PLC, BPL – Využívání silnoproudých vedení a sítí pro přenos zpráv

1.26 Nové metody a přístupy měřicí infrastruktury

V současné době nabývají velkého významu nové metody a přístupy, které mohou umožnit snížení provozních nákladů distribučním organizacím. Prvotní technologie se označuje zkratkou AMRAutomated Meter Reading a představuje klasický dálkový odečet měřičů energie prostřednictvím systémů dálkového měření, ale bez dalších procesních řetězců.

Základní funkce technologie AMR se dále rozšiřuje do technologie se zkratkou AMMAutomated Meter Management. AMM je reprezentováno novými technologiemi měření, které jsou schopny obousměrné komunikace mezi zákazníkem a dodavatelem elektrické energie. Kromě přenosu měřených hodnot jednotlivých elektroměrů se může např. zajišťovat i dálkové odpojení neplatičů, a také vyvozovat závěry z okamžité spotřeby pro účely regulace, změnu sazeb i obchodování s elektřinou.

Dalším krokem je podpora fungování obou těchto technologií AMR i AMM, která zároveň připravuje i tzv. „inteligentní infrastrukturu energetické sítě“. Ta se obvykle označuje zkratkou AMI (Advanced Metering Infrastructure) a principiálně směřuje k otevřenému systémovému řešení, využívání mezinárodních standardů a možnostem obousměrného přenosu mezi elementárními prvky sítě. Tato infrastruktura by měla umožnit informační dostup ke všem významným prvkům energetické sítě, jejich dálkové monitorování, odpojování, řízení i diagnostiku, a také umožnit sledování výpadků i jakosti dodávané energie. Vrámci systémů AMI probíhají nepřetržitá diagnostická měření parametrů, která mohou předcházet vzniku provozních poruch (např. průběžné sledování hodnot proudu, napětí a výkonu v síti, indikace rušivých jevů aj.) a procesy okamžité detekce již vzniklých poruch. To pak v souhrnu obecně představuje zvýšení spolehlivosti dodávky elektřiny.


1.27 Příklad rozsáhlého měřicího systému s užitím PLC přenosu

Společnost Archnetco Taiwan zaujímá relativně významnou pozici na asijském i celosvětovém trhu měřicích zařízení. Zjednodušené schéma jedné její aplikace ukazuje obrázek.

Dálkový měřicí systém s úzkopásmovým PLC přenosem

Obrázek zahrnuje kompletní centralizované hierarchizované řešení, které se skládá z centrálního serveru, sběrače dat a příslušných rozhraní pro měřicí přístroje. Každá z těchto částí může být dále rozšířena a přizpůsobena podle zadaných požadavků. Sběrné datové zařízení může být obecně napojeno na různé typy měřících přístrojů. Měřicí přístroje je možno připojovat buď přímo na silnoproudou síť, nebo přes multikanálové jednotky.


1.28 Příklad pokročilého elektroměru české firmy MODEMTEC

Tato firma se již řadu let zabývá vývojem a výrobou úzkopásmových PLC zařízení pro komunikaci po nn energetických rozvodech. Technologie PLC modemů je založena na hradlových polích (PLDs) společnosti ALTERA. Tato technologie umožňuje volitelně nastavovat výpočetní výkon hradlových polí a díky tomu je možné integrovat kompletní koncovou aplikaci a její logiku při zanedbatelném navýšení koncové ceny.

Elektroměr se zabudovanou PLC komunikační jednotkou ModemTec MT5 QD

Nástupem nových hradlových polích s vyšší hustotou elementů je realizován nový jednočipový koncept elektroměru s integrovanou komunikační jednotkou, které splňuje parametrové požadavky očekávané v projektech typu Smart Grids. Nové zařízení MT5 QD představuje trojfázový elektroměr s měřícím rozsahem do 100. harmonické, vícekvadrantní, se zabudovanou komunikační jednotkou s podporou multiutilitního měření.


1.29 Příklad měřicí hosystému české firmy ZPA.cz Trutnov

Principiální schéma sběrného a řídicího systému fy ZPA cz Trutnov

Přístupová část sítě využívá přenosu po energetických vedeních spomocí kompletního systému LonWorks firmy Echelon V tomto případě umožňují prvky tohoto systému dálkově snímat nejen měřené hodnoty elektroměrů, ale i dalších energoměřičů plynu, tepla, a vody, a to prostřednictvím sběrného modulu Lonet. Kromě toho mohou zprostředkovávat i přenos hodnot čidel – např. teploty, tlaku, pH aj. pomocí sběrného modulu SLX PL. Data mohou být vyhodnocována rovnou v místě sběru nebo přenášena transportní nadřazenou sítí. Celá přístupová síť má též vlastní systémový management (SLTA-2, SLX FT, SLX PL, převodník LON/DALI, Lonet Jumbo), který řídí komunikaci, indikuje poruchy a dohlíží na návazné procesy. Přístupová síť je propojena s transportní sítí pomocí datových přenosů po metalických přenosových cestách (ILON 100 – PLC / TCP IP) nebo po rádiových cestách (PLC / GSM-GPRS) směrem k centrální databázi.


1.30 Hodnocení úzkopásmových lokálních PLC systémů


Úzkopásmová komunikace po elektroenergetických vedeních má své rychlostní limity, nicméně je schopna překonávat velmi nepříznivé podmínky panující na energetické síti (vysoká míra rušení, změna topologie sítě, změny zátěží a impedancí). Řadí se tedy ke komunikačním technologiím, které mohou být s výhodou použity jak pro jednotlivá spojení, tak i v přístupových sítích.




Kromě použití pro řídicí a měřicí účely v elektroenergetické síti našla tato technologie uplatnění i např. v oblastech:

  • měření teplot skladovaných potravin vareálu potravinářského výrobního závodu
  • komunikace mezi montážními vozíky při montáži palubních desek v automobilce (dosažená vzdálenost mezi dvěma komunikujícími jednotkami – 6 000 metrů)
  • komunikace s důlním kombajnem po úrovni napětí 6 kV
  • odečety patních vodoměrů a měřičů tepla v distribučních rozvodech tepla v systémech CZT
  • přenos parametrů pro řízení technologických celků velké čistírny odpadních vod
  • dálkové řízení čerpání vody pro chemickou výrobu
  • sledování fyzické přítomnosti energetických rozvodů
  • sledování zatížení mlýnů kamene v kamenolomech
  • technologický prvek při budování Smart Grids