Aqlli energiya monitoringi tizimi: 3 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Energiyaga bo'lgan talab kundan -kunga oshib bormoqda. Hozirgi vaqtda hududdan foydalanuvchilarning elektr energiyasi iste'moli kuzatiladi va hisob -kitob qilinadi. Bu ko'p vaqt talab qiladigan vazifadir, chunki bitta kvartirada minglab uylar va ko'p xonadonlar bo'ladi. Bir shahar yoki shahar haqida gap ketganda, bu juda qizg'in jarayon. Vaqt o'tishi bilan uylarning individual energiya sarfini tekshirish yoki tahlil qilish yoki ma'lum bir hududda energiya oqimi to'g'risida hisobot tuzish qoidalari yo'q. Bu dunyoning ko'p joylarida shunday.

Yuqoridagi muammoni hal qilish uchun mavjud echimlar mavjud emas. Shunday qilib, biz energiya narxini tekshirish, kuzatish, tahlil qilish va hisoblashni osonlashtiradigan aqlli energiya monitoringi tizimini ishlab chiqyapmiz. STEMS tizimi qo'shimcha ravishda iste'molchi va energiya oqimini tahlil qilish uchun foydalanuvchi uchun maxsus jadvallar va hisobotlar tuzishga imkon beradi.

1 -qadam: Ish oqimi

STEMS moduli asosan Seeedstudio Wio LTE modulini o'z ichiga oladi, unga energiya sarfini o'lchash kerak bo'lgan uy -joyni aniqlash uchun yagona foydalanuvchi kodi beriladi. Quvvat iste'moli Wio LTE moduli tomonidan analog o'rmonli ulanish yordamida ulangan oqim sensori yordamida kuzatiladi.

Energiya iste'moli ma'lumotlari, noyob foydalanuvchi kodi va modulning joylashuvi (Wio inbuilt GPS/GNSS) Wio LTE ulanishi va Soracom Global SIM yordamida real vaqtda STEMS bulutiga (AWS-da joylashgan) yuklanadi. Bulut ma'lumotlariga individual energiya sarfini hisoblash, individual va jamoaviy energiya jadvallarini tuzish, energiya hisobotlarini tuzish va batafsil energiya tekshiruvi uchun kirish va tahlil qilish mumkin. Energiya iste'moli chegaradan oshib ketgan taqdirda, ulangan qurilmalarni uzib qo'yish uchun ham o'rni bor. LCD displey moduli energiyani real vaqtda o'lchash qiymatlarini ko'rsatish uchun mahalliy STEMS moduliga qo'shilishi mumkin. Quruq batareyali yoki Li-Po batareyali portativ quvvat manbai ulangan bo'lsa, tizim mustaqil ishlaydi. O'rnatish Uskuna sozlamalari quyida tasvirlangan:

STEMS uskunani sozlash

GPS signali bino ichida kuchsizroq ekanligi aniqlandi. Modullar tashqariga ko'chirilgach, biz yaxshi qabul qilishni boshlaymiz. Moduldan olingan GPS koordinatalari Google Xaritalardagi haqiqiy GPS koordinatalari bilan taqqoslandi. Aniq miqdordagi aniqlik aniqlandi.

AC tarmog'idan quvvat uy zanjiriga o'rnatilgan oqim sensori orqali olinadi va o'tadi. Yuk orqali o'tadigan o'zgaruvchan tokni Grove oqim sensori moduli sezadi va sensordan chiqish ma'lumotlari WIO LTE modulining analog piniga uzatiladi. Analog kirishni WIO moduli qabul qilgandan so'ng, quvvat/energiyani o'lchash dastur ichida bo'ladi. Keyin hisoblangan quvvat va energiya LCD displey modulida ko'rsatiladi.

AC davrini tahlil qilishda vaqt o'tishi bilan ham kuchlanish, ham oqim sinusoidal ravishda o'zgarib turadi.

Haqiqiy quvvat (P): Bu qurilma foydali ishlarni ishlab chiqarish uchun ishlatadigan quvvat. KVt bilan ifodalanadi.

Haqiqiy quvvat = kuchlanish (V) x oqim (I) x cosph

Reaktiv quvvat (Q): Bu tez -tez xayoliy kuch deb ataladi, bu quvvat manbai va yuk o'rtasida tebranib turadi, bu hech qanday foydali ish qilmaydi, u kVAr bilan ifodalanadi.

Reaktiv quvvat = Voltaj (V) x Oqim (I) x sinΦ

Ko'rinib turgan kuch (S): Bu Ildiz-o'rtacha-kvadrat (RMS) kuchlanish va RMS oqimining mahsuloti sifatida aniqlanadi. Buni real va reaktiv quvvat natijasi sifatida ham aniqlash mumkin. Bu kVA bilan ifodalanadi

Ko'rinadigan kuch = kuchlanish (V) x oqim (I)

Haqiqiy, reaktiv va ko'rinadigan kuch o'rtasidagi munosabatlar:

Haqiqiy kuch = Ko'rinib turgan kuch x cosph

Reaktiv quvvat = Ko'rinadigan kuch x sinΦ

Biz faqat tahlil qilish uchun haqiqiy kuch haqida qayg'uramiz.

Quvvat faktori (pf): Haqiqiy quvvatning zanjirda ko'rinadigan kuchga nisbati kuch omili deb ataladi.

Quvvat faktori = Haqiqiy kuch/Ko'rinadigan kuch

Shunday qilib, biz kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish va oqimni o'lchash orqali barcha turdagi quvvatni, shuningdek quvvat faktorini o'lchashimiz mumkin. Keyingi bo'limda energiya sarfini hisoblash uchun zarur bo'lgan o'lchovlarni olish uchun qilingan qadamlar muhokama qilinadi.

Oqim sensori chiqishi AC kuchlanish to'lqinidir. Quyidagi hisoblash amalga oshiriladi:

• Cho'qqining maksimal kuchlanishini o'lchash (Vpp)
• Eng yuqori kuchlanish (Vp) ni olish uchun cho'qqini tepaga (Vpp) ikkiga bo'ling.
• Rms kuchlanishini (Vrms) olish uchun Vp ni 0,707 ga ko'paytiring.
• Rms tokini olish uchun oqim sensori sezgirligini ko'paytiring.
• Vp = Vpp/2
• Vrms = Vp x 0,707
• Irms = Vrms x sezuvchanlik
• Hozirgi modul uchun sezuvchanlik 200 mV/A ni tashkil qiladi.
• Haqiqiy quvvat (Vt) = Vrms x Irms x pf
• Vrms = 230V (ma'lum)
• pf = 0,85 (ma'lum)
• Irms = Yuqoridagi hisob yordamida olingan

Energiya sarfini hisoblash uchun vattdagi quvvat energiyaga aylanadi: Wh = W * (vaqt / 3600000.0) Vatt soat - bir soat uchun bir vatt quvvat sarfiga teng bo'lgan elektr energiyasi o'lchovi. KWh uchun: kWh = Wh / 1000 Umumiy energiya qiymati: Xarajat = Bir kVt * kVt soat uchun ma'lumot. Keyin ma'lumot LCD displeyda ko'rsatiladi va bir vaqtning o'zida SD -kartaga yoziladi.

2 -qadam: Sinov

Balkon yaqinida sinov o'tkazilganda, GNSS -ni qabul qilishning adolatli miqdori qo'lga kiritildi.

3 -qadam: Kelgusi rejalar

Foydalanuvchilarning energiya sarfini real vaqtda kuzatish va energiya tahlillari hisobotlarini ko'rish yoki yaratish uchun STEMS bulutli ma'lumotlariga kirish uchun ilova yaratiladi. Arduino IDE mosligi tufayli STEMS modulini yangilash oson. Muvaffaqiyatli bajarilgandan so'ng, ushbu modul bozorda ishlab chiqarilishi mumkin va uni butun dunyo bo'ylab energiya ta'minlovchilari etkazib berishi mumkin.