Aktuální vydání

celé číslo

07

2019

Řízení dopravy a budov

celé číslo

Dálkové odečty čeká rychlý rozvoj

Pro současné výrobce a distributory elektrické energie, plynu, vody, dálkového tepla atd. je důležité nejen dosáhnout minimálních nákladů na jedno měřicí místo v distribuční soustavě, ale také získat informace o chování zákazníka. Rostoucí cena médií vyvolává tlak na měření veličin ovlivňujících kvalitu dodávky zákazníkům. Mezi další důvody pro zavedení dálkových odečtů patří:
  • možnost dynamického plánování a bilance,
  • zjištění kvality dodávaného média v místě obchodního styku se zákazníkem,
  • možnost zpětného ovlivnění kvality distribuovaného média,
  • odstranění nefakturovaných odběrů,
  • možnost omezení dodávky neplatícím zákazníkům,
  • identifikace pokusů o ovlivnění správnosti měření,
  • možnosti řízení odběrů u zákazníků (a tím optimalizace výroby a dodávky médií),
  • vytváření předplacených služeb,
  • rychlá identifikace poruchy.

Distribuční elektrická soustava

Podle chování distributorů, správců průmyslových parků či obchodníků je zřejmé, že právě v oblasti elektrických distribučních sítí se již nyní o dálkových odečtech velmi intenzivně uvažuje. Systém pro řízení distribuční sítě je tudíž vhodné vybudovat jako základní. Ostatní média lze později jednoduše přidat. Podívejme se blíže na fungování nízkonapěťové elektrické soustavy. Distribuční společnost obsluhuje stovky tisíc odběratelů, avšak z jednoho nízkonapěťového distribučního transformátoru jsou napájeny maximálně stovky domácností a malých odběratelů. Systém se tedy rozpadá na mnoho izolovaných ostrůvků s přesně známým počtem odběratelů.
Systém ISAR (Intelligent System for Automated Reading), který nedávno představila společnost ModemTec, je navržen jako víceúrovňový (obr. 1):
  1. Základní úrovní je obsluha měřeného bodu (elektroměru, vodoměru apod.).
  2. Měřeným bodům je nadřazen koncentrátor, umístěný v blízkosti transformovny. Mezi těmito vrstvami jsou přenášena data po elektrické síti – PLC (Power Line Carrier). K přenosu dat z koncentrátoru do nadřazeného agregačního koncentrátoru jsou používány veřejné nebo privátní datové sítě.
  3. Agregační koncentrátor vykonává správu většího území. Jednou z jeho základních funkcí je organizování trasy přenosu po elektrické síti. Je určen k nastavení případných opakovačů. Takto je možné efektivně řídit manipulace (přepnutí měřeného místa na jiný zdroj) v nízkonapěťové soustavě nebo mřížové sítě (vícezdrojové napájení soustavy nn). Dále vyhodnocuje diagnostické signály od všech podřízených vrstev.
  4. Centrální systém zajišťuje propojení mezi dalšími systémy zákazníka, jako jsou např. účetní a fakturační systémy, systémy řízení provozu, informační systémy apod. Jeho součástí je kontrolní a řídicí systém detekující nežádoucí stavy na síti. Systém se rovněž využívá k samotnému řízení dálkových odečtů a spotřeby.
Systém ISAR je schopen měřit, řídit a sledovat kvalitu dodávané elektrické energie v administrativních oblastech, průmyslových parcích, městech, na venkově i na velmi rozsáhlých územích, jako jsou celé kraje nebo státy. Jeho potenciálními uživateli jsou dodavatelé elektrické energie koncovému spotřebiteli. 
Pro automatizované dálkové odečty systém ISAR využívá úzkopásmové přenosy PLC, jež plně vyhovují všem evropským harmonizovaným normám. Díky nim lze data spolehlivě přenášet z celé oblasti pokryté distribučním transformátorem, a to i v silně zarušeném prostředí. Tuto metodu je možné použít vzhledem k tomu, že maximální délka nízkonapěťového vedení z transformovny v převážné většině nepřekračuje 2 až 3 km; tato vzdálenost je vzhledem k parametrům použitých komunikačních jednotek (obr. 2) bez problémů překonatelná. Nedílnou součástí systému je také zabezpečení přenášených dat a odolnost proti jeho případnému narušení.
 

Vodárenská síť

Pro vodárenské společnosti se jako velmi zajímavá jeví možnost bilančního odečtu dodávky vody do místa spotřeby. Při rozvodu se průměrně ztratí 23 % pitné vody. Vzhledem k tomu, že cena vody ve velmi krátké době podstatně vzroste (začnou platit standardy EU), je odstranění ztráty s využitím odečtu velmi výhodné.
Budou-li se bilance provádět např. každou hodinu, systém bude velmi dynamicky identifikovat poruchy na rozvodech pitné vody. Ve spolupráci s distribučními společnostmi se momentálně hledají další možné funkce měřicího bodu (např. možnost ovlivňovat měření, zjišťovat směr proudění, snímat tlak vody atd.).
Ke snížení ztrát vede také optimalizace tlakových poměrů v potrubích, např. snížení tlaku v nočních hodinách. Cena vody a její globální nedostatek možná způsobí, že právě vodárenské společnosti začnou budovat systém odečtů velmi brzy. U vodárenských systémů je nutné vyřešit obsluhu měřicích bodů, které leží mimo občanskou zástavbu.
 

Plynárenská síť

Zajímavá je situace ohledně dodávek plynu. Podle platných zákonů musí být každý spotřebič, který je napájen ze středotlakového rozvodu plynu, a každý větší spotřebič napájený z nízkotlakového rozvodu vybaven plynoměrem s průběhovým měřením a přenosem dat do distribučního velínu. Vzhledem k vysoké ceně technického řešení toto nařízení distributoři obcházejí. Existují zákonné směrnice určující postupy a způsoby řešení. Lze očekávat, že dominovat bude vliv zavedení měsíčních fakturačních odečtů, které se používají u jiných médií.
Z hlediska řešení měřicího bodu, tedy stanovení jeho vlastností, jsou odborníci teprve na počátku. Již nyní je zřejmé, že vedle průtoku plynu je třeba měřit jeho tlak, popř. i teplotu. Vzhledem k tomu, že je plyn stlačitelný, je třeba pro stanovení jeho spotřeby měřit více parametrů. Velmi nadějnou se tak jeví varianta osazení měřicích míst jednoduchými snímači koncentrace plynu.
 

Rozvod tepla

Teplárenské společnosti již dávno uvažují o možnostech, jak získávat informace o spotřebě tepla. Při každé rekonstrukci rozvodů se snaží obsloužit co největší počet patních měřidel. Pro uplatnění dálkových odečtů a měření přicházejí v úvahu v zásadě dvě místa v rozvodu. První možností je měřit spotřebu při dodávce tepla a teplé vody na patě domu. Jestliže má dům předávací stanici, je třeba řešit parametrizaci této domovní (bytové) předávací stanice a měření toku studené vody do uvedené stanice.
Vzhledem k růstu cen energií je velmi zajímavé měření u každého spotřebiče. Jednoduché systémy rozpočítávání nákladů jednak nepřinášejí z hlediska národního hospodářství úspory a jednak komplikují občanské soužití. Jednoznačným trendem, jakožto další možností, je obchodní měření v místě spotřeby. Tak lze postupovat v novostavbách, ale ve starší zástavbě, kde jsou rozvody již hotové, je třeba měřit u každého spotřebiče (radiátoru). Cena měřičů tepla velmi výrazně klesá a v dosti blízké budoucnosti bude na úrovni dnešních poměrových měřidel. Součastně nastupuje výrazný trend ochrany soukromí, který také otevírá cestu k provádění dálkových odečtů.
 

Závěrem

Doba, kdy dálkové odečty a řízení sítě budou naprosto běžné, se velmi rychle přibližuje. Společnosti, které využijí veškeré přednosti automatizovaných systémů pro sběr dat co nejdříve, mohou počítat s nezanedbatelnou konkurenční výhodou.
 
Ing. Jiří Zaorálek,
Ing. Bedřich Beneš,
ModemTec s. r. o.
 
Obr. 1. Automatizované odečty prostřednictvím přenosu dat po nízkonapěťové síti
Obr. 2. Komunikační jednotka pro přenosy PLC je integrována přímo do elektroměru
 
ModemTec s. r. o.
Oldřichovice 738, 739 61 Třinec
tel./fax: (+420) 558 324 799