Smart Metering

Nová koncepce měření, a to nejen spotřeby elektřiny, ale třeba i vody, plynu a jiných médií, je součástí Chytrých sítí (Smart Grids). Čtenářům 3pólu není neznámá - psali jsme o nich v http://www.3pol.cz/index.asp?clanek&view&817. Smart Metering znamená dálkovou obousměrnou komunikaci mezi měřidlem a datovou centrálou. Umožňuje nejen sběr dat z měření, jejich automatické vyhodnocení, ale např. i řízení sítě, připojení a odpojení měřicího místa, informování zákazníka o aktuální spotřebě apod. Týkat se bude zejména domácností a drobných podnikatelů.

Proč Smart Metering
V posledních letech se v Evropě několikrát objevily významné problémy se sítí, resp. problémy s dodávkami elektrické energie. Bezpečnost dodávek se snížila. Průkopníkem v zavádění technologie Smart Metering se stala Itálie, která svůj pilotní projekt zahájila již v roce 2000. Hlavním impulzem pro celoplošný přechod od pouhého měření k řízení byl pro Itálii blackout v roce 2003. Dnes již má Itálie touto technologií osazeno více než 30 milionů měřicích míst. Mezi přínosy nové technologie patří kromě dokonalejšího řízení sítě snížení tzv. obchodních ztrát vzniklých především v důsledku neoprávněných odběrů (krádeží), lepší logistika měřidel a širší nabídka produktů a služeb pro zákazníka.

Příklady přínosů Smart Metering pro běžného zákazníka

• Zajištění vyšší spolehlivosti dodávky.
  
• Širší nabídka produktů – tzv. dynamické tarify. Cena elektrické energie je závislá na aktuální zátěži sítě (Demand Response). Využití dynamických tarifů pak zajistí vyrovnanější a efektivnější vytížení elektráren a snížení špičkové zátěže. A co je důležité – pokud zákazník upraví svou spotřebu v čase, dosáhne i lepší ceny. Obdobnou praxi používají např. telefonní operátoři. Pokud třeba voláte např. po 19 hodině, také to máte levnější…
  
• Pravidelné poskytování informací o aktuální spotřebě (denně, týdně, měsíčně).
  
• Motivace ke zvýšení hospodárnosti při spotřebě.
  
• Propagace tzv. Smart Home, tj. automatického řízení spotřebičů v domácnosti.
  
• Zákazník v systému Smart Metering bude mít k dispozici informaci o spotřebě všech médií (elektřina, plyn, voda, teplo...), a pokud svou spotřebu bude v čase upravovat, dosáhne lepší ceny. Nebo ušetří tím, že zvýší hospodárnost spotřeby.

Sběr dat
Sběr dat obstarávají měřidla a koncentrátory a komunikaci mezi nimi, popř. měřidla řídí přímo datová centrála. Koncentrátor je inteligentní zařízení, ke kterému se dálkově připojí podřízená měřidla. Je přímo spojen s datovou centrálou (viz. obr. celků technologie). Je to ekonomičtější, než připojovat každé měřidlo zvlášť. Pro komunikaci mezi měřidlem a koncentrátorem lze využít např. technologie PLC či RF, díky kterým lze komunikovat v podstatě on-line.

Co je PLC (Power Line Communication)
Tato zkratka označuje přenos dat po elektrické síti. Není to žádná novinka. První využití přenosů dat a povelů po silnoproudých vedeních se uskutečnilo již v šedesátých letech minulého století. V ČR se provozuje dodnes pod názvem HDO (hromadné dálkové ovládání). Využívá se k regulaci odběru elektrické energie a tím k potlačování špiček v odběrovém diagramu. Nízká frekvence na které se HDO provozuje, dostačuje jen na jednoduché povely, ale signál se šíří na desítky i stovky km. Obecným úskalím přenosu dat po elektrické síti je skutečnost, že se zvyšující se frekvencí se sice zvyšuje objem přenášených dat, ale zároveň se zkracuje přenosová vzdálenost.
S úzkopásmovým (narrowband) PLC, který běžně umožňuje komunikaci na stovky metrů a je plně dostačující pro přenos dat z měření, se již moderní technologie vypořádala poměrně dobře.
U širokopásmového (broadband) PLC, který je vhodný pro přenos internetu, videa apod., je na delší vzdálenosti ještě co zlepšovat a překonávat.
Můžeme konstatovat, že využití stávajících energetických rozvodů nízkého napětí pro přenos dat z měřidla do koncentrátoru je velmi elegantním řešením.

Co je RF (Radio Frequency)
Jde o bezdrátovou komunikaci na rádiové frekvenci. Většina aplikací přenosu dat z měření je na volném pásmu. V praxi to znamená, že v případě Smart Metering není nutné žádat o přidělení frekvenčního pásma ani platit jakékoliv poplatky za jeho využívání. Radiová komunikace se v ČR jeví jako nejvhodnější řešení pro společné měření a řízení i dalších médií (plyn, voda, apod.).

Datové přenosy
Celek „datové přenosy“ zajišťuje komunikaci mezi koncentrátory (měřidly) a datovou centrálou. Jde o datové přenosy jak naměřených dat, tak o povely řídící koncentrátory a měřidla (dálkové připojení/odpojení, mimořádné odečty, informace o stavu měřidla/koncentrátoru). Zde se pro přenos nejčastěji využívá GPRS (General Packet Radio Service – mobilní datové spojení), protože jde o přenosy dat na velkou vzdálenost (řádově stovky km).

Datová centrála
Je tvořena informačním systémem, který řídí odečty, validaci (validace znamená kontrolu a „odsouhlasení“ odečtených dat – např. porovnáním předchozího a nového odečtu) a agregaci (úpravu změřených „surových“ dat ve smyslu změny formátů, sumy za období – např. měsíc). Centrála dále monitoruje, udržuje a řídí síť měřidel a koncentrátorů a předává data dalším IT systémům.
Zajišťovat měření v přenosové/distribuční soustavě včetně vyhodnocování je povinností provozovatele přenosové/distribuční soustavy. Datová centrála patří distributorovi, data pak poskytuje dalším oprávněným účastníkům trhu (např. operátorovi trhu s elektřinou, obchodníkům, zákazníkům…).
Datová centrála je systém – tzn. software (program) + hardware (server), sloužící pro zpracování velmi velkého objemu dat.

Smart Metering v ČR
Technologické ověření „chytrého měření“ na území České republiky je již v běhu. Jde však zatím o pilotní projekty známé jen mezi odbornou veřejností. Např. Skupina ČEZ provozuje cca 2000 měřicích míst v okolí Hradce Králové, E.ON testuje na jihu Moravy cca 4000 míst.