőséget a kezelőfelülethez, segítve a gyors döntéshozást. A szoftveres megjelenítésnél 3 szintet különböztethetünk meg: információkat bemutató, üzleti tevékenységgel kapcsolatos szintet, illetve az adatkezelés és integráció szintjét (2. ábra).

A kezelőfelületnek rendelkeznie kell olyan funkciókkal, mint például a készülékek helyeinek meghatározása, megkeresése, szintén interneten keresztül, így a felhasználó által definiált riportok még jobban áttekinthetők. Egyszerűen mutatja a közös jellemzőjű adatokat több szoftveres modullal, ami mögött egy alapszoftvert használ. A szoftvereknél végül, de nem utolsó sorban fontos lehet a jelenlegi információkból algoritmus alapján egy jövőre vonatkozó terhelésbecslés, a jövőbeli trendek prognosztizálása.

 

Kezelőfelületek és grafikonok bemutatása

A következő részben konkrét példákat mutatunk be, középpontba helyezve mind a megjelenítési felületet, mind a felhasználás helyét. Ebben a fejezetben rengeteg illusztrációval próbáljuk segíteni a könnyebb tájékozódást, amiket egy már meglévő energiafelügyeleti szoftver kezelőfelületéről szereztünk be. Személyre szabott böngésző alapú kezelőfelület és további innovatív eszközök segítik a felügyeletet, ellenőrzést és becslést, és végül a szoftverrel ellenőrizhetünk minden fogyasztással kapcsolatos költséget. Költség- és kockázatcsökkentési stratégiákat mutatunk be. Egy rendszert, amely felfedi az installációban rejlő lehetőségeket és azonosítja a jelenlegi problémákat. Foglalkozunk az energiamenedzsment-rendszerrel pénzügyi szempontból is (számlázás, költségelosztás), az energiaköltségek kezelésével és a legfontosabb teljesítménymutatókkal. Ellenőrizzük a fogyasztással kapcsolatos károsanyag-kibocsátásokat, ezzel is bemutatva, hogy a szoftver használatával hogyan tudunk megfelelni az ÜHG (üvegházhatású gázok) követelményeinek.

Ha kommunikációról beszélünk, akkor nem mehetünk el az adatok minősége, megbízhatósága és védelme mellett. Végül betekintést nyújtunk a rendszer adminisztrációjába.

A havi villamos energiafogyasztás nyomon követése és megértése és a különböző épületrészek elosztásának vizualizálása ajánlott. Célszerű a legnagyobb fogyasztású terület(ek)re/berendezés(ek)re fókuszálni. Az 5. ábrán a szobák (piros), a konyha (szürke) és egyéb csoportok (zöld) fogyasztása látható, illetve feltünteti az összfogyasztást is (kék oszlopok).

Kezdjük az elején; az online weboldalon keresztül lehet belépni a rendszerbe, hogy információkat kapjunk az energiafelhasználásunkról, itt láthatóvá válnak számunkra a különböző formátumú jelentések. A belépés biztonságos, felhasználói névvel és jelszóval történik, ha még óvatosabbak szeretnénk lenni, az azonosításnál lehet telefonos vagy más jóváhagyást kérni. A navigálás hasonló, mint a megszokott többi Windows-os felületnél: főmenü az ablak felső részében, nyíl vagy egyéb más szimbólumokkal lehet az ablakok között lépkedni, vagy a legördülő almenüt megjeleníteni. A kezelőfelületen ezután kiválasztható az almenü, ennek megnyitása után például elérhetők a riasztások és a riportok. A jelentések menünél lehetséges a paraméterek beállítása, a figyelt periódus, melyik mérőről és más készülékekről van szó. Létrehozható saját, személyre szabott kezelőfelület, ahol akár a kedvenc jelentésformákat és modulokat is elmenthetjük. A beállításoknál a felhasználói információk (azonosító, név, e-mail cím), a helyszín (ország, város, irányítószám, utca) megadhatóak. További paraméter az épület típusa (lakossági, iroda, gyár), végül a működési idő kezdete, a mért terület nagysága (m2-ben). Oda lehet figyelni a környezetvédelmi kvótákra, beírható a kg CO2 kWh-kénti károsanyag-kibocsátás.

 

Költségcsökkentés

A költségelosztás funkció használatával megtervezhető egy korrekt módon átlátható pénzügyi folyamat. Ez a modul a létesítmény minden egyes részét kezeli. A költségelosztás konfigurációs részén beállíthatók a veszteségek és a vállalat teljes költsége, a közüzemi számlák kiszámításához a különböző tarifák.

Ezek a különböző árak rendelkezésre állnak a vállalat Trend Elemzésénél egy másik eseti lekérdezéshez és jelentéskészítéshez. Épületjelentések tükrözik a hierarchiát, ami alapján a szoftver rendezheti az adatokat, ezután lehetővé teszi az információk csoportosítását bármilyen módon, aminek értelme van.

Ezek a jelentések megmutatják, mind a tényleges, mind a kor- rigált költséget (az elosztott általános célú terület energiafogyasztási része az alapja) és a vezetékveszteséget, valamint a teljes költséget.

Egy másik fontos terület pénzügyi szemszögből a számlázás. Ellenőrizhető a közüzemi számlák helyessége a számított tarifákkal. Megbecsüli a költségeket a számlázási időszak végén, napokkal vagy hetekkel korábban, mielőtt a közüzemi számla valóban megérkezik.

Ugyanazon számlázási tényezőkkel, mint a közüzemi, a szoftver kiszámít minden egyes sort a közüzemi számla felhasználásával gyűjtött adatokkal a saját mérőrendszerrel. A számla-összehasonlító funkció lehetőséget ad, hogy megvizsgáljuk a számlákat oldalról oldalra, a különbségeket nézi a sorok elemeinél a költséget és számlákat befolyásoló tényezőkkel. A szoftver által készített számlákat össze lehet hasonlítani, vagy a kézzel beírt számlákat a közüzemi papírok kimutatásaival. Feljegyzi továbbá az eredményeket a számla-összehasonlításokról jelentéstárolásként.

Az aktuális év fűtéstervezetének felállítása, az energiafogyasztás javítása érdekében érdemes a célkitűzéseket (sárga oszlopok) az elmúlt évek alapján megállapítani. Ellenőrizni kell az energiahatékonysági intézkedéseket és a célok elérését. Az 5. ábrán jól azonosítható, hogy melyik periódusban nem fűtöttek (júniustól szeptemberig). Nagyon látványos a valós idejű teljesítményábrázolás (minden ötödik másodpercben frissülő) egy installációról. Megmutathatja a fűtés, a világítás, a hűtőberendezés és az egyéb készülékek teljesítmény- eloszlását egy kördiagram segítségével. Például a fűtés hatásos teljesítménye 40 kW, a világítás 102, a hűtőszekrény 80, egyéb berendezések pedig 28 kW-ot mutatnak abban a pillanatban, amikor ránézünk. Az ábra segítségével gyorsan leolvasható, hogy a világítás (41%) tette ki a teljesítménydiagram nagy részét.


Károsanyag-kibocsátás nyomon követése

A szoftver károsanyag-kibocsátást követő modulja lehetővé teszi a az energiafelhasználásból számított CO2-kibocsátás pontos beállítását, és ezután az eredményt lebontja éves szintre, energiaszolgáltatások típusaira, forrásokra. A szoftver károsanyag-kibocsátás modulja megmutatja, hogy az egyes létesítmények vagy berendezések hogyan járulnak hozzá a teljes kibocsátáshoz.

A károsanyag-kibocsátás beállításánál több tényezőt is figyelembe kell venni. A pontos károsanyag-kibocsátáskövetés kivitelezhető, még akkor is, ha ez az arány változik az idők során. A károsanyag-kibocsátás számolása a fogyasztás függvényében, a kibocsátási tényezők figyelembe vételével. A károsanyag-kibocsátások számítása a rendszer minden egyes forrásának figyelembe vételével, így ha több épület van jelen, vagy a bérlőnél almérő van, hozzá lehet rendelni a károsanyag-kibocsátást. A károsanyag-kibocsátás modul lehetővé teszi a fogyasztási pontok és tényezők frissítését, hogy azután kiszámolja a teljes CO2-kibocsátást. Nyomon követés és naplózás, hogy a historikus jelentések mindig kiszámolják a károsanyag-kibocsátást, ahogy abban az időszakban konfigurálva vannak. Fontos szempont lehet a karbantartásoknál a károsanyag-kibocsátás pontos nyilvántartása a helyszínen. Beállíthatók az éves célok, majd meghatározható a %-os javulás az előző időszakhoz képest. A szoftver elérhetővé teszi, hogy beállítsuk bármilyen szintre a célokat.

 

További tudnivalók

Rendszeradminisztráció: fogyasztókezelő, engedélyek, tartalomkezelő és más fontos rendszerbeállítások érhetők el a web-alapú adminisztrációs felületen. Az elsődleges rendszer adminisztráció elérhető webes felületen keresztül. A rendszer üzembe helyezésével kapcsolatos feladatok, az adatstruktúrák (hiearchiák) hozzáadása vagy megváltoztatása, mint például az adatimportálás beállítása és az alapvető konfigurációk kezelése az adminisztrációs eszköz segítségével.

A szoftver adatminőség-eszközei felismerik és korrigálják a nullákat és a hiányosságokat. Adatminőségi profilokat lehet létrehozni kifejezetten meghatározott típusok felderítésére, és adott esetben a korrekciós adatok importálása vonatkozásában. Stabil, megbízható adatok a sarokkövei bármely használható szoftvernek. Adatarchiválás, az energiamenedzsment rendszerszolgáltató felelős az adatok tárolásáért és mentéséért.

Adatmentési hiba esetén az impulzusképes mérők interfész modulja képes tárolni az adatokat. Később kiolvashatók ezek az adatok közvetlenül a mérőből, vagy akár a mérő által tárolt értékek küldése újraindítható, amikor a kommunikációs feltételek visszaállnak. Nemcsak a mérők, hanem az átjárók (gateway) is rendelkeznek ezzel a funkcióval. Tárolják a jelentéseket az Ethernet TCP/IP vagy GSM hálózat meghibásodása esetén, és akkor küldik el újra, ha a kommunikáció helyreállt. Az adat-hozzáférhetőség hierarchikus struktúrában jelszóval védhető (megbízhatóság).

A vízfogyasztás minden olyan épület esetén érdekes, ahol fontos költségvetési tétel (például az uszodák, strandok). Ellenőrizni és kontroll alatt kell tartani a vízfogyasztást. A cél a fogyasztások nyomon követése, és ezáltal a vízfogyasztási profil megértése. A potenciálisan magas költségek vagy szivárgások ezáltal könnyen felismerhetők. A 6. ábrán jól látszik, hogy mikor használják tisztálkodásra az emberek a vizet, valamint mikor mosogatnak stb.

A következőkben néhány egyszerű példát mutatunk be, mint például az energiafogyasztási profil vizsgálata, a fűtésteljesítmények összehasonlítása vagy a napi vízfogyasztási profil (3-6. ábra).

A májusi lapszámban – a cikksorozatot lezáró 6. részben – konkrét példákat mutatunk be (társasház, üzleti iroda, üzem) a szoftveres kezelőfelületen keresztül.


Kérjük, szánjon pár pillanatot a cikk értékelésére. Visszajelzése segít a lap és a honlap javításában.

Hasznos volt az ön számára a cikk?

 Igen

 Nem