ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ ДЛЯ ЖИЛОГО ФОНДА

Когда говорят про интернет вещей для жилого фонда обычно подразумевают, что в квартире или доме все умные электроприемники управляются общей интеллектуальной системой. Все инновации, применяемые в быту направленны в первую очередь на повышение комфорта и уровня жизни людей.

Однако с энергетической точки зрения интернет вещей в быту, как и в других сферах, например, медицины или промышленности, имеет огромный потенциал. Так при грамотном управлении электроприемниками, можно снизить пиковые нагрузки на квартиру, а это в свою очередь дает возможность при проектировании и модернизации электросети, рассчитывать ее на более низкие нагрузки.

В условиях экономической ситуации в Беларуси, в жилом секторе нет возможности провести глобальную реструктуризацию энергосистем, пересадить всех пользователей с обычных электроприборов на «умные». Это и не совсем целесообразно делать, так как экономической выгоды в этом не будет никакой. Куда более разумным шагом будет замена всех счетчиков на умные.

Традиционные электрические счётчики измеряют только общее количество потреблённой электрической энергии и не предоставляют информации о том, когда произошло потребление. Интеллектуальные счётчики являются экономичным средством для получения подобной информации, позволяя ценорегулирующим организациям вводить дифференцированные тарифы на потребление в зависимости от времени суток и времени года и проводить мониторинг потребления и, следовательно, управлять потреблением, снижая излишний расход ресурсов. Наиболее полезно для энергосбережения снижение ненужного потребления ресурсов конечными потребителями. Известно, что снижение потребления на 1 кВтч у конечного потребителя экономит до 4-5 кВтч энергии у производителя.

В качестве альтернативы традиционным счетчикам можно использовать уже готовые решения, на базе технологии PowerLine HomePlug AV.  Суть заключается в том, что частотный DSP-процессор преобразовывает информацию об электропотреблении определенного потребителя и сигнал можно передавать непосредственно по силовым электрическим коммуникациям. Однако такого метода есть несколько недостатков:

• Пропускная способность сети по электропроводке делится между всеми её участниками (используется топология сети «общая шина»). А учитывая узкий диапазон доступных частот, на которых работает передача PowerLine, при подключении жилого микрорайона, на каждую отдельную квартиру может не хватить рабочих частот.
•  На качество, скорость и надёжность связи оказывают отрицательное влияние электробытовые приборы (энергосберегающие лампы, импульсные блоки питания, зарядные устройства, выключатели освещения и т. п. и т. д.). В результате наблюдается снижение скорости от 5 до 50 %.
• Крайне чувствительна для радиочастот.

Для устранения недостатков необходимо усовершенствовать конструкцию:

1) Можно объединять информацию об электропотреблении нескольких квартир или всего дома, с возможностью последующего разложения информации непосредственно в пункте производства электроэнергии.

2) Для уменьшения потерь, необходимо устанавливать репитеры которые будут фиксировать изменения сигнала и либо исправлять его, либо дополнять основную информацию, информацией об изменении сигнала. Так же можно отправлять информацию с репитера напрямую поставщику электроэнергии. Например, каждый дом оборудовать оптоволоконными линиями и коммутационным оборудованием. Можно, собрав информацию о каждой отдельной квартире, конвертировать сигнал в оптический и отправлять поставщику электроэнергии.

Для строящихся микрорайонов можно сразу встраивать умные розетки и закладывать их стоимость в цену жилья. Умные розетки имеют подключение к сети и могут свободно отправлять большие массивы данных о потреблении электроэнергии напрямую поставщику.

Кроме счетчиков на базе PowerLine HomePlug AV существует огромное количество систем контроля и мониторинга потребления электроэнергии, которые получая данные, отправляют их непосредственно сразу через WI-FI сеть. Однако такие счетчики дороже, сложнее в установке и были бы предпочтительнее для установки в новых или в частных домах.

Эффект от внедрения инновационных систем контроля и мониторинга потребления электроэнергии неоценим. Точные почасовые данные позволят снизить тарифную ставку. Так же, при увеличении частоты снятия показаний, можно получать огромные массивы данных, которые можно использовать для обучения нейронных сетей, которые позволят повысить КПД электростанции и так же снизить цену на электричество.

Список литературы:

1. Для чего нужны «умные» счетчики [Электронный ресурс] // Хабр. – 2020. Режим доступа: https://habr.com/ru/post/496336/. – Дата доступа: 05.05.2021.
2. Разработка элементов Smart Grid для оптимизации режимов районных сетей / Л. М. Абд Али, Х. А. Исса // Молодой ученый. – 2014 – Т. 1000, № 8.- С. 117 – 120.
3. Что такое DSP процессор? [Электронный ресурс] // Drive2. – 2019. Режим доступа: https://www.drive2.ru/o/b/528385706964289817/. – Дата доступа: 11.05.2021.
4. Интернет вещей [Электронный ресурс] // PWC | Россия. – 2021. Режим доступа: https://www.pwc.ru/IoT. – Дата доступа: 30.03.2021.
5. Open ML model for smart grid modeling [Электронный ресурс] / GitHab. – 2020. Режим доступа: https://github.com/upb-lea/openmodelica-microgrid-gym. – Дата доступа: 15.03.2021.