Ухаалаг эрчим хүчний хяналтын систем: 3 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Эрчим хүчний эрэлт хэрэгцээ өдрөөс өдөрт өсөн нэмэгдэж байгаа бөгөөд одоогийн байдлаар тухайн бүс нутгийн хэрэглэгчдийн цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээг эрчим хүчний үнийг тооцоолохын тулд цахилгаан эрчим хүчний хэлтсийн техникчид ойр ойрхон очиж, хянаж, тооцоолж байна. Нэг орон сууцанд олон мянган байшин, олон орон сууц байх тул энэ нь маш их цаг хугацаа шаардсан ажил юм. Хот, тосгоны тухайд энэ бол маш их ачаалалтай үйл явц юм. Байшингийн бие даасан эрчим хүчний хэрэглээг тодорхой хугацаанд шалгах, дүн шинжилгээ хийх, тодорхой бүс нутагт эрчим хүчний урсгалын тайланг гаргах заалт байхгүй. Дэлхийн олон оронд ийм л байдаг.

Дээрх асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд одоо хэрэгжүүлж байгаа шийдэл байхгүй байна. Тиймээс эрчим хүчний үнийн хяналт, хяналт, шинжилгээ, тооцоог хөнгөвчлөх ухаалаг эрчим хүчний хяналтын системийг боловсруулж байна. STEMS систем нь эрчим хүчний хэрэглээ, эрчим хүчний урсгалд дүн шинжилгээ хийх зорилгоор хэрэглэгчийн тодорхой эсвэл бүс нутгийн тусгай график, тайланг гаргах боломжийг олгодог.

Алхам 1: Ажлын явц

STEMS модуль нь Seeedstudio Wio LTE модулийг агуулдаг бөгөөд энэ нь эрчим хүчний хэрэглээг хэмжих шаардлагатай орон сууцны нэгжийг тодорхойлох өвөрмөц хэрэглэгчийн код өгдөг. Цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээг аналог төглийн холболт ашиглан холбосон одоогийн мэдрэгчийн тусламжтайгаар Wio LTE модуль хянадаг.

Эрчим хүчний хэрэглээний өгөгдөл, өвөрмөц хэрэглэгчийн код, модулийн байршлыг (Wio inbuilt GPS/GNSS) Wio LTE холболт болон Soracom Global SIM ашиглан STEMS үүл рүү (AWS-д байршуулсан) бодит цаг хугацаанд байршуулах болно. Үүлнээс авсан өгөгдөлд хандаж, дүн шинжилгээ хийж, хувь хүний эрчим хүчний хэрэглээг тооцоолох, хувь хүний болон хамтын энергийн график үүсгэх, эрчим хүчний тайлан гаргах, эрчим хүчний нарийвчилсан үзлэг хийх боломжтой. Эрчим хүчний хэрэглээ босго хязгаараас давсан тохиолдолд холбогдсон цахилгаан хэрэгслийг таслахын тулд реле холбодог. LCD дэлгэцийн модулийг орон нутгийн STEMS модульд нэгтгэн бодит цагийн энергийн хэмжилтийн утгыг харуулах боломжтой. Хуурай эсийн батерей эсвэл Li-Po зай гэх мэт зөөврийн тэжээлийн эх үүсвэрийг хавсаргасан тохиолдолд систем бие даан ажиллах болно. Тохиргоо Тоног төхөөрөмжийн тохиргоог доор харуулав.

STEMS Тоног төхөөрөмжийн тохиргоо

GPS дохио нь барилгын дотор сул байсан нь тогтоогджээ. Гэхдээ модулиудыг гадаа шилжүүлсний дараа бид сайн хүлээж авч эхэлнэ. Модулаас хүлээн авсан GPS -ийн координатыг Google газрын зургийн GPS -ийн бодит координаттай харьцуулсан болно. Нэлээд нарийвчлалтай олж авсан.

Хувьсах гүйдлийн сүлжээнээс цахилгаан эрчим хүч авч, өрхийн хэлхээнд нэгтгэгдсэн одоогийн мэдрэгчээр дамжуулдаг. Ачааллаар дамжих хувьсах гүйдлийг гүйдлийн мэдрэгчийн модуль мэдэрч, мэдрэгчийн гаралтын өгөгдлийг WIO LTE модулийн аналог зүү рүү өгдөг. Аналог оролтыг WIO модуль хүлээн авсны дараа хүч/энергийн хэмжилтийг програм дотор хийнэ. Дараа нь тооцоолсон хүч, энергийг LCD дэлгэцийн модуль дээр харуулна.

Хувьсах гүйдлийн хэлхээний шинжилгээнд хүчдэл ба гүйдэл хоёулаа цаг хугацааны хувьд синусоид байдлаар өөрчлөгддөг.

Бодит хүч (P): Энэ бол төхөөрөмжийг ашигтай ажил хийхэд ашигладаг хүч юм. Үүнийг кВт -аар илэрхийлнэ.

Бодит хүч = Хүчдэл (V) x Одоогийн (I) x cosΦ

Реактив хүч (Q): Үүнийг ихэвчлэн төсөөллийн хүч гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь эх үүсвэр ба ачааллын хооронд хэлбэлздэг, ямар ч ашиг тустай ажил биш бөгөөд үүнийг кВАр -ээр илэрхийлдэг.

Реактив хүч = Хүчдэл (V) x Одоогийн (I) x sinΦ

Харагдах хүч (S): Үүнийг Root-Mean-Square (RMS) хүчдэл ба RMS гүйдлийн бүтээгдэхүүн гэж тодорхойлдог. Үүнийг бодит ба реактив хүчний үр дүн гэж тодорхойлж болно. Үүнийг кВА -аар илэрхийлнэ

Харагдах хүч = Хүчдэл (V) x Одоогийн (I)

Бодит, реактив ба үзэгдэх хүчний хоорондын харилцаа:

Бодит хүч = Харагдах хүч x cosΦ

Реактив хүч = Харагдах хүч x sinΦ

Бид дүн шинжилгээ хийх бодит хүч чадлын талаар л санаа зовж байна.

Цахилгаан хүчин зүйл (pf): Бодит хүч ба хэлхээний тодорхой хүч чадлын харьцааг цахилгаан хүчин зүйл гэж нэрлэдэг.

Эрчим хүчний хүчин зүйл = Бодит хүч/Харагдах хүч

Тиймээс бид хэлхээний хүчдэл ба гүйдлийг хэмжих замаар бүх төрлийн хүч чадал, хүч чадлын коэффициентийг хэмжих боломжтой болно. Дараагийн хэсэгт эрчим хүчний хэрэглээг тооцоолоход шаардлагатай хэмжилтийг авахын тулд авч хэрэгжүүлсэн арга хэмжээнүүдийг авч үзнэ.

Одоогийн мэдрэгчийн гаралт нь AC хүчдэлийн долгион юм. Дараахь тооцоог хийнэ.

• Оргил цэгээс оргил хүчдэлийг хэмжих (Vpp)
• Оргил хүчдэлийг (Vpp) хоёр хувааж оргил хүчдэл (Vp) авна
• Эргэлтийн хүчдэлийг (Vrms) авахын тулд Vp -ийг 0.707 -аар үржүүлнэ үү.
• Эргэлтийн гүйдлийг авахын тулд одоогийн мэдрэгчийн мэдрэмжийг үржүүл.
• Vp = Vpp/2
• Vrms = Vp x 0.707
• Irms = Vrms x Мэдрэмж
• Одоогийн модулийн мэдрэмж нь 200 мВ/А байна.
• Бодит хүч (W) = Vrms x Irms x pf
• Vrms = 230V (мэдэгдэж байгаа)
• pf = 0.85 (мэдэгдэж байгаа)
• Irms = Дээрх тооцооллыг ашиглан олж авсан

Эрчим хүчний зардлыг тооцоолохын тулд ватт дахь хүчийг энерги болгон хувиргадаг: Wh = W * (цаг / 3600000.0) Ватт цаг нь нэг ваттын нэг цагийн эрчим хүчний хэрэглээтэй тэнцэх цахилгаан энергийн хэмжүүр юм. KWh -ийн хувьд: kWh = Wh / 1000 Нийт эрчим хүчний зардал нь: Зардал = Нэг кВтц * кВтц -ийн өртөг бөгөөд дараа нь мэдээллийг LCD дэлгэц дээр харуулаад SD картанд бичнэ.

Алхам 2: Туршилт

Туршилтыг тагтны ойролцоо хийсэн тул GNSS хүлээн авалтын хангалттай хэмжээг авсан.

Алхам 3: Ирээдүйн төлөвлөгөө

Хэрэглэгчийн эрчим хүчний хэрэглээг бодит цаг хугацаанд хянах, эрчим хүчний шинжилгээний тайланг үзэх, үүсгэх STEMS үүл өгөгдөлд хандах аппликейшн бий болно. Arduino IDE нийцтэй байдлаас шалтгаалан STEMS модулийн шинэчлэлтийг хялбархан хийх боломжтой. Амжилттай дууссаны дараа энэхүү модулийг зах зээл дээр үйлдвэрлэх боломжтой бөгөөд дэлхийн өнцөг булан бүрт байгаа эрчим хүчний үйлчилгээ үзүүлэгчид ашиглах боломжтой болно.