eng
Выпуск #4/1999
А. Лукин, М. Кастров, А. Герасимов.
Новый сетевой источник для систем бесперебойного электропитания
Новый сетевой источник для систем бесперебойного электропитания
Просмотры: 2419
Стремление улучшить гармонический состав потребляемого тока на входе импульсных источников вторичного питания и тем самым повысить их пожаробезопасность привело АОЗТ “ММП-ИРБИС” к разработке нового поколения преобразователей напряжения с корректором коэффициента мощности.
В большинстве стран Европы действуют законы, предписывающие обязательное использование корректоров коэффициента мощности (cos j) на входе импульсных источников вторичного электропитания (ИВЭП) с выходной мощностью свыше 300 Вт (в США и Канаде – свыше 75 Вт). Новый европейский стандарт ЕN 61000-3-2 требует, чтобы любое оборудование, имеющее входную мощность от 55 до 75 Вт и выше, соответствовало требованиям низкого уровня гармонических составляющих входного тока от второй до сороковой [1].
Введение подобных законов объясняется не столько стремлением улучшить гармонический состав потребляемого напряжения промышленной сети, сколько требованиями пожаробезопасности. Существенная нелинейность тока потребления импульсных ИВЭП приводит к увеличению тока в нейтральном проводе до уровня, превышающего действующее значение токов в линейных проводах [2]. Учитывая, что нейтральный провод изготовлен из стали и, как правило, имеет меньшее сечение, чем линейные, а также то, что эту нагрузку по току никто “не заметит”, так как на нейтральном проводе не устанавливают измерительных приборов и его по правилам техники безопасности запрещено защищать плавкими или автоматическими предохранителями, становится очевидной возможность возникновения пожара.
Несмотря на то, что в России нет закона об обязательном использовании корректоров коэффициента мощности, именно случаи возгорания явились причиной отказа ЗАО “Связь инжиниринг” (генерального поставщика стоек бесперебойного электропитания сети сотовой связи БИ ЛАЙН) от ранее применяемых блоков питания и выработки требований для “ММП - ИРБИС” на разработку нового поколения AC/DC ИВЭП с корректором коэффициента мощности на входе. В соответствии с этими требованиями новый ИВЭП должен иметь ряд функциональных особенностей, а также выходную мощность 600 Вт и сравнительно малые габариты и массу.
Функционально новый ИВЭП состоит из двух законченных узлов: корректора коэффициента мощности (КМС 600) и преобразователя постоянного напряжения в постоянное (МПК 600). Конструктивно каждый из узлов выполнен на отдельной печатной плате.
На плате КМС 600 (рис.1) размещены сетевой помехоподавляющий фильтр (Ф), устройство ограничения пускового тока (ОПТ), выпрямитель (В) и корректор мощности (КМ). Фильтр осуществляет эффективное подавление как симметричной составляющей помехи (за счет использования индуктивности намагничивания дросселя), так и несимметричной (за счет использования его индуктивности рассеяния). Устройство ОПТ с помощью проволочного резистора ограничивает ток заряда электролитического конденсатора, а в момент начала работы КМ – шунтирует этот резистор, исключая тем самым потери мощности.
Корректор коэффициента мощности собран по схеме повышающего импульсного регулятора напряжения. В качестве силового ключа используется МОП-транзистор фирмы International Rectifier. Для предотвращения возникновения сквозных токов применен сверхбыстродействующий диод фирмы Motorola, имеющий время восстановления обратного сопротивления не более 28 нс. Схема управления выполнена на микросхеме фирмы Micro Linear, основным узлом которой является перемножитель. На вход перемножителя поступают три величины: действующее значение сетевого напряжения, опорное синусоидальное напряжение сети и напряжение обратной связи с выхода КМ.
Применение перемножителя обеспечивает значение коэффициента мощности не менее 0,98 с низким уровнем гармоник вплоть до 50-й, что удовлетворяет соответствующим стандартам Европы и США.
Выходное напряжение КМ составляет 380 В, что позволяет устройству работать при широком диапазоне изменения напряжения сети – от 170 до 270 В. При необходимости возможно использование КМС 600 и при диапазоне изменения напряжения сети 85 – 270 В, что обеспечивает его эксплуатацию от сетей 110 и 220 В без дополнительных переключений. Как только входное напряжение превышает уровень 270 В, напряжение для питания схемы управления снижается, и КМ прекращает работу, обеспечивая таким образом защиту от перенапряжений на входе. При возникновении перенапряжения на выходе в микросхеме срабатывает узел защиты от перенапряжений, что также выключает КМ. Для защиты от высоковольтных импульсных выбросов на входе КМ установлен варистор. КМС 600 работает при естественном охлаждении, так как его КПД не менее 96 %.
Технические характеристики КМС 600:
Преобразователь постоянного напряжения в постоянное МПК 600 представляет собой два однотактных преобразователя с прямым включением выпрямительного диода, работающих в противофазе (рис 2). В качестве силовых ключей (К) использованы МОП-транзисторы с рабочим напряжением 900 В. Трансформаторы (Т) выполнены на сердечниках типа ETD 34 из феррита марки N 87 фирмы Siemens Matsushita. При выходных напряжениях 24 и 27 В в преобразователях используются диоды Шотки, а при напряжениях 48 и 60 В – быстродействующие диоды. КПД преобразователя не менее 93 %. При работе на полную выходную мощность преобразователю необходим принудительный обдув вентилятором, для которого преобразователь вырабатывает дополнительное напряжение 12 В.
Схема управления (СУ) выполнена на микросхеме типа UC 3846 (фирма Unitrode), представляющей собой ШИМ-регулятор токового типа с двумя выходами, работающими в противофазе. Управляющие импульсы подаются на затворы ключей непосредственно, без гальванической развязки. Микросхема имеет входы для двух ступеней защиты от перегрузок – первая построена на датчике тока, вторая, реализующая защиту от К.З., срабатывает при большем значении тока и при этом преобразователь переходит в режим перезапуска. Существует также цепь плавного запуска и регулировки порога срабатывания защиты от перегрузок. В преобразователе предусмотрена защита от перегрева радиатора ключей: при достижении температуры радиатора 75°С ключи блокируются, а при снижении температуры работоспособность преобразователя снова восстанавливается.
Технические характеристики МПК 600:
Новый ИВЭП спроектирован с учетом возможности его использования в источниках бесперебойного питания и сложных системах электропитания. Для этого в преобразователь введена схема реализации системных требований (СИ), которая обеспечивает:
– возможность параллельной работы ИВЭП с принудительным выравниванием токов;
– формирование на выходной характеристике участка работы в режиме генератора тока;
– селективную защиту от перенапряжений на выходе преобразователей;
– ограничение тока заряда аккумуляторов при работе ИВЭП в буфере с батареями;
– подключение контроллера температурной компенсации выходного напряжения при работе с аккумулятором;
– подключение обратной связи с нагрузки;
– включение и выключение преобразователя внешним сигналом малой мощности;
– сигнализацию нормальной и аварийной работы и формирование гальванически развязанного сигнала при аварии источника питания;
– регулировку выходного напряжения в пределах +15 %;
– дополнительный источник постоянного напряжения 12 В для вентилятора.
Автоматическое принудительное выравнивание токов параллельно работающих ИВЭП достигается соединением преобразователей между собой всего одним проводом, который одновременно служит измерительной шиной. На шину по схеме “или” подаются сигналы с датчиков тока нагрузки каждого ИВЭП. Схема управления производит сравнение сигнала на шине и сигнала от датчика тока, и в случае недогруженности ИВЭП корректирует выходное напряжение.
ИВЭП может работать параллельно с другими источниками на общую нагрузку и без автоматического выравнивания токов, для чего предусмотрена цепь формирования на выходной характеристике участка генератора тока. Этот режим работы сохраняется, пока выходное напряжение не снизится до уровня 1/3 от максимального.
При использовании ИВЭП в телекоммуникационных устройствах как проводной, так и сотовой связи его выход подсоединяют к нагрузке параллельно с аккумуляторными батареями. При нормальной работе ИВЭП обеспечивает в нагрузке требуемую мощность и при необходимости осуществляет плавающий подзаряд аккумуляторов. В случае пропадания напряжения сети мощность в нагрузке обеспечивает аккумулятор. После восстановления напряжения сети ИВЭП заряжает аккумулятор и снова обеспечивает мощность в нагрузке. Выполнение всех этих переходных процессов не требует никаких дополнительных переключений.
При работе ИВЭП в буфере с аккумуляторной батареей для обеспечения ее длительной и надежной эксплуатации необходимо выполнение ряда требований. Во-первых, необходимо ограничивать зарядный ток до уровня, не превышающего 0,3 от номинальной емкости батареи. С этой целью ИВЭП снабжен специальным входом для сигнала ограничения тока заряда. При восстановлении напряжения сети напряжение на батарее может оказаться существенно ниже номинального выходного напряжения ИВЭП, и тогда возникнет опасность, что заряд аккумулятора будет производиться максимальным суммарным током всех ИВЭП. Для предотвращения подобной ситуации на этот специальный вход поступает сигнал ограничения тока заряда с датчика, установленного последовательно с аккумуляторной батареей.
Другое требование состоит в изменении напряжения на заряженном аккумуляторе в зависимости от температуры. Для его выполнения в ИВЭП введен специальный вход, к которому подключен дополнительно разработанный контроллер температурной компенсации напряжения заряда. Контроллер способен работать непосредственно от выходного напряжения ИВЭП в диапазоне от 15 до 70 В и имеет защиту от К.З., обрыва цепи и пропадания питания.
Подключение к соответствующим выводам ИВЭП обратной связи непосредственно от нагрузки обеспечивает нестабильность выходного напряжения от изменения тока нагрузки не хуже 2 %.
Включение и выключение ИВЭП может осуществляться сигналом малой мощности, имеющим гальваническую развязку с помощью оптопары.
Сигнальные выходы ИВЭП на светодиоды обеспечивают индикацию нормальной работы или аварии источника питания. Для регулировки выходного напряжения ИВЭП служит вход “Рег”, подключенный к среднему выводу переменного резистора, крайние клеммы которого подсоединены к выводам “ + “ и “ - “ ИВЭП.
Внешний вид нового блока ИВЭП представлен на рис.3.
Использование импортной элементной базы и современной технологии сборки и монтажа обеспечили новому ИВЭП подтвержденную наработку на отказ свыше 200 тыс. ч. Невысокая цена (250 долл./шт.) и высокие технические характеристики блока, отвечающие зарубежным стандартам, определяют его широкое применение в различной функциональной аппаратуре. Данный источник питания незаменим при разработке современных распределенных систем электропитания для создания промежуточной шины постоянного тока, от которой запитываются менее мощные DC/DC преобразователи. В течение двух последних лет в сети сотовой связи БИ ЛАЙН эксплуатируется свыше двух тысяч блоков питания типа КМС 600 - МПК 600.
Литература
1. Жданкин В. Коррекция гармоник входного тока в маломощных сетевых источниках питания. – Современные технологии автоматизации, 1998, №1.
2.Капустин В., Лопухин А. Компьютеры и трехфазная электрическая сеть. –Современные технологии автоматизации, 1997, №2.
СЕТЬ С БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗЬЮ ОБЕСПЕЧИВАЕТ ЭКОНОМИЮ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Совсем недавно на основе фирмы-провайдера беспроводной сети данных CellNet Data Systems была создана первая в мире компания по энергоснабжению в режиме on-line. Пользуясь ослаблением государственного регулирования в энергетической системе Калифорнии, новая компания Utility.com намерена предложить потребителям низкие тарифы за пользование электроэнергией. Осуществить это она сможет с помощью ежечасного считывания показаний электрического счетчика каждого потребителя, а также благодаря возможности снижать нагрузку у потребителя в часы пикового спроса. Соединения для выполнения этих функций обеспечит многоуровневая беспроводная сеть фирмы CellNet. Потребители, имея доступ к сайту в Internet, смогут контролировать свой расход энергии и выбирать вариант для снижения потребления.
Фирма Utility.com будет брокером по операциям с электроэнергией, покупая энергию у электрических станций и продавая ее потребителям. При новой системе, как и раньше, электроэнергия идет от электростанций к потребителям через сеть электропередач, однако параллельно с действительной поставкой электроэнергии через автоматизированную подстанцию осуществляется продажа энергии в собственность. Каждый час такая компания, как Utility.com, электронным способом заказывает у подстанции мощность, которую она будет использовать в следующем часе.
Между стоимостями за энергию в пиковые часы и в остальное время существует значительная разница, поэтому умение рассчитывать пиковые потребности может обеспечить большую экономию, а если фирма действительно способна снизить некоторым потребителям нагрузку в пиковые часы (с их предварительного согласия, разумеется), экономия может стать еще существеннее. По оценкам, экономия для потребителей может достигать 15% от ежемесячного счета на оплату электроэнергии.
Фирмой CellNet была построена гибридная сеть, соединяющая каждый электрический счетчик в географическом регионе с центральной базой данных (рис.). Сеть содержит несколько различных уровней иерархии. В доме отдельного потребителя установлен так называемый коммуникационный модуль – интеллектуальная радиостанция с двусторонней связью частотного диапазона 915–928 МГц, интегрированная в домашний электрический счетчик. Модуль способен автоматически загружать данные в программируемом интервале – в случае Utility.com один раз в час.
Модули связаны с базовыми станциями микросотовой связи (контроллеры MicroCell), действующими как концентраторы для всех коммуникационных модулей на площади в 2,5 км2 . Контроллеры, в свою очередь, соединены в широкомасштабную сеть с помощью центральных базовых станций CellMaster, каждая из которых способна оперировать с двумя сотнями контроллеров MicroCell. Таким образом, CellNet может распространить микросотовую сеть данных на огромную географическую область при относительно малом объеме оборудования.
Беспроводные сети дистанционного считывания показаний электросчетчиков уже используются в 2 млн. домах, а к 2000 г. их будет около 4 млн.
Введение подобных законов объясняется не столько стремлением улучшить гармонический состав потребляемого напряжения промышленной сети, сколько требованиями пожаробезопасности. Существенная нелинейность тока потребления импульсных ИВЭП приводит к увеличению тока в нейтральном проводе до уровня, превышающего действующее значение токов в линейных проводах [2]. Учитывая, что нейтральный провод изготовлен из стали и, как правило, имеет меньшее сечение, чем линейные, а также то, что эту нагрузку по току никто “не заметит”, так как на нейтральном проводе не устанавливают измерительных приборов и его по правилам техники безопасности запрещено защищать плавкими или автоматическими предохранителями, становится очевидной возможность возникновения пожара.
Несмотря на то, что в России нет закона об обязательном использовании корректоров коэффициента мощности, именно случаи возгорания явились причиной отказа ЗАО “Связь инжиниринг” (генерального поставщика стоек бесперебойного электропитания сети сотовой связи БИ ЛАЙН) от ранее применяемых блоков питания и выработки требований для “ММП - ИРБИС” на разработку нового поколения AC/DC ИВЭП с корректором коэффициента мощности на входе. В соответствии с этими требованиями новый ИВЭП должен иметь ряд функциональных особенностей, а также выходную мощность 600 Вт и сравнительно малые габариты и массу.
Функционально новый ИВЭП состоит из двух законченных узлов: корректора коэффициента мощности (КМС 600) и преобразователя постоянного напряжения в постоянное (МПК 600). Конструктивно каждый из узлов выполнен на отдельной печатной плате.
На плате КМС 600 (рис.1) размещены сетевой помехоподавляющий фильтр (Ф), устройство ограничения пускового тока (ОПТ), выпрямитель (В) и корректор мощности (КМ). Фильтр осуществляет эффективное подавление как симметричной составляющей помехи (за счет использования индуктивности намагничивания дросселя), так и несимметричной (за счет использования его индуктивности рассеяния). Устройство ОПТ с помощью проволочного резистора ограничивает ток заряда электролитического конденсатора, а в момент начала работы КМ – шунтирует этот резистор, исключая тем самым потери мощности.
Корректор коэффициента мощности собран по схеме повышающего импульсного регулятора напряжения. В качестве силового ключа используется МОП-транзистор фирмы International Rectifier. Для предотвращения возникновения сквозных токов применен сверхбыстродействующий диод фирмы Motorola, имеющий время восстановления обратного сопротивления не более 28 нс. Схема управления выполнена на микросхеме фирмы Micro Linear, основным узлом которой является перемножитель. На вход перемножителя поступают три величины: действующее значение сетевого напряжения, опорное синусоидальное напряжение сети и напряжение обратной связи с выхода КМ.
Применение перемножителя обеспечивает значение коэффициента мощности не менее 0,98 с низким уровнем гармоник вплоть до 50-й, что удовлетворяет соответствующим стандартам Европы и США.
Выходное напряжение КМ составляет 380 В, что позволяет устройству работать при широком диапазоне изменения напряжения сети – от 170 до 270 В. При необходимости возможно использование КМС 600 и при диапазоне изменения напряжения сети 85 – 270 В, что обеспечивает его эксплуатацию от сетей 110 и 220 В без дополнительных переключений. Как только входное напряжение превышает уровень 270 В, напряжение для питания схемы управления снижается, и КМ прекращает работу, обеспечивая таким образом защиту от перенапряжений на входе. При возникновении перенапряжения на выходе в микросхеме срабатывает узел защиты от перенапряжений, что также выключает КМ. Для защиты от высоковольтных импульсных выбросов на входе КМ установлен варистор. КМС 600 работает при естественном охлаждении, так как его КПД не менее 96 %.
Технические характеристики КМС 600:
Преобразователь постоянного напряжения в постоянное МПК 600 представляет собой два однотактных преобразователя с прямым включением выпрямительного диода, работающих в противофазе (рис 2). В качестве силовых ключей (К) использованы МОП-транзисторы с рабочим напряжением 900 В. Трансформаторы (Т) выполнены на сердечниках типа ETD 34 из феррита марки N 87 фирмы Siemens Matsushita. При выходных напряжениях 24 и 27 В в преобразователях используются диоды Шотки, а при напряжениях 48 и 60 В – быстродействующие диоды. КПД преобразователя не менее 93 %. При работе на полную выходную мощность преобразователю необходим принудительный обдув вентилятором, для которого преобразователь вырабатывает дополнительное напряжение 12 В.
Схема управления (СУ) выполнена на микросхеме типа UC 3846 (фирма Unitrode), представляющей собой ШИМ-регулятор токового типа с двумя выходами, работающими в противофазе. Управляющие импульсы подаются на затворы ключей непосредственно, без гальванической развязки. Микросхема имеет входы для двух ступеней защиты от перегрузок – первая построена на датчике тока, вторая, реализующая защиту от К.З., срабатывает при большем значении тока и при этом преобразователь переходит в режим перезапуска. Существует также цепь плавного запуска и регулировки порога срабатывания защиты от перегрузок. В преобразователе предусмотрена защита от перегрева радиатора ключей: при достижении температуры радиатора 75°С ключи блокируются, а при снижении температуры работоспособность преобразователя снова восстанавливается.
Технические характеристики МПК 600:
Новый ИВЭП спроектирован с учетом возможности его использования в источниках бесперебойного питания и сложных системах электропитания. Для этого в преобразователь введена схема реализации системных требований (СИ), которая обеспечивает:
– возможность параллельной работы ИВЭП с принудительным выравниванием токов;
– формирование на выходной характеристике участка работы в режиме генератора тока;
– селективную защиту от перенапряжений на выходе преобразователей;
– ограничение тока заряда аккумуляторов при работе ИВЭП в буфере с батареями;
– подключение контроллера температурной компенсации выходного напряжения при работе с аккумулятором;
– подключение обратной связи с нагрузки;
– включение и выключение преобразователя внешним сигналом малой мощности;
– сигнализацию нормальной и аварийной работы и формирование гальванически развязанного сигнала при аварии источника питания;
– регулировку выходного напряжения в пределах +15 %;
– дополнительный источник постоянного напряжения 12 В для вентилятора.
Автоматическое принудительное выравнивание токов параллельно работающих ИВЭП достигается соединением преобразователей между собой всего одним проводом, который одновременно служит измерительной шиной. На шину по схеме “или” подаются сигналы с датчиков тока нагрузки каждого ИВЭП. Схема управления производит сравнение сигнала на шине и сигнала от датчика тока, и в случае недогруженности ИВЭП корректирует выходное напряжение.
ИВЭП может работать параллельно с другими источниками на общую нагрузку и без автоматического выравнивания токов, для чего предусмотрена цепь формирования на выходной характеристике участка генератора тока. Этот режим работы сохраняется, пока выходное напряжение не снизится до уровня 1/3 от максимального.
При использовании ИВЭП в телекоммуникационных устройствах как проводной, так и сотовой связи его выход подсоединяют к нагрузке параллельно с аккумуляторными батареями. При нормальной работе ИВЭП обеспечивает в нагрузке требуемую мощность и при необходимости осуществляет плавающий подзаряд аккумуляторов. В случае пропадания напряжения сети мощность в нагрузке обеспечивает аккумулятор. После восстановления напряжения сети ИВЭП заряжает аккумулятор и снова обеспечивает мощность в нагрузке. Выполнение всех этих переходных процессов не требует никаких дополнительных переключений.
При работе ИВЭП в буфере с аккумуляторной батареей для обеспечения ее длительной и надежной эксплуатации необходимо выполнение ряда требований. Во-первых, необходимо ограничивать зарядный ток до уровня, не превышающего 0,3 от номинальной емкости батареи. С этой целью ИВЭП снабжен специальным входом для сигнала ограничения тока заряда. При восстановлении напряжения сети напряжение на батарее может оказаться существенно ниже номинального выходного напряжения ИВЭП, и тогда возникнет опасность, что заряд аккумулятора будет производиться максимальным суммарным током всех ИВЭП. Для предотвращения подобной ситуации на этот специальный вход поступает сигнал ограничения тока заряда с датчика, установленного последовательно с аккумуляторной батареей.
Другое требование состоит в изменении напряжения на заряженном аккумуляторе в зависимости от температуры. Для его выполнения в ИВЭП введен специальный вход, к которому подключен дополнительно разработанный контроллер температурной компенсации напряжения заряда. Контроллер способен работать непосредственно от выходного напряжения ИВЭП в диапазоне от 15 до 70 В и имеет защиту от К.З., обрыва цепи и пропадания питания.
Подключение к соответствующим выводам ИВЭП обратной связи непосредственно от нагрузки обеспечивает нестабильность выходного напряжения от изменения тока нагрузки не хуже 2 %.
Включение и выключение ИВЭП может осуществляться сигналом малой мощности, имеющим гальваническую развязку с помощью оптопары.
Сигнальные выходы ИВЭП на светодиоды обеспечивают индикацию нормальной работы или аварии источника питания. Для регулировки выходного напряжения ИВЭП служит вход “Рег”, подключенный к среднему выводу переменного резистора, крайние клеммы которого подсоединены к выводам “ + “ и “ - “ ИВЭП.
Внешний вид нового блока ИВЭП представлен на рис.3.
Использование импортной элементной базы и современной технологии сборки и монтажа обеспечили новому ИВЭП подтвержденную наработку на отказ свыше 200 тыс. ч. Невысокая цена (250 долл./шт.) и высокие технические характеристики блока, отвечающие зарубежным стандартам, определяют его широкое применение в различной функциональной аппаратуре. Данный источник питания незаменим при разработке современных распределенных систем электропитания для создания промежуточной шины постоянного тока, от которой запитываются менее мощные DC/DC преобразователи. В течение двух последних лет в сети сотовой связи БИ ЛАЙН эксплуатируется свыше двух тысяч блоков питания типа КМС 600 - МПК 600.
Литература
1. Жданкин В. Коррекция гармоник входного тока в маломощных сетевых источниках питания. – Современные технологии автоматизации, 1998, №1.
2.Капустин В., Лопухин А. Компьютеры и трехфазная электрическая сеть. –Современные технологии автоматизации, 1997, №2.
СЕТЬ С БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗЬЮ ОБЕСПЕЧИВАЕТ ЭКОНОМИЮ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Совсем недавно на основе фирмы-провайдера беспроводной сети данных CellNet Data Systems была создана первая в мире компания по энергоснабжению в режиме on-line. Пользуясь ослаблением государственного регулирования в энергетической системе Калифорнии, новая компания Utility.com намерена предложить потребителям низкие тарифы за пользование электроэнергией. Осуществить это она сможет с помощью ежечасного считывания показаний электрического счетчика каждого потребителя, а также благодаря возможности снижать нагрузку у потребителя в часы пикового спроса. Соединения для выполнения этих функций обеспечит многоуровневая беспроводная сеть фирмы CellNet. Потребители, имея доступ к сайту в Internet, смогут контролировать свой расход энергии и выбирать вариант для снижения потребления.
Фирма Utility.com будет брокером по операциям с электроэнергией, покупая энергию у электрических станций и продавая ее потребителям. При новой системе, как и раньше, электроэнергия идет от электростанций к потребителям через сеть электропередач, однако параллельно с действительной поставкой электроэнергии через автоматизированную подстанцию осуществляется продажа энергии в собственность. Каждый час такая компания, как Utility.com, электронным способом заказывает у подстанции мощность, которую она будет использовать в следующем часе.
Между стоимостями за энергию в пиковые часы и в остальное время существует значительная разница, поэтому умение рассчитывать пиковые потребности может обеспечить большую экономию, а если фирма действительно способна снизить некоторым потребителям нагрузку в пиковые часы (с их предварительного согласия, разумеется), экономия может стать еще существеннее. По оценкам, экономия для потребителей может достигать 15% от ежемесячного счета на оплату электроэнергии.
Фирмой CellNet была построена гибридная сеть, соединяющая каждый электрический счетчик в географическом регионе с центральной базой данных (рис.). Сеть содержит несколько различных уровней иерархии. В доме отдельного потребителя установлен так называемый коммуникационный модуль – интеллектуальная радиостанция с двусторонней связью частотного диапазона 915–928 МГц, интегрированная в домашний электрический счетчик. Модуль способен автоматически загружать данные в программируемом интервале – в случае Utility.com один раз в час.
Модули связаны с базовыми станциями микросотовой связи (контроллеры MicroCell), действующими как концентраторы для всех коммуникационных модулей на площади в 2,5 км2 . Контроллеры, в свою очередь, соединены в широкомасштабную сеть с помощью центральных базовых станций CellMaster, каждая из которых способна оперировать с двумя сотнями контроллеров MicroCell. Таким образом, CellNet может распространить микросотовую сеть данных на огромную географическую область при относительно малом объеме оборудования.
Беспроводные сети дистанционного считывания показаний электросчетчиков уже используются в 2 млн. домах, а к 2000 г. их будет около 4 млн.
Отзывы читателей
