СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО СБОРА ДАННЫХ О ПОТРЕБЛЕНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИМИ ПУНКТАМИ, ТАКЖЕ И БЫТОВОГО ТИПА

СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО СБОРА ДАННЫХ О ПОТРЕБЛЕНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИМИ ПУНКТАМИ, ТАКЖЕ И БЫТОВОГО ТИПА


RU (11) 2314542 (13) C2

(51) МПК
G01R 22/00 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2004122090/28 
(22) Дата подачи заявки: 2002.12.20 
(30) Приоритетные данные: MI2001A002726 2001.12.20 пп.1-23 IT 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.12.20 
(43) Дата публикации заявки: 2005.03.20 
(45) Опубликовано: 2008.01.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: US 5986574 А, 16.11.1999. US 5786683 А, 28.07.1998. RU 2140654 C1, 27.10.1999. WO 98/10394 A1, 12.03.1998. US 6236197 B1, 22.05.2001. US 5430430 A, 04.07.1995. 
(72) Автор(ы): РОГАЙ Серджо (IT) 
(73) Патентообладатель(и): ЭНЕЛ ДИСТРИБУЦИОНЕ С.П.А. (IT) 
(85) Дата соответствия ст.22/39 PCT: 2004.07.20 
(86) Номер и дата международной или региональной заявки: EP 02/14687 (20.12.2002) 
(87) Номер и дата международной или региональной публикации: WO 03/055031 (03.07.2003) 
Адрес для переписки: 129010, Москва, ул. Б. Спасская, 25, стр.3, ООО "Юридическая фирма Городисский и Партнеры", пат.пов. Ю.Д.Кузнецову, рег.№ 595 

(54) СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО СБОРА ДАННЫХ О ПОТРЕБЛЕНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИМИ ПУНКТАМИ, ТАКЖЕ И БЫТОВОГО ТИПА

Данное изобретение относится к области распределения электрической энергии для множества пользователей, расположенных на некоторой территории. Задачей настоящего изобретения является создание системы, позволяющей осуществлять дистанционный сбор данных от пользовательских пунктов и дистанционное управление этими пунктами, чтобы обеспечить возможности бесперебойной работы компаний, распределяющих электроэнергию, воду, газ и т.д. Система дистанционного сбора данных и дистанционного управления пользовательскими объектами, расположенными на большой территории, содержит счетчики электроэнергии для каждого пользователя, снабженные средством измерения потребления электроэнергии, и связанные с каждым пользователем промежуточные станции или концентраторы, к каждому из которых подключено множество счетчиков с помощью первого средства для двунаправленной передачи данных, при этом все концентраторы подключены к центральному серверу через второе средство для двунаправленной передачи данных. При этом концентратор предназначен для осуществления функции автоматического распознавания повторяющегося маршрута путем определения одного или более счетчиков электроэнергии как промежуточного моста к счетчику электроэнергии, который не может быть достигнут концентратором непосредственно. 22 з.п. ф-лы, 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Область техники

Настоящее изобретение относится к области распределения электрической энергии для множества пользователей, расположенных на некоторой территории, но изобретение можно применить и для других служб, например для водо- и газоснабжения, или для районного отопления.

Предшествующий уровень техники

В последние годы во всем мире, особенно в более развитых технических странах, дистанционный сбор данных о потреблении электроэнергии и применение разных тарифов при выставлении счетов потребителям, также и бытовым потребителям становится все более актуальным.

Это требование возникло и стало актуальнее не только по экономическим причинам, но и по необходимости обеспечения большей открытости и эффективности договорных взаимоотношений с потребителями на рынке, который все в большей степени либерализируется.

Опираясь на эволюцию техники в области производства элементов для счетчиков, разработаны технические решения, системы и методы, которые направлены на решение задач, связанных с этой проблемой.

Подход, объединяющий разные исследования, можно свести к сети, которая использует разные формы связи для контактирования периферийных пунктов системы (счетчики электроэнергии) с контролирующим блоком для периодического проведения рациональных процедур для решения поставленных задач.

Указанный контакт создается непосредственной связью между контролирующим блоком (сервером высокой вычислительной мощности) и периферийными счетчиками электрической энергии, или путем введения по меньшей мере промежуточного иерархического уровня в эту пирамидальную схему. Примеры этих решений можно также найти в патентах, например, в ЕР-А2-0723358 или WO-99/46564, WO-98/10299.

Тем не менее, подавляющее большинство этих проектов очень часто заканчивается на стадии лабораторных исследований, при этом несколько технических решений, внедренных в промышленности, не дали каких-либо полезных результатов. Причины, по которым технические решения не нашли широкомасштабного применения, заключаются в том, что промышленные изделия не в состоянии гарантировать требуемые рабочие характеристики в случае большого числа пользовательских пунктов, как это обычно имеет место при потреблении электроэнергии.

Краткое изложение существа изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание системы, позволяющей осуществлять дистанционный сбор данных от пользовательских пунктов и дистанционное управление этими пунктами, чтобы обеспечить возможности удовлетворения существующих требований компаний, распределяющих электроэнергию, воду, газ, которые работают с большим числом пользовательских пунктов, расположенных на данной территории. Компания ENEL (Национальная Электроэнергетическая Компания) в настоящее время работает с тридцатью миллионами пользовательских пунктов.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание системы, гарантирующей упорядоченное непрерывное действие и обладающей способностью оставаться в рабочем состоянии даже в случае аварийных перерывов в энергоснабжении любого типа.

Согласно данному изобретению поставленные задачи решаются путем создания системы, использующей один операционный блок, соединенный с пользовательскими пунктами через множество промежуточных станций, при этом система обладает характеристиками, указанными в пункте 1.

Краткое описание чертежа

Характеристики и преимущества настоящего изобретения станут более понятны из нижеследующего описания предпочтительного варианта осуществления, со ссылками на сопровождающий чертеж, на котором представлена на модели территории Италии система для контролирования и управления почти двадцатью семью миллионами счетчиков электроэнергии, расположенных по всей территории.

Описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения

Представлена обширная структура, которая содержит:

- множество счетчиков электроэнергии СЕ в соответствии с территориальными единицами А1...An, которые соединены с соответствующим общим концентратором С-ВТ1...С-BTn. Каждая из указанных территориальных единиц А1...An содержит ограниченное число счетчиков электроэнергии СЕ. Термин «ограниченный» означает относительно небольшое число счетчиков СЕ, предпочтительно от 50 до 300 согласно обширности территории или площади, ими обслуживаемыми, или другими факторами, также и коммерческими, относящимися к данной территории;

- множество концентраторов С-ВТ1...C-BTn, распределенных по всей территории, и соединение этих концентраторов с единым центральным сервером АММ. Термин «множество» здесь означает число, большее по меньшей мере на единицу, но также на два порядка величины - чем число счетчиков электроэнергии СЕ на данной территориальной единице, например, свыше 100 000 концентраторов, в данном случае - 330 000 концентраторов.

После создания сети этого типа вычислительную мощность, т.е. передаваемые данные системы, не концентрируют в центральном сервере АММ, как это по существу делалось в известном уровне техники, а ее распределяют между центральным сервером АММ, концентраторами С-ВТ1...С-BTn и счетчиками электроэнергии СЕ. Принцип, применяемый для распределения, заключается в том, чтобы найти такой способ, при котором линиям связи более не нужно передавать значительное количество обрабатываемых данных, а только уменьшенное количество данных, уже обработанных, по меньшей мере частично.

Чтобы система могла работать эффективно, без задержек и заторов, предлагается применить принцип распределения вычислительной мощности.

Это рационально с экономической точки зрения. В максимально возможной степени по периферийным устройствам СЕ и по концентраторам С-ВТ1...С-BTn эти устройства по возможности самостоятельны, что необходимо в «одиночных условиях» при нарушении линий связи или при передаче части функциональных характеристик. Таким путем снижена нагрузка на системы связи за счет того, что передаются только «обработанные данные», а не весь объем элементарных данных. При этом получены следующие важные результаты:

- упрощена обработка, необходимая для центрального сервера;

- снижена нагрузка связи;

- обеспечена доступность значительной части полезной полосы частот для обеспечения возможных дополнительных видов обслуживания.

Принцип, приведший к разработке данного изобретения, происходит из воспроизведения виртуального образа счетчика электроэнергии СЕ в концентраторе С-ВТ. Дело в том, что в концентраторе имеется как бы «вымышленный» счетчик электроэнергии, который непрерывно корректируется концентратором заданным образом, путем выборки данных из фактического счетчика электроэнергии. Данные обрабатываются автономно или принимаются последующие поправки. Этот образ счетчика электроэнергии постоянно присутствует в концентраторе для входных сообщений и обмена данными или для приема поправок и/или программ от сервера.

Система позволяет использовать состояние «одиночности» как для одного счетчика электроэнергии СЕ и территориальных единиц А1...An, сформированных одним концентратором С-ВТ, так и счетчиками электроэнергии СЕ территориальной единицы, им управляемой. Возможна работа без контроля со стороны сервера в реальном времени, но, например, путем периодического считывания данных с концентратора посредством портативного оконечного устройства.

Для получения этого результата система характеризуется тем, что каждый счетчик электроэнергии СЕ дополнительно содержит, наряду с по существу известными средствами измерения потреблений энергии

средство преобразования измеренных значений в измерительные данные, подлежащие обработке,

по меньшей мере первый процессор для обработки измерительных данных,

по меньшей мере первое запоминающее устройство данных и первое программное запоминающее устройство,

первое средство для двунаправленной передачи в соответствующий концентратор,

при этом выход первого концентратора подключен к первому запоминающему устройству данных и/или к первому средству двунаправленной передачи, для по меньшей мере временного запоминания и/или передачи данных, которые уже прошли первичную обработку.

Аналогично, каждый концентратор содержит

по меньшей мере второе запоминающее программное устройство,

по меньшей мере второй микропроцессор для последующей обработки данных, обработанных счетчиками,

по меньшей мере второе запоминающее устройство данных для запоминания данных, выдаваемых счетчиками и/или указанным вторым микропроцессором,

второе средство для двунаправленной передачи в центральный сервер,

при этом выход второго процессора соединен со вторым запоминающим устройством и/или вторым средством двунаправленной передачи для по меньшей мере временного запоминания и/или передачи прошедших последующую обработку данных.

Связь для передачи данных между счетчиками СЕ и концентраторами С-ВТ предпочтительно осуществляется через средства волновой передачи с помощью тех же проводников электроснабжения, которые соединяют счетчики СЕ с подстанциями низкого напряжения, например, со вторичными подстанциями, в которых установлены концентраторы С-ВТ. Соединение между концентраторами С-ВТ1...CBTn и центральным сервером АММ предпочтительно выполнено по телефонной сети, как особой, так и общего пользования. Целесообразной телефонной сетью для этой цели будет GSM-сеть или любая другая мобильная телефонная сеть общего пользования, или любая другая существующая радиотелефонная сеть общего пользования, например, спутниковая радиотелефонная сеть. Если такая сеть используется, то рационально установить автоматическое соединение между концентратором С-ВТ и центральным сервером АММ по требованию или в соответствии с расписанием, которое может быть задано заранее или зависеть от рабочего состояния концентратора С-ВТ или центрального сервера АММ.

Если используется заранее заданное расписание, то АММ или С-ВТ будут устанавливать соединение между АММ и С-ВТ в заданные сроки в течение суток, недели или месяца, и можно предполагать, что в эти сроки определенное количество подлежащих передаче данных или команд собрано и запомнено в буферной памяти концентратора и/или АММ, соответственно. Если расписание зависит от рабочего состояния АММ и/или С-ВТ, то автоматическое соединение можно установить сразу, как только подлежащее передаче определенное количество данных и/или команд будет собрано, или когда обнаружены аварийные условия, которые нужно сообщить немедленно. В любом случае после передачи данных и/или команд соединение прекращается.

При такой структуре системы измерение, являющееся важной характеристикой изобретения, строго привязано к функциям, выполняемым каждым из трех элементов системы.

В частности, каждый счетчик электроэнергии системы согласно изобретению выполнен таким образом, что первый процессор выполняет по меньшей мере функции (1) сбора данных о потреблениях электроэнергии, распределения потреблений электроэнергии по разным расценочным шкалам оплаты, определяет попытки фальсификации и управляет работой устройства противодействия мошенничеству, передачи и хранения запомненных данных по меньшей мере в течение периодов падения напряжения.

Аналогично, каждый концентратор системы согласно изобретению обеспечивает, чтобы входящий в его состав второй процессор выполнял также двойную функцию задающего устройства сети ВЧ-связи по ЛЭП для передачи сообщений по ЛЭП между фактическим концентратором и счетчиками электроэнергии, а также узлом сети ВЧ-связи по телефонной линии для передачи сообщений по телефонной линии между концентратором и центральным сервером, и имел по меньшей мере следующие дополнительные функции: обеспечивал энергетический баланс для одного распределительного шкафа электроснабжения, в котором находится концентратор, обеспечивал постоянный контроль рабочих состояний каждого подключенного к нему электрического счетчика и выдавал аварийный сигнал, если средства самодиагностики счетчика электроэнергии указывают на неисправность.

Сервер или центральный блок системы согласно изобретению гарантирует выполнение центральным процессором по меньшей мере следующих функций: автоматическое управление операциями разъединения, повторного соединения, временного отключения, отсроченных платежей и изменений в договорах, избирательное отключение электроснабжения в связи с требованиями энергосистемы и загрузку операционных программ.

Более полный перечень функций, выполняемых системой согласно настоящему изобретению, можно вкратце изложить следующим образом.

1. Система обеспечивает измерение потребления электроэнергии и сбор данных. Известный тип электромеханических счетчиков электроэнергии, используемых в сегодняшней системе энергопотребления, измеряет только один тип энергопотребления, активный или реактивный. Если требуются оба измерения, то необходимо установить два разных счетчика электроэнергии. Электронный счетчик электроэнергии согласно изобретению, в отличие от электромеханического, может одновременно измерять потребление и активной энергии и потребление реактивной энергии.

2. Система дает точное указание параметров. Согласно нормам счетчик электроэнергии измеряет активную энергию по классу 1 точности и измеряет реактивную энергию по классу 2 точности.

3. Система позволяет осуществить сбор сведений о характеристике потребления и ее регистрацию. Для каждого пользователя можно вывести кривую начисления оплаты с программируемым составляющим периодом, например в пределах от 1 минуты до 1 часа. Благодаря возможностям счетчика электроэнергии можно приблизительно определить следующие один за другим интервалы времени и по каждому из них запомнить значения потребления энергии.

4. Система позволяет осуществить измерение и регистрацию средней и пиковой потребляемой мощности. Электромеханические счетчики электроэнергии, обычно используемые в системе энергопотребления, измеряют только один тип энергопотребления, активный или реактивный. Если требуются оба измерения, то необходимо установить два разных счетчика электроэнергии - как указано выше, потребления электроэнергии. Электронный счетчик электроэнергии согласно настоящему изобретению, в отличие от электромеханического, может одновременно измерять потребление и активной энергии, и реактивной энергии.

5. Система позволяет осуществить распределение потреблений электроэнергии по разным шкалам начисления оплаты. Счетчик электроэнергии может составить таблицу разных временных шкал в течение суток, с помощью которой можно назначить соответствующую расценку за используемую электроэнергию. Счетчик электроэнергии поэтому может интегрировать потребление по таблице расценок и запоминать в течение периода, за который выставляется счет, общее потребление по каждой временной шкале. Указанную таблицу расценок можно программировать не только на основе временных характеристик, но также и исходя из пороговых значений мощности.

6. Система обеспечивает управление несколькими периодами выставления счета. Обеспечена возможность управления по меньшей мере двумя периодами выставления счета - текущий и предыдущий, причем также и через изменяющиеся интервалы.

7. Система обеспечивает ведение двух контрактов на энергоснабжение. В пределах мощности до 35 кВт можно вести два контракта на энергоснабжение: действующий контракт и контракт, который будет применен в будущем. Счетчик электроэнергии можно программировать на автоматическое переключение с одного контракта на другой при наступлении данной даты: с действующего на будущий.

8. Система обеспечивает управление операциями отключения и повторного подключения. Эти операции можно выполнять автоматически сообразно ситуациям: нарушений в сети, приостановки энергоснабжения за задержанные платежи, изменений в контракте. Благодаря своим процессорным возможностям счетчик электроэнергии выполняет эти операции дистанционно (с центрального сервера или соответствующего концентратора) по сети ВЧ-связи по ЛЭП. Поэтому не нужно, чтобы оператор лично посещал место установки электрического счетчика.

9. Система обеспечивает возможность работы в соответствии с условиями предварительной оплаты. Счетчик электроэнергии можно запрограммировать на сравнение количества использованной электроэнергии с заданным пределом, соответствующим произведенному авансовому платежу, который можно изменить внешним управлением. Как только указанный предел будет превышен, подача электроэнергии автоматически прекращается и приостанавливается.

10. Система обеспечивает выборочное прерывание энергоснабжения по требованию самой электроэнергетической системы. Прерывание или приостановка энергоснабжения необходима обычно на местном уровне в случае риска аварийного перерыва в энергоснабжении или временных перегрузок. Из центра (центрального сервера или концентратора) на счетчики электроэнергии по ВЧ-связи по ЛЭП можно послать управляющий сигнал для временной модификации самой высокой мощности в счетчике, т.е. без необходимости изменять контракт на энергоснабжение. Это позволяет снизить общую мощность, требуемую на данном объекте.

11. Система позволяет осуществить баланс энергии. На уровне отдельного распределительного или отдельного концентратора имеется возможность выполнения суммы измерений энергопотребления, отбираемых с отдельных счетчиков электроэнергии в зависимости от данного объекта. Эта сумма периодически сравнивается со значением всего количества отбираемого тока или со средним значением количества тока и обеспечивает целесообразное указание для обнаружения нестандартных отводов тока и недозволенных отводов тока.

12. Система позволяет реализовать функцию обнаружения мошенничества. На уровне каждого счетчика электроэнергии имеется устройство для реализации этой функции, в результате чего исключается необходимость использования пломб и периодической проверки целостности пломб. При изменении предоставляемой по контракту мощности не требуется открытия электрического счетчика для регулирования измерительного оборудования - шунта. Обеспечена возможность реализации счетчика электроэнергии в виде единого блока, содержащего все функции измерения, ведения контрактов, управления размыканием/замыканием цепи линии электроснабжения. Для проверки возможных попыток открыть запаянную конструкцию в счетчике электроэнергии предусмотрено электромеханическое устройство, формирующее аварийный сигнал по сети системы. Аварийный сигнал может устранить только оператор.

13. Система позволяет осуществлять измерение и регистрацию качественных параметров обслуживания. Установленный в каждом счетчике электроэнергии микропроцессор выполнен с возможностью проверки и запоминания прерываний энергоснабжения и изменения напряжения, т.е. отклонения напряжения от номинального значения, предусмотренного в контракте на энергоснабжение. На основании этих данных можно определить качественные параметры обслуживания на уровне каждого пункта доставки подаваемой электроэнергии.

14. Система позволяет осуществлять постоянный контроль рабочих условий. Установленный в счетчик электроэнергии микропроцессор периодически проверяет (самодиагностика) состояния различных аппаратурных элементов счетчика и соответствие данных, запомненных в запоминающем устройстве. При возникновении неисправностей можно сообщить о них сигналом с помощью соответствующих служебных слов. Это сообщение считывается центральной системой и одновременно начинаются незамедлительные процедуры восстановления.

15. Есть возможность двунаправленной передачи информации. Система согласно изобретению позволяет не только выполнять операции, непосредственно связанные с обслуживанием, для которого действует сама система, но также направлять в счетчик электроэнергии и принимать от него другие виды информации - служба «предоставления информации». Счетчик электроэнергии может отображать эту информацию на своем средстве визуального отображения, или передавать ее на другие устройства, подключенные к электрической цепи пользователя, после электрического счетчика, или даже получать ее от счетчика. Указанные устройства непосредственно связаны со счетчиком электроэнергии по ЛЭП или даже по промежуточной мостовой схеме, действующей как промежуточный мост и сообщающейся непосредственно со счетчиком электроэнергии по ЛЭП. За счет этого другим субъектам обеспечивается возможность пользоваться системой как системой дистанционного управления, позволяющей им подключаться к своим устройствам на месте.

16. Система позволяет ввести календарный генератор тактовых импульсов. Если счетчику придана функция подсчета потребления электрической энергии в зависимости от шкалы оплаты, тогда требуется точный отсчет времени ±30 сек/мес. Отсчет обеспечивается местными электронными схемами (RealTimeClock), состояние которых можно дистанционно проверять и синхронизировать с помощью внешних кодов, по ВЧ-связи по ЛЭП или с помощью оптического логического элемента ZVEI, и корректировать, если необходимо, в случае чрезмерных изменений.

17. Система позволяет получить группу отображаемых данных. На местном дисплее счетчика, например, на типе дисплея с отображением 16Ч1 буквенно-цифровых знаков + изображения, можно получить целый набор данных. Наличие электронных элементов позволяет обеспечивать дополнительные функции, такие как местное отображение потребления электрической энергии и стоимостных данных, общих сообщений или индикацию диагностики функционального состояния счетчика обслуживающему персоналу.

18. Система позволяет осуществлять размыкание силовой цепи. В состав счетчика входит модульный элемент, снабженный размыкающим элементом, который размыкают дистанционно. Единый корпус содержит и электронные элементы, выполняющие описываемые выше функции счетчика, и электромеханические элементы, размыкающие/замыкающие силовую цепь. Электромеханические элементы помимо автономной работы при наибольшей мощности могут также срабатывать по запросу от центрального устройства, или при наличии местных условий, обнаруживаемых электронной частью, например, по истечении контракта.

19. Возможна быстрая установка счетчика. Если необходимо установить большое число устройств у пользователей за короткое время, изобретение обеспечивает группу счетчиков в двух частях, т.е. клиновидную согласованную нагрузку и регулирующую и управляющую часть, при этом две части соединяются соединительными клещами или штыковым соединением.

20. Система обеспечивает местное соединение с внешними устройствами. Для системы ВЧ-связи по ЛЭП требуется наличие сложных аппаратурных и программных средств. Чтобы гарантировать доступность данных в концентраторах и в счетчиках даже с помощью пользовательских простых устройств, например, с помощью портативных ПК, а также наличие второй линии связи, заменяющей сеть в случае прерывания первого вида доступа к данным, счетчик связан с оптическим логическим элементом ZVEI. Для этого элемента требуется только внешнее устройство с простым последовательным логическим элементом RS-232, который имеется почти в каждом ПК.

21. Обеспечена безопасность/защита связи по несущей, используемой в ВЧ-связи по ЛЭП. Данные, передаваемые от концентратора в счетчики, или от счетчиков на центральный сервер, имеют разные степени персональной защиты. Для данных высокой степени резервирования механизмы защиты, выполняемые функциями осуществления протокола связи по несущей, используемой в ВЧ-связи по ЛЭП, и гарантирующие доставку сообщений, не являются достаточными. Для очень важных данных введен дополнительный механизм, например, механизм, основанный на ключе аутентичности, на уровне интерпретирования сообщений и управляющей процедуры, для гарантирования немодифицируемости и/или невозможности считывания сообщений третьими лицами.

22. Обеспечивается автоматическое распознавание установки счетчика. Эта функция должна присутствовать по двум причинам: по технической причине, связанной с механизмами связи по несущей, используемой в ВЧ-связи по ЛЭП, и по финансовой причине - чтобы обнаружить возможный обман со стороны пользователей.

23. В системе обеспечена доступность дальних счетчиков. Способ связи по несущей, используемой в ВЧ-связи по ЛЭП, использует физическую основу - линию энергоснабжения, которая не гарантирует единообразного проведения сигнала в каждом пункте сети, и по этой причине счетчики могут оказаться недоступными для концентратора. Поэтому для концентратора может потребоваться, чтобы один или более счетчиков, которые могут «видеть» недоступный счетчик, действовали в качестве мостовых схем, направляя сообщение в недоступный счетчик. По сути это - повторительный механизм, который позволяет решать проблему доступности по сети.

24. Система обеспечивает автоматическое распознавание повторяющегося маршрута. Когда концентратору становится известно о наличии нового счетчика, то концентратор проверяет его доступность. Если он недоступен, то концентратор пытается обнаружить один или более других счетчиков, которые «видят» счетчик, являющийся не непосредственно доступным. Эти счетчики определяются, параметры обнаружения запоминаются и затем используются в качестве промежуточной мостовой схемы.

25. Система позволяет сохранить данные в условиях падения напряжения. Замена механических устройств регистрации потребления (нумерованный ролик) на электронные элементы (энергозависимые запоминающие устройства) будет означать потерю данных о потреблении в случае прерывания подачи электроэнергии обслуживающей компанией. Во избежание этой потери в системе использовано энергонезависимое запоминающее устройство, предпочтительно - ПЗУ на сегнетоэлектриках, гарантирующее сохранность данных на протяжении срока службы электрического счетчика (15 лет).

26. Система позволяет осуществлять загрузку управляющих программ. Для гарантирования развивающего и/или корректирующего обеспечения функций, выполняемых программами, установленными в устройствах системы, обеспечена возможность модифицирования указанных программ без прерывания основного действия указанных устройств и без непосредственно обращения к ним. Это действие выполняется с помощью механизмов связи по несущей, используемой в ВЧ-связи по ЛЭП, применяемых управляющим центром, для управления устройствами.

27. Система позволяет обнаружить размыкание переключателя линии. Если одна из выходных линий распределительного шкафа, где находится концентратор, неисправна из-за размыкания переключателя линейной защиты, то концентратор, которому не удается связаться со всеми счетчиками этой линии, указывает центральному серверу аварийное состояние вышедшей из строя линии.

Этот перечень не следует рассматривать как перечень, ограничивающий объем данного изобретения. Описание предназначено для пояснения на примерах распределения основных функций между тремя - счетчиками, концентраторами и центральным устройством системы, согласно изобретению, исходя из функциональных возможностей трех компонентов.

Для осуществления основного замысла настоящего изобретения, которое обозначено сводным термином «назначаемое распределение передаваемых данных», предпочтительно, чтобы

счетчики выполняли по меньшей мере одну из функций, обозначенных номерами 1, 5, 12 и 25, и также предпочтительно функций, указанных номерами 2, 3, 4, 6, 7, 12, 13, 16, 17, 18, 19, 20 и 25, которые выполняются в счетчиках,

счетчики совместно с концентратором и сервером выполняли по меньшей мере одну из функций, указанных под номером 9, 14, 15, 21, 22, 23 и 26,

концентраторы выполняют по меньшей мере одну из функций, указанных под номерами 11 и 14, и также функции задающего устройства сети связи по несущей, используемой в ВЧ-связи по ЛЭП и узла сети ВЧ-связи по телефонной линии, а также функции, указанные под номерами 20 и 24.

Центральный сервер выполняет одну или более функций, указанных под номерами 8, 10, 17 и 26, а также функции, указанные под номерами 9 и 21, и функции задающего устройства сети ВЧ-связи по телефонной линии, и другие потенциальные функции выставления счетов и управления (не относящиеся к данной патентной заявке).

То есть, передаваемые в системе данные распределяются между центральным устройством, концентраторами и счетчиками таким образом, что эти три элемента системы имеют свои собственные возможности для обработки данных, хотя и ограниченные, как в счетчиках, но достаточные, чтобы соответствующим образом сократить потребности в передаче данных путем двунаправленной передачи. Эти потребности ограничены уменьшением количества передаваемых данных или задержкой их передачи до сроков, когда линии передачи станут менее загруженными.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Система дистанционного сбора данных и дистанционного управления пользовательскими объектами, расположенными на большой территории, содержащая счетчики электроэнергии для каждого пользователя, снабженные средством измерения потребления электроэнергии, и связанные с каждым пользователем промежуточные станции или концентраторы, к каждому из которых подключено множество счетчиков с помощью первого средства для двунаправленной передачи данных, при этом все концентраторы подключены к центральному серверу через второе средство для двунаправленной передачи данных,

передаваемые данные системы распределены между центральным сервером, концентраторами и счетчиками электроэнергии,

множество ограниченного числа счетчиков электроэнергии подключено после каждого концентратора, причем каждый счетчик кроме средства измерения потребления электроэнергии содержит средство преобразования измеренных значений в измерительные данные для обработки, по меньшей мере первый процессор для обработки измеряемых данных, по меньшей мере первое запоминающее устройство данных и первое программное запоминающее устройство, и первое средство для двунаправленной передачи в соответствующий концентратор, при этом выход первого процессора соединен с первым запоминающим устройством данных и/или с первым средством двунаправленной передачи для по меньшей мере временного запоминания и/или передачи данных, прошедших первичную обработку,

множество концентраторов подключено после центрального сервера, при этом каждый концентратор содержит по меньшей мере второе программное запоминающее устройство, по меньшей мере второй микропроцессор для последующей обработки данных, обработанных счетчиками, по меньшей мере второе запоминающее устройство данных для запоминания данных, выданных счетчиками и/или вторым микропроцессором, и второе средство для двунаправленной передачи в центральный сервер, при этом выход второго процессора соединен со вторым запоминающим устройством данных и/или со вторым средством двунаправленной передачи для временного запоминания и/или передачи прошедших последующую обработку данных,

отличающаяся тем, что

концентратор предназначен для осуществления функции автоматического распознавания повторяющегося маршрута путем определения одного или более счетчиков электроэнергии как промежуточного моста к счетчику электроэнергии, который не может быть достигнут концентратором непосредственно.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что первый процессор в составе каждого счетчика электроэнергии предназначен для выполнения по меньшей мере одной функции из следующих функций: сбора данных о потреблении электроэнергии, распределения потребления энергии по разным расценочным шкалам, определения попытки фальсификации и управления работой устройства противодействия мошенничеству, передачи и хранения запомненных данных по меньшей мере при падении напряжения.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что функция распределения потребления электроэнергии по разным расценочным шкалам запрограммирована на основе временных характеристик и/или пороговых значений мощности.

4. Система по п.2, отличающаяся тем, что первый процессор предназначен также для выполнения функции сбора и регистрации характеристики потребления электроэнергии данным пользователем.

5. Система по п.4, отличающаяся тем, что функция сбора и регистрации характеристики потребления электроэнергии выполняется согласно программируемому периоду времени.

6. Система по п.2, отличающаяся тем, что первый процессор предназначен также для выполнения функции измерения и регистрации средней и пиковой мощности.

7. Система по п.2, отличающаяся тем, что первый процессор предназначен также для выполнения функции ведения двух отдельных периодов выставления счета в разные интервалы.

8. Система по п.2, отличающаяся тем, что первый процессор предназначен также для выполнения функции ведения двух отдельных контрактов в диапазоне мощности до 35 кВт.

9. Система по п.2, отличающаяся тем, что первый процессор предназначен также для выполнения функции измерения и регистрации качественных параметров обслуживания, таких как прерывание и отклонение напряжения от номинального значения, оговоренного в контракте на энергоснабжение.

10. Система по п.2, отличающаяся тем, что первый процессор предназначен также для выполнения функции ведения с требуемой точностью календарного генератора тактовых импульсов, выполненного с возможностью его дистанционной синхронизации.

11. Система по п.2, отличающаяся тем, что первый процессор предназначен также для выполнения функции размыкания силовой цепи, входящей в состав счетчика электроэнергии.

12. Система по п.11, отличающаяся тем, что первый процессор содержит для выполнения функции размыкания силовой цепи модульный элемент, имеющий размыкающий элемент, выполненный с возможностью его дистанционного размыкания.

13. Система по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что первое запоминающее устройство данных выполнено с возможностью выполнения функции сохранения запомненных данных во время падения напряжения в течение всего срока службы счетчика электроэнергии.

14. Система по п.2, отличающаяся тем, что первый процессор предназначен также для выполнения функции отображения данных о потреблении электроэнергии и/или работы счетчика электроэнергии.

15. Система по п.1, отличающаяся тем, что второй процессор каждого концентратора предназначен для выполнения двойной функции задающего устройства сети по линии энергоснабжения между фактическим концентратором и счетчиками электроэнергии, и соответственно узлом сети ВЧ-связи по телефонной линии для сообщений по телефонной линии между концентратором и центральным сервером.

16. Система по п.1, отличающаяся тем, что второй процессор каждого концентратора предназначен для выполнения по меньшей мере следующих дополнительных функций: обеспечения энергетического баланса для одной отдельной подстанции энергоснабжения, в которой установлен концентратор, постоянного контроля рабочих состояний каждого счетчика электроэнергии, подключенного к нему, и выдачи аварийного сигнала, когда средства самодиагностики счетчика указывают неисправность.

17. Система по п.15, отличающаяся тем, что второй процессор каждого концентратора предназначен для выполнения функции обнаружения недозволенных отводов тока.

18. Система по п.1, отличающаяся тем, что концентратор предназначен также для выполнения функции автоматического распознавания повторяющегося маршрута в случае, когда обнаружено наличие нового счетчика электроэнергии.

19. Система по п.1, отличающаяся тем, что центральный сервер предназначен для выполнения по меньшей мере следующих функций: автоматического управления операциями разъединения, повторного соединения, прерываний, приостановок за задержанные платежи и изменений в контракте, избирательного отключения энергоснабжения по требованиям самой системы энергоснабжения для избежания риска аварийного перерыва в энергоснабжении или временных перегрузок; и загрузки рабочих программ.

20. Система по п.19, отличающаяся тем, что центральный сервер предназначен также для выполнения рабочей функции предварительной оплаты.

21. Система по п.19, отличающаяся тем, что центральный сервер предназначен также для выполнения функции безопасности и/или защиты ВЧ-связи по ЛЭП с помощью ключа отождествления подлинности.

22. Система по п.19, отличающаяся тем, что центральный сервер предназначен также для выполнения функции отображения рабочих данных сервера и/или сети.

23. Система по п.1, отличающаяся тем, что центральный сервер предназначен также для выполнения с помощью концентраторов во взаимодействии со счетчиками электроэнергии в сети связи между этими тремя устройствами функции двунаправленной передачи информации, предназначенной для автоматизации обслуживания, выполняемого субъектами, не являющимися владельцем сетей.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru