Mô hình mạng mắt lưới không dây để ghép nối với hệ thống đọc tự động chỉ số công tơ

Công ty điện lực Israel (Israel Electric Company - IEC) đã quyết định nghiên cứu một hệ thống dựa trên mạng cảm biến không dây (Wireless Sensor Network - WSN) để nâng cao kết quả hoạt động bằng cách áp dụng AMR không dây và theo dõi theo thời gian thực.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô hình mạng mắt lưới không dây để ghép nối với hệ thống đọc tự động chỉ số công tơ Mô hình mạng mắt lưới không dây để ghép nối với hệ thống đọc tự động chỉ số công tơCông ty điện lực Israel (Israel Electric Company - IEC) đã quyết định nghiên cứu một hệthống dựa trên mạng cảm biến không dây (Wireless Sensor Network - WSN) để nâng caokết quả hoạt động bằng cách áp dụng AMR không dây và theo dõi theo thời gian thực. Hệ thống đọc tự động chỉ số công tơ.I. Mở đầuMục tiêu chủ yếu đối với phần lớn các hệ thống AMR/AMI (Automatic MeterReading/Automatic Metering Infrastructure - đọc tự động chỉ số công tơ/cơ sở hạ tầng đolường tự động) là cho phép tiếp nhận các dữ liệu cần thiết từ công tơ điện, không cần phảithực tế đấu nối hoặc tiếp cận, và cho phép điều khiển từ xa các mạch điện đấu gắn vớicông tơ nhờ một ứng dụng trung tâm điều khiển. Do có khả năng xác định chính xác mứctiêu thụ của khách hàng theo thời gian thực, nên các hệ thống AMR/AMI rất quan trọngđối với công ty điện lực, giúp công ty giảm chi phí vận hành và có được các hệ thốngquản lý linh hoạt dựa trên theo dõi tiêu thụ điện năng theo thời gian thực.Hơn nữa, các hệ thống AMR/AMI có thể sử dụng để báo cáo các vụ chọc ngoáy công tơtheo thời gian thực, và cũng có thể cắt điện khách hàng hoặc nối điện trở lại từ xa. Vì vậyhệ thống AMR/AMI là một hệ thống đo lường thông minh theo thời gian thực cho cáccông ty điện lực có tiềm năng cải thiện hoạt động kinh doanh và độ tin cậy kỹ thuật củacác tác nghiệp khác nhau thuộc công ty.II. Dự án của Công ty điện lực IsraelCông ty điện lực Israel (Israel Electric Company - IEC) quyết định nghiên cứu một hệthống dựa trên mạng cảm biến không dây (Wireless Sensor Network - WSN) để nâng caokết quả hoạt động bằng cách áp dụng AMR không dây và theo dõi theo thời gian thực.Theo truyền thống, IEC sử dụng phương pháp đọc chỉ số công tơ bằng thủ công, theo đónhân viên IEC phải đến tận nơi để đọc bằng mắt chỉ số.Lý do chính để IEC quyết định thu thập chỉ số công tơ bằng phương pháp không dây làtiềm năng hiệu quả về chi phí của phương pháp thu thập dữ liệu tiêu thụ điện năng dùngcho hệ thống lập hoá đơn. Sử dụng hệ thống AMR/AMI có thể cắt giảm chi phí vận hành,không cần nhân viên đọc chỉ số. Một lợi ích nữa là giá trị gia tăng dự kiến từ các dịch vụmới như cắt giảm từ xa dịch vụ khách hàng, dịch vụ trả trước, tín hiệu về giá điện theothời gian thực và kiểm tra việc sử dụng điện của khách hàng.IEC đã xác định một loạt các yêu cầu cần thực hiện trong mạng đo lường theo hướng ápdụng AMR/AMI, các hệ thống này hỗ trợ cả các chức năng hiện nay cũng như các yêucầu nghiệp vụ tương lai:1) Lập hoá đơn từ xa, bằng việc chuyển chỉ số công tơ qua mạng tới cổng của Trung tâmđiều khiển của IEC để sử dụng cho việc tính hóa đơn và cho các mục đích quản lý. Mỗilần đọc trên mạng được khởi đầu bởi trung tâm điều khiển. Tốc độ đọc tối đa là 30 phútmột lần, tốc độ tối thiểu là 24 giờ một lần và nhiều nhất là 250 công tơ cho một phần tửcơ sở mạng (cell).2) Kết nối từ xa và giảm bớt dịch vụ. Hoạt động này là một lệnh chứ không phải là mộtchức năng điều khiển, có thể được khởi đầu bởi Trung tâm điều khiển và cần được thựchiện ở cấp công tơ trong vòng một vài giây.3) Theo dõi quá tải, bằng việc chuyển chỉ số công tơ tới Trung tâm điều khiển, tại đó chỉsố được ghi lại hoặc sử dụng để kích hoạt việc cắt điện khách hàng từ xa, do đó nó hoạtđộng như cầu chì từ xa.4) Theo dõi hiện tượng chọc ngoáy, bằng việc chuyển tới Trung tâm điều khiển sự thayđổi trạng thái của máy dò chọc ngoáy bố trí bên trong công tơ.5) Triển khai và bảo trì đơn giản, chi phí thấp. Việc lắp đặt, tháo đi, bổ sung, thay thế vàbảo trì được thực hiện bởi các nhân viên bình thường, không yêu cầu được đào tạo chocông việc đó.6) Tính linh hoạt cao, đặc biệt khi các điều kiện lan truyền tần số rađio thay đổi, ví dụnhư xây thêm hoặc dỡ bỏ ngôi nhà gần đó, hoặc thay đổi bên trong toà nhà nơi đặt côngtơ, ví dụ như xây thêm tầng hoặc thêm bớt vách ngăn.Từ kinh nghiệm trước đó, IEC biết rằng một trong những yêu cầu khó khăn nhất của hệthống AMR/AMI này là mạng truyền thông dữ liệu phải có độ tin cậy và tính năng cao,và một trong những mục tiêu chính đề ra là đáp ứng yêu cầu này.III. Mô hình mới của mạng cảm biến không dâyA. Mở đầuĐể đạt được một tập hợp các tính năng nghiêm ngặt cần phải có mạng cảm biến khôngdây (Wireless Sensor Network - WSN). Trong nhiều trường hợp, tập hợp các tính năngnày bao gồm: Đơn giản trong triển khai và bảo trì, cũng như linh hoạt cao đối với nhữngthay đổi của môi trường xung quanh.Để đạt được tập hợp các tính năng này, mỗi mạng hiện đại gắn bó chặt chẽ với một tậphợp cụ thể các kỹ thuật trong số vô vàn các kỹ thuật được phát triển trong những nămqua. Mô hình WSN mô tả trong bài báo này áp dụng một số các kỹ thuật đó, được kếthợp theo một cách mới và độc nhất vô nhị, nhằm đáp ứng tập hợp các tính nă ...