Обзор функциональности интеллектуальных приборов учета электроэнергии «МИРТЕК» с комбинированным GSM-модулем с поддержкой GPRS и NB-IoT

Page 1
background image

Page 2
background image

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»


Page 3
background image

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


Page 4
background image

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

infotd@mirtekgroup.ru

mirtekgroup.com


Читать онлайн

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.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 2(71), март-апрель 2022

О предельных значениях отклонения частоты напряжения генерирующих установок ТЭЦ и гистограммах ее распределения

Учет электроэнергии / Тарифообразование / Качество электроэнергии
Тукшаитов Р.Х. Семенова О.Д. Иванова В.Р.
Спецвыпуск «Россети» № 1(24), март 2022

Эффективность различных мероприятий по повышению качества электрической энергии

Учет электроэнергии / Тарифообразование / Качество электроэнергии
Тимур Данник, Виктория Дубровская (АО «Россети Тюмень» Сургутские электрические сети)
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 6(69), ноябрь-декабрь 2021

Нормативные проблемы разработки схем выдачи мощности электростанций на базе возобновляемых источников энергии

Возобновляемая энергетика / Накопители Учет электроэнергии / Тарифообразование / Качество электроэнергии
Дворкин Д.В. Антонов А.А. Кошкин И.Ю.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»