44
учет электроэнергии
Обзор функциональности
интеллектуальных приборов
учета электроэнергии «МИРТЕК»
с комбинированным GSM-модулем
с поддержкой GPRS и NB-IoT
С целью реализации Постановления Правительства РФ № 890 (ППРФ) про
-
дуктовая линейка группы компаний «МИРТЕК» — ведущего российского раз
-
работчика и производителя интеллектуальных систем учета — пополнилась
однофазными и трехфазными счетчиками со встроенными (или сменными)
модулями связи на основе стандартов GPRS и NB-IoT. Решение является уни
-
версальным и позволяет гарантирующим поставщикам и сетевым организаци
-
ям перейти на интеллектуальный учет, соответствующий требованиям ППРФ
№ 890, используя существующую инфраструктуру операторов сотовой связи.
Ф
едеральный закон №522-ФЗ о разви-
тии систем интеллектуального учета
электроэнергии (ИСУЭ) поставил пе-
ред энергетиками новые задачи.
Автоматизированные информационно- из-
ме рительные системы учета электроэнергии
(АИИС КУЭ) предыдущего поколения выполня-
ли измерения и передачу данных о потребле-
нии только за расчетный коммерческий период,
передача вспомогательных параметров (под-
робные профили потребления и др.) осущест-
влялась при необходимости, а параметры каче-
ства электрической энергии не фиксировались
и не передавались вовсе.
Сейчас требования стали шире, доба-
вились не только необходимость измере-
ния параметров качества электроэнергии
и передача широкого набора данных на уро-
вень информационно- вычислительного ком-
плекса (ИВК), но и предоставление доступа
к этой информации конечному потребителю
в Личный кабинет в круглосуточном режиме.
И если в части метрологических характери-
стик приборов учета требования достаточ-
но фиксированы, определены стандартами
и отраслевыми документами, то средства
и технологии передачи данных вызывают
ряд предположений, в каком именно направ-
лении будет идти развитие ИСУЭ в целом на
территории РФ.
ДРАЙВЕРЫ И БАРЬЕРЫ
Одним из перспективных направлений раз-
вития ИСУЭ и других ресурсов ГК «МИРТЕК»
считает использование каналов передачи ин-
формации, создаваемых на основе сетей пере-
дачи данных операторов сотовой связи. Этому
способствуют сразу несколько факторов: широ-
кая зона покрытия территорий, где применение
ИСУЭ особенно эффективно, поскольку в по-
давляющем большинстве случаев потребле-
ние электроэнергии и других ресурсов связано
с человеческой деятельностью, а человеческая
деятельность подразумевает использование
современных средств сотовой связи; стандар-
тизация и унификация технологических реше-
ний для построения каналов передачи данных
на основе сотовых сетей; невысокая стоимость
и простота подключения к сети. Объем данных,
передаваемых от счетчиков электроэнергии
в ИВК, составляет незначительную долю от
общего трафика сетей сотовой связи. Таким
образом, масштабное использование приборов
учета с интерфейсами GPRS/NB-IoT не вызо-
вет перегрузок существующей телекоммуника-
ционной инфраструктуры сотовых сетей связи,
даже если выполнять оценку загрузки каналов
из расчета: один «умный» счетчик на одного
жителя России.
Развертывание собственных технологиче-
ских сетей связи многие энергетики считают
Черкашин Д. П.,
начальник отдела технической поддержки ГК «МИРТЕК»
45
экономически
обоснованным.
Основной аргумент — отсут-
ствие необходимости оплачи-
вать операторам связи трафик
каждого счетчика.
В качестве основных решений
на рынке для создания собствен-
ных технологических сетей пред-
ставлены: mesh-сети на основе
технологии ZigBee, различные
LPWAN-сети на базе технологии
LoRa, использование модулей
связи для частот ISM-диапазона.
Все современные стандарты
и технологии беспроводной пе-
редачи информации также реа-
лизованы в приборах учета и ка-
налообразующем оборудовании
ГК « МИРТЕК».
Для корректной работы сети
на основе беспроводных кана-
лов связи выполняется предпро-
ектное обследование конкрет-
ной местности для построения
оптимальной инфраструктуры:
выбор мест установки и количе-
ства шлюзов и ретрансляторов
(для mesh-сетей), базовых стан-
ций (для сетей LPWAN), выбор
типов внешних антенн прибо-
ров учета и т. д. При этом часто
не учитывается, что канало-
образующее и вспомогательное
оборудование необходимо под-
держивать в работоспособном
состоянии, периодически выпол-
нять техническое обслужива-
ние и мероприятия по развитию
сети, корректировке частотных
планов и т. д. Все это формиру-
ет дополнительные материаль-
ные затраты, которые не всегда
можно точно оценить на момент
принятия решения о создании
собственной инфраструктуры
для передачи данных.
Таким образом, будущее NB-
IoT в электроэнергетике пред-
ставляется достаточно про-
зрачным, и технология логично
занимает свое место в инфра-
структуре «интеллектуальных»
сетей. В рамках цифровой транс-
формации идет постепенный от-
каз от устаревающих технологий,
обслуживание которых дорого
обходится отраслевым предпри-
ятиям. Общероссийские операто-
ры сотовой связи в перспективе
модернизируют существующие
системы передачи данных GPRS
в ближайшие 5–7 лет из-за нера-
МИРТЕК-12-РУ в корпусе W9 с комбинированным модулем GPRS/NB-IoT
МИРТЕК-12-РУ в корпусе D1 с комбинированным модулем GPRS/NB-IoT
№ 1 (70) 2022
46
ционального использования выделенных под них ра-
диочастот. Вероятнее всего, конвергенция сетей сото-
вой связи приведет к полной замене стандарта GPRS
на пакетную передачу разнородного трафика в сетях
4G и 5G.
В ответ на развитие технологий сотовой связи
группа компаний «МИРТЕК» добавила технологию
NB-IoT в свой портфель решений.
Несмотря на ряд очевидных преимуществ, рас-
пространение NB-IoT за пределами крупных горо-
дов ограничено: базовые GSM-станции, выпущен-
ные ранее 2015 года, не поддерживают стандарт
NB-IoT и нуждаются в аппаратном обновлении. Груп-
па компаний «МИРТЕК» предлагает универсаль-
ное решение — приборы учета с комбинированным
GSM-модулем: GPRS и NB-IoT.
ПРИБОРЫ УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
С NB
-
IOT/GPRS ДЛЯ БЫТОВОГО СЕКТОРА
Опыт установки организациями- партнерами при-
боров учета с комбинированным GSM-модулем
показал, что решение особенно выгодно в услови-
ях точечной замены счетчиков — когда, к примеру,
в жилом многоквартирном доме истек срок поверки
у 10–15 абонентов. Развертывание полноценной ин-
фраструктуры в конкретном случае приведет к зна-
чительным и не всегда обоснованным затратам. Ре-
шение от «МИРТЕК» позволяет установить в прибор
учета SIM-карту любого оператора, ввести счетчик
в систему и опрашивать его через NB-IoT/GPRS-
модем. У счетчиков 2 слота под SIM-карты с настрой-
кой приоритета, они могут работать как в серверном
режиме, так и в режиме клиента. Для режима клиен-
та разработано собственное программное обеспече-
ние M2MServer, основанное на технологии Machine-
to- Machine. Оно обеспечивает передачу данных
между сервером и счетчиками, комплектующимися
SIM-картами с динамическим IP.
Одна из самых востребованных моделей — одно-
фазный прибор учета электроэнергии МИРТЕК-12-
РУ-W9 в традиционном круглом корпусе. Он монтиру-
ется в учетно- распределительный щиток и подходит
для замены индукционного счетчика, не требуя на-
ращивания проводников и крепежного места. Еще
одно преимущество — наличие сменной батарейки
и встроенного реле управления нагрузкой.
В зависимости от варианта исполнения счетчик
может быть оснащен интерфейсами связи:
– GSM/GPRS, GPRS/NB-IoT;
– проводной RS-485;
– радио 433 МГц, 2400 МГц, ZigBee.
Аналогичный по функциональности однофазный
счетчик МИРТЕК-12-РУ-D1 производится в корпусе
для установки на DIN-рейку. Его отличает форм-
фактор, компактность и дополнительная возмож-
ность подключения внешней антенны для улучшения
качества связи (например, при установке прибора
учета в металлический шкаф).
Одно- и трехфазные приборы учета «МИРТЕК»
исполнения SPLIT предназначены для наружной
установки и монтируются на опору линии электро-
передачи с подключением к отводящим силовым
проводам абонентский линии. Дополнительно ком-
плектуются модулем отображения информации
с возможностью индикации показаний. Все испол-
нения SPLIT-счетчиков поддерживают интерфейсы
связи:
– GSM/GPRS, GPRS/NB-IoT;
– радио 433 МГц, 2400 МГц, ZigBee.
В трехфазных счетчиках МИРТЕК-32-РУ-W32 ре-
ализованы такие технические возможности, как:
1) инициативная передача данных с возможностью
настройки списка событий, интересующих сете-
вую компанию, и выбора времени получения опо-
вещений;
2) отправка SMS-сообщений, оповещающих опера-
тора о тревожном событии (вскрытие электрон-
ной пломбы, воздействие сверхнормативного
магнитного поля и др.). Действие функции рас-
пространяется на 2 телефонных номера.
W32 прямого включения может самостоятельно
по расписанию коммутировать реле и управлять на-
ружным освещением в небольшом населенном пун-
кте. Для автоматизированного сбора данных исполь-
зуются интерфейсы связи:
– GSM/GPRS, GPRS/NB-IoT, LTE/GPRS, опцио-
нально могут быть оснащены проводным интер-
фейсом RS-485 и модулем ГЛОНАСС/GPS;
– радио 433 МГц, 2400 МГц, ZigBee;
– проводные Ethernet, RS-485.
Стоит отметить, что GSM/GPRS решения еще
актуальны, но в ближайшем будущем на смену при-
дут NB-IoT и LTE Cat.1. Первый — для малопотре-
бляющих/малопередающих устройств в населенных
пунктах, второй — для передачи большего объема
данных устройств Интернета вещей (IoT).
Пока что производство приборов учета с модуля-
ми LTE Cat.1 сдерживают текущие цены на комплек-
тующие. Со снижением стоимости «МИРТЕК» плани-
рует выпуск счетчиков с поддержкой LTE Cat.1.
Группа компаний «МИРТЕК» с 2006 года занима-
ется разработкой и производством оборудования,
необходимого для построения ИСУЭ: умные счет-
чики, промежуточные устройства передачи данных
для многоуровневых систем, программное обе-
спечение верхнего уровня. Представленная в ста-
тье продукция внесена в Государственный реестр
средств измерений РФ и имеет соответствующие
свидетельства об утверждении типа средств изме-
рений.
Р
УЧЕТ
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
ГК «МИРТЕК»
г. Ставрополь,
ул. Доваторцев, 33А
+7 8652 99 12 10, +7 8652 99 12 20
mirtekgroup.com
Оригинал статьи: Обзор функциональности интеллектуальных приборов учета электроэнергии «МИРТЕК» с комбинированным GSM-модулем с поддержкой GPRS и NB-IoT
С целью реализации Постановления Правительства РФ № 890 (ППРФ) продуктовая линейка группы компаний «МИРТЕК» — ведущего российского разработчика и производителя интеллектуальных систем учета — пополнилась однофазными и трехфазными счетчиками со встроенными (или сменными) модулями связи на основе стандартов GPRS и NB-IoT. Решение является универсальным и позволяет гарантирующим поставщикам и сетевым организациям перейти на интеллектуальный учет, соответствующий требованиям ППРФ № 890, используя существующую инфраструктуру операторов сотовой связи.
Черкашин Д. П., начальник отдела технической поддержки ГК «МИРТЕК»
Федеральный закон № 522-ФЗ о развитии систем интеллектуального учета электроэнергии (ИСУЭ) поставил перед энергетиками новые задачи.
Автоматизированные информационно-измерительные системы учета электроэнергии (АИИС КУЭ) предыдущего поколения выполняли измерения и передачу данных о потреблении только за расчетный коммерческий период, передача вспомогательных параметров (подробные профили потребления и др.) осуществлялась при необходимости, а параметры качества электрической энергии не фиксировались и не передавались вовсе.
Сейчас требования стали шире, добавились не только необходимость измерения параметров качества электроэнергии и передача широкого набора данных на уровень информационно-вычислительного комплекса (ИВК), но и предоставление доступа к этой информации конечному потребителю в Личный кабинет в круглосуточном режиме. И если в части метрологических характеристик приборов учета требования достаточно фиксированы, определены стандартами и отраслевыми документами, то средства и технологии передачи данных вызывают ряд предположений, в каком именно направлении будет идти развитие ИСУЭ в целом на территории РФ.
ДРАЙВЕРЫ И БАРЬЕРЫ
Одним из перспективных направлений развития ИСУЭ и других ресурсов ГК «МИРТЕК» считает использование каналов передачи информации, создаваемых на основе сетей передачи данных операторов сотовой связи. Этому способствуют сразу несколько факторов: широкая зона покрытия территорий, где применение ИСУЭ особенно эффективно, поскольку в подавляющем большинстве случаев потребление электроэнергии и других ресурсов связано с человеческой деятельностью, а человеческая деятельность подразумевает использование современных средств сотовой связи; стандартизация и унификация технологических решений для построения каналов передачи данных на основе сотовых сетей; невысокая стоимость и простота подключения к сети. Объем данных, передаваемых от счетчиков электроэнергии в ИВК, составляет незначительную долю от общего трафика сетей сотовой связи. Таким образом, масштабное использование приборов учета с интерфейсами GPRS/NB-IoT не вызовет перегрузок существующей телекоммуникационной инфраструктуры сотовых сетей связи, даже если выполнять оценку загрузки каналов из расчета: один «умный» счетчик на одного жителя России.
Развертывание собственных технологических сетей связи многие энергетики считают экономически обоснованным. Основной аргумент — отсутствие необходимости оплачивать операторам связи трафик каждого счетчика.
В качестве основных решений на рынке для создания собственных технологических сетей представлены: mesh-сети на основе технологии ZigBee, различные LPWAN-сети на базе технологии LoRa, использование модулей связи для частот ISM-диапазона. Все современные стандарты и технологии беспроводной передачи информации также реализованы в приборах учета и каналообразующем оборудовании ГК « МИРТЕК».
Для корректной работы сети на основе беспроводных каналов связи выполняется предпроектное обследование конкретной местности для построения оптимальной инфраструктуры: выбор мест установки и количества шлюзов и ретрансляторов (для mesh-сетей), базовых станций (для сетей LPWAN), выбор типов внешних антенн приборов учета и т. д. При этом часто не учитывается, что каналообразующее и вспомогательное оборудование необходимо поддерживать в работоспособном состоянии, периодически выполнять техническое обслуживание и мероприятия по развитию сети, корректировке частотных планов и т. д. Все это формирует дополнительные материальные затраты, которые не всегда можно точно оценить на момент принятия решения о создании собственной инфраструктуры для передачи данных.
Таким образом, будущее NB-IoT в электроэнергетике представляется достаточно прозрачным, и технология логично занимает свое место в инфраструктуре «интеллектуальных» сетей. В рамках цифровой трансформации идет постепенный отказ от устаревающих технологий, обслуживание которых дорого обходится отраслевым предприятиям. Общероссийские операторы сотовой связи в перспективе модернизируют существующие системы передачи данных GPRS в ближайшие 5–7 лет из-за нерационального использования выделенных под них радиочастот. Вероятнее всего, конвергенция сетей сотовой связи приведет к полной замене стандарта GPRS на пакетную передачу разнородного трафика в сетях 4G и 5G.
В ответ на развитие технологий сотовой связи группа компаний «МИРТЕК» добавила технологию NB-IoT в свой портфель решений.
Несмотря на ряд очевидных преимуществ, распространение NB-IoT за пределами крупных городов ограничено: базовые GSM-станции, выпущенные ранее 2015 года, не поддерживают стандарт NB-IoT и нуждаются в аппаратном обновлении. Группа компаний «МИРТЕК» предлагает универсальное решение — приборы учета с комбинированным GSM-модулем: GPRS и NB-IoT.
ПРИБОРЫ УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С NB-IOT/GPRS ДЛЯ БЫТОВОГО СЕКТОРА
Опыт установки организациями-партнерами приборов учета с комбинированным GSM-модулем показал, что решение особенно выгодно в условиях точечной замены счетчиков — когда, к примеру, в жилом многоквартирном доме истек срок поверки у 10–15 абонентов. Развертывание полноценной инфраструктуры в конкретном случае приведет к значительным и не всегда обоснованным затратам. Решение от «МИРТЕК» позволяет установить в прибор учета SIM-карту любого оператора, ввести счетчик в систему и опрашивать его через NB-IoT/GPRS-модем. У счетчиков 2 слота под SIM-карты с настройкой приоритета, они могут работать как в серверном режиме, так и в режиме клиента. Для режима клиента разработано собственное программное обеспечение M2MServer, основанное на технологии Machine-to- Machine. Оно обеспечивает передачу данных между сервером и счетчиками, комплектующимися SIM-картами с динамическим IP.
Одна из самых востребованных моделей — однофазный прибор учета электроэнергии МИРТЕК-12-РУ-W9 в традиционном круглом корпусе. Он монтируется в учетно-распределительный щиток и подходит для замены индукционного счетчика, не требуя наращивания проводников и крепежного места. Еще одно преимущество — наличие сменной батарейки и встроенного реле управления нагрузкой.
В зависимости от варианта исполнения счетчик может быть оснащен интерфейсами связи:
- GSM/GPRS, GPRS/NB-IoT;
- проводной RS-485;
- радио 433 МГц, 2400 МГц, ZigBee.
Аналогичный по функциональности однофазный счетчик МИРТЕК-12-РУ-D1 производится в корпусе для установки на DIN-рейку. Его отличает формфактор, компактность и дополнительная возможность подключения внешней антенны для улучшения качества связи (например, при установке прибора учета в металлический шкаф).
Одно- и трехфазные приборы учета «МИРТЕК» исполнения SPLIT предназначены для наружной установки и монтируются на опору линии электропередачи с подключением к отводящим силовым проводам абонентский линии. Дополнительно комплектуются модулем отображения информации с возможностью индикации показаний. Все исполнения SPLIT-счетчиков поддерживают интерфейсы связи:
- GSM/GPRS, GPRS/NB-IoT;
- радио 433 МГц, 2400 МГц, ZigBee.
В трехфазных счетчиках МИРТЕК-32-РУ-W32 реализованы такие технические возможности, как:
1) инициативная передача данных с возможностью настройки списка событий, интересующих сетевую компанию, и выбора времени получения оповещений;
2) отправка SMS-сообщений, оповещающих оператора о тревожном событии (вскрытие электронной пломбы, воздействие сверхнормативного магнитного поля и др.). Действие функции распространяется на 2 телефонных номера.
W32 прямого включения может самостоятельно по расписанию коммутировать реле и управлять наружным освещением в небольшом населенном пункте. Для автоматизированного сбора данных используются интерфейсы связи:
- GSM/GPRS, GPRS/NB-IoT, LTE/GPRS, опционально могут быть оснащены проводным интерфейсом RS-485 и модулем ГЛОНАСС/GPS;
- радио 433 МГц, 2400 МГц, ZigBee;
- проводные Ethernet, RS-485.
Стоит отметить, что GSM/GPRS решения еще актуальны, но в ближайшем будущем на смену придут NB-IoT и LTE Cat.1. Первый — для малопотребляющих/малопередающих устройств в населенных пунктах, второй — для передачи большего объема данных устройств Интернета вещей (IoT).
Пока что производство приборов учета с модулями LTE Cat.1 сдерживают текущие цены на комплектующие. Со снижением стоимости «МИРТЕК» планирует выпуск счетчиков с поддержкой LTE Cat.1.
Группа компаний «МИРТЕК» с 2006 года занимается разработкой и производством оборудования, необходимого для построения ИСУЭ: умные счетчики, промежуточные устройства передачи данных для многоуровневых систем, программное обеспечение верхнего уровня. Представленная в статье продукция внесена в Государственный реестр средств измерений РФ и имеет соответствующие свидетельства об утверждении типа средств измерений.