7. СОВЕТУВАЊЕmako-cigre.mk/sovetuvanja/2011/pdf/c1.174.txt.pdf · систем кој...

14
C1-174R 1/14 7. СОВЕТУВАЊЕ Охрид, 2 4 октомври 2011 Сања Велева Данчо Давчев Факултет за електротехника и информациски технологии - Скопје, Универзитет Св. Кирил и Методиј“, Скопје ИНФОРМАЦИОНЕН СИСТЕМ ЗА ПРИБИРАЊЕ НА ПОДАТОЦИ И КОНТРОЛА НА СЕНЗОРСКИ ПРИКЛУЧНИЦИ КУСА СОДРЖИНА Автоматизација на домаќинствата е релативно нова и атрактивна област која се повеќе се развива како дел од интелигентни енергетски мрежи. Нејзиниот фокус е следење и контрола на потрошувачката на електрична енергија во домаќинствата со крајна цел намалување на просечната потрошувачка и подобрување на енергетската ефикасност на домаќинствата. Во трудот е презентиран информационен систем кој се состои од хардверска инфраструктура (напонски сензори, актуатор, персонален сметач) и софтверски решенија (апликациски дел и податочна структура) кои имаат за цел евидентирање, следење, контрола и управување со потрошувачката на електрична енергија во едно домаќинство. Со евиденцијата на потрошената електрична енергија во даден период за секој од електричните уреди во домаќинството се добива слика за типичната електричната потрошувачка во одбраниот период, за потоа врз основа на таа слика да се изведе модел за автоматска контрола на вклучувањето и исклучувањето на уредите со цел намалување на потрошувачката на електрична енергија и зголемување на енергетската ефикасност. Клучни зборови: интелигентни енергетски мрежи, информационен систем, автоматизација на домаќинствата, сензори, контрола на енергетска ефикасност. 1 ВОВЕД Автоматизација на домаќинствата (HA – Home Automation) е подрачје кое забрзано се развива во рамките на интелигентни енергетски мрежи [1, 2] (SG - Smart Grids), кои од своја страна претставуваат стратешка определба во развојот на идните енергетски мрежи. Во технологијата на HA се опфатени основните постулати на SG: двонасочна комуникација со потрошувачите [5], во случајов тоа се уреди за домаќинства. Оваа двострана комуникација се реализира преку информационен систем кој се состои од сензори, актуатори и работна станица. реализација на контрола и управување со потрошувачката на уредите во домаќинствата која треба да овозможи висок степен на енергетска ефикасност [3, 4], а со тоа и смалување на ефектот на стакленички гасови. Покрај применета на информациските технологии како што се сензори и актуатори за остварување на безжична комуникација, потребно е и развивање на конзистентен систем за прибирање на податоци, нивна обработка и употреба при контролата на потрошувачката на електрична енергија на уредите во домаќинствата. Во овој труд е прикажан оригинален систем за прибирање на податоци кој е конципиран според потребите на системот за контрола и управување со уредите во домаќинствата. Овој систем е развиен со оглед на потребата за прибирање на точно специфицирани податоци (активна моќност, напон, фреквенција итн.) кои се потребни при креирањето на системот на одлучување [6], но исто така да бидат во склад со

Upload: others

Post on 26-Feb-2020

47 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 7. СОВЕТУВАЊЕmako-cigre.mk/sovetuvanja/2011/pdf/C1.174.txt.pdf · систем кој се состои од сензори, актуатори и работна станица

C1-174R 1/14

7. СОВЕТУВАЊЕОхрид, 2 − 4 октомври 2011

Сања Велева Данчо Давчев Факултет за електротехника и информациски технологии - Скопје, Универзитет „Св. Кирил и Методиј“, Скопје

ИНФОРМАЦИОНЕН СИСТЕМ ЗА ПРИБИРАЊЕ НА ПОДАТОЦИ И КОНТРОЛА НА СЕНЗОРСКИ ПРИКЛУЧНИЦИ

КУСА СОДРЖИНА

Автоматизација на домаќинствата е релативно нова и атрактивна област која се повеќе се развива како дел од интелигентни енергетски мрежи. Нејзиниот фокус е следење и контрола на потрошувачката на електрична енергија во домаќинствата со крајна цел намалување на просечната потрошувачка и подобрување на енергетската ефикасност на домаќинствата. Во трудот е презентиран информационен систем кој се состои од хардверска инфраструктура (напонски сензори, актуатор, персонален сметач) и софтверски решенија (апликациски дел и податочна структура) кои имаат за цел евидентирање, следење, контрола и управување со потрошувачката на електрична енергија во едно домаќинство. Со евиденцијата на потрошената електрична енергија во даден период за секој од електричните уреди во домаќинството се добива слика за типичната електричната потрошувачка во одбраниот период, за потоа врз основа на таа слика да се изведе модел за автоматска контрола на вклучувањето и исклучувањето на уредите со цел намалување на потрошувачката на електрична енергија и зголемување на енергетската ефикасност.

Клучни зборови: интелигентни енергетски мрежи, информационен систем, автоматизација на домаќинствата, сензори, контрола на енергетска ефикасност.

1 ВОВЕД

Автоматизација на домаќинствата (HA – Home Automation) е подрачје кое забрзано се развива во рамките на интелигентни енергетски мрежи [1, 2] (SG - Smart Grids), кои од своја страна претставуваат стратешка определба во развојот на идните енергетски мрежи. Во технологијата на HA се опфатени основните постулати на SG:

– двонасочна комуникација со потрошувачите [5], во случајов тоа се уреди за домаќинства. Оваа двострана комуникација се реализира преку информационен систем кој се состои од сензори, актуатори и работна станица.

– реализација на контрола и управување со потрошувачката на уредите во домаќинствата која треба да овозможи висок степен на енергетска ефикасност [3, 4], а со тоа и смалување на ефектот на стакленички гасови.

Покрај применета на информациските технологии како што се сензори и актуатори за остварување на безжична комуникација, потребно е и развивање на конзистентен систем за прибирање на податоци, нивна обработка и употреба при контролата на потрошувачката на електрична енергија на уредите во домаќинствата. Во овој труд е прикажан оригинален систем за прибирање на податоци кој е конципиран според потребите на системот за контрола и управување со уредите во домаќинствата. Овој систем е развиен со оглед на потребата за прибирање на точно специфицирани податоци (активна моќност, напон, фреквенција итн.) кои се потребни при креирањето на системот на одлучување [6], но исто така да бидат во склад со

Page 2: 7. СОВЕТУВАЊЕmako-cigre.mk/sovetuvanja/2011/pdf/C1.174.txt.pdf · систем кој се состои од сензори, актуатори и работна станица

MAKO CIGRE 2011 C1-174R 2/14

техничките можности на безжичниот пренос на податоци [3, 5] (прекини во нишките на подaтоци кои се собираат во однапред зададени временски интервали, изборот на податоци кои се прибираат од сензорските приклучници, итн.).

Креираните бази на податоци преку развиениот информациски систем за прибирање на подaтоци е потребно да се прилагодат за потребите на другите информациски системи (алгоритми за податочно рударење, систем за одлучување, како и систем за визуелизација на податоците во кориснички пријателска форма (MS Access, CSV, html формат итн.).

2 СИСТЕМ ЗА МЕНАЏИРАЊЕ НА ПОТРОШУВАЧКА НА ЕЛЕКТРИЧНАТА ЕНЕРГИЈА ВО ДОМАЌИНСТВАТА

Во овој труд ќе биде презентиран оригинален систем за менаџирање на потрошувачката на електричната енергија во домаќинствата кој ги содржи следните функции:

– мерење, прибирање и чување на податоци за моменталната потрошувачка на електрична енергија (енергија, активна моќност, напон, фреквенција итн.) за различни уреди во домаќинствата,

– алатки за следење и контрола на параметрите за моменталната потрошувачка на електрична енергија, како и вкупната потрошувачка на електрична енергија во домаќинството,

– анализа, процесирање и статистички предвидувања на собраните податочни вредности,

– имплементација на множества од правила за контрола на електричните уреди, базирана на логика и емпириски податоци, во реализацијата на енергетската ефикасност, односно за намалување на сметката за потрошена електрична енергија.

Информациониот систем за прибирање и чување на податоци за потрошувачка на електрична енергија на уредите во домаќинствата кои се приклучени на сензорските приклучници, се состои од следните сегменти (Слика 1):

– сензори за следење и контрола на потрошувачката на електрична енергија на уредите кои се приклучени на сензорските приклучници,

– актуатор за централно управување со сензорите,

– софтверски систем за следење и контрола инсталиран на персонален сметач.

Page 3: 7. СОВЕТУВАЊЕmako-cigre.mk/sovetuvanja/2011/pdf/C1.174.txt.pdf · систем кој се состои од сензори, актуатори и работна станица

MAKO CIGRE 2011 C1-174R 3/14

Слика 1 - Систем за менаџирање на електричната енергија во домаќинствата

2.1 Сензори

Сензорите за следење и контрола на потрошувачката на електрична енергија на уредите кои се приклучени на сензорските приклучници ги мерат моменталните електрични параметри на потрошувачката на електрична енергија (енергија, активна моќност, напон, фреквенција) на уредот кој е приклучен на соодветната приклучница. Информациите за измерените вредности на електричните параметри преку безжична врска се испраќаат до централниот актуатор на кој се поврзани повеќе сензори. Сензорите покрај мерењето на моменталните електрични параметри на приклучницата имаат и функција да ја активираат или деактивираат соодветната сензорска приклучница, односно да го вклучат или исклучат напојувањето на сензорската приклучница. Вклучувањето и исклучувањето на напојувањето со електрична енергија може да се направи:

– далечински (по налог на апликативниот софтвер), преку актуаторот кој има безжична врска со секој од сензорите, или

– рачно (по желба на корисникот на уредот) со помош на склопка на самата приклучница.

2.2 Актуатор

Актуаторот е централен уред со кој преку безжична врска се остварува комуникацијата со секој од сензорските приклучници. Истиот има две функции:

– прибирање на податоци за моменталните електрични параметри на уредите кои се мерат од страна на сензорите,

– отчитување и контрола на состојбата на вклученост/исклученост на секој од сензорските приклучници.

Како уред, актуаторот располага со сопствен дисплеј и контролни копчиња преку кои се отчитуваат моменталните електрични параметри на секој од сензорите и се контролира

Page 4: 7. СОВЕТУВАЊЕmako-cigre.mk/sovetuvanja/2011/pdf/C1.174.txt.pdf · систем кој се состои од сензори, актуатори и работна станица

MAKO CIGRE 2011 C1-174R 4/14

вклучувањето односно исклучувањето на секој од сензорските приклучници. Актуаторот преку сериска врска е приклучен на персонален сметач и така директно се воспоставува врска со сметачкиот систем преку кој корисникот може да комуницира и да управува со актуаторот.

2.3 Софтверски систем

Софтверскиот систем е инсталиран на персоналниот сметач и се состои од апликативен дел и податочна структура (база на податоци или датотека). Преку апликативниот дел се изведува комуникацијата со актуаторот, додека во податочната структура се чуваат податоците со кои управува системот (Слика 2).

Слика 2 - Шематски приказ на структурата на апликацијата

Апликативниот дел има за цел да воспостави комуникациска врска меѓу сметачкиот систем и актуаторот, а потоа да управува со таа врска, одржувајќи ја активна и функционална. При тоа, апликативниот дел има и функција:

– да ги контролира и соодветно да реагира со оглед на евентуалните проблеми кои би се јавиле во комуникацијата со актуаторот или со оглед на достапноста на податочната структура,

– проблемите да ги амортизира на адекватен начин како не би се јавиле прекини во прибирањето на податоци, и

– да ја минимизира потребата од интервенција на корисникот при појава на вакви проблеми.

Типични проблеми кои се јавуваат при работата се:

– привремената недостапност на податочната структура поради мрежни проблеми или поради истовремен пристап до податочната структура од повеќе локации,

– привремена недостапност на актуаторот или

– проблем со исчитувањето на тековните податоци од актуаторот.

Вакви и слични проблеми би можеле да предизвикаат прекин во работата на системот или да бараат интервенција на корисникот за да се воспостави нормална работа, а со тоа и да се намали ефикасноста и употребливоста на системот во реални услови на користење. Имено може да се очекува просечни корисници во домаќинствата да немаат основни познавања на ИКТ, а со тоа да се појави нивна одбивност за информатички интервенции и нагодувања на системот. Поради ова, во апликативниот дел се инкорпорирани методи кои ги следат, контролираат и со чија помош се врши ефикасно справување со ваквите проблеми, како и дел за системски пораки кои се генерираат за полесно следење на работната состојба на системот и евиденција на проблемите на кои системот наишол.

Page 5: 7. СОВЕТУВАЊЕmako-cigre.mk/sovetuvanja/2011/pdf/C1.174.txt.pdf · систем кој се состои од сензори, актуатори и работна станица

MAKO CIGRE 2011 C1-174R 5/14

Дополнително, за да се овозможи поголема флексибилност и универзалност на системот, дел од податоците кои се користат за врска со актуаторот, како и дел од податоците со кои се дефинира податочната структура се параметризирани и тие може соодветно да се променат по потреба без притоа да се интервенира во апликативниот дел.

Во податочната структура се сместуваат исчитаните вредности од сензорите, се врши анализа на прибраните податоци, се чуваат податоци за моменталната состојба на сензорите како и податоци за контрола на секој од сензорите. За подобрување на флексибилноста и проширување на употребливоста на системот, како податочна структура освен база на податоци, може да се користат и CSV или HTML датотеки кои се употребуваат во посебни случаи, овозможувајќи му на системот дополнителна функционалност во специјални услови на работа и широка применливост при презентацијата на податоците.

2.3.1 Апликативен дел

Апликативниот дел е изработен во Microsoft .NET технологија и лесно се инсталира и инкорпорира во Windows околина. За едноставно менување на параметрите за работа на системот како и за следење на моменталната активност на системот изработен е и едноставен кориснички интерфејс преку кој се изведуваат основните нагодувања на апликацијата.

Преку корисничкиот интерфејс може да се дефинираат следниве параметри:

– Select COM port for the device

o На која COM порта е приклучен актуаторот. Поддржани се портите од COM1 до COM16 (Слика 3)

– Select Device action

Со ова се одбира каква операција ќе се примени врз уредот ( Слика 4). Можни се следниве опции:

o Retrieve version – се исчитува верзијата на хардверот и софтверот на актуаторот o Retrieve History – се исчитува историјат на вредности собрани по денови и

месеци o Retrieve Real Power – се исчитува моменталната моќност на сензорските

приклучници o Control Device – се контролира вклучување и исклучување на сензорите на

нисконапонската енергетска мрежа o Logical Mode – користи множество од логички параметри за контрола врз

сензорите

Page 6: 7. СОВЕТУВАЊЕmako-cigre.mk/sovetuvanja/2011/pdf/C1.174.txt.pdf · систем кој се состои од сензори, актуатори и работна станица

MAKO CIGRE 2011 C1-174R 6/14

Слика 3 – Изглед на корисничкиот интерфејс

Слика 4 – Избор на функција на уредот

– Interval of execution (seconds)

Со ова се дефинира интервал на повторливост на избраната операција во претходниот чекор (Слика 3). Интервалот се дефинира во секунди и максимална вредност е 3600 секунди, односно избраната операција мора да се извршува најмалку еднаш во еден час. За вредност на интервалот 0, операцијата се извршува само еднократно.

– Type of storage/control

Се одбира тип на формат во кој ќе се чуваат податоците за прочитаните параметри од сензорите и контролата на сензорите (Слика 5). Одбраната опција важи и за локацијата за чување и за локацијата за контрола и за локацијата за логика Можни вредности се:

o Database – податоците се чуваат во база на податоци посебно дизајнирана за таа потреба

o CSV File – податоците се чуваат во текстуален CSV (comma separated values) формат кај кој вредностите се меѓусебно одделени со запирки

o HTML File – податоците се чуваат во HTML датотека, која е корисна за прикажување на податоците на web страница.

За секоја од одбраните опции, потребно е во подолните полиња да се впише локацијата на одбраната структура за чување и контрола, односно патека до HTML/CSV датотеката или податоци за врска до базата на податоци.

Page 7: 7. СОВЕТУВАЊЕmako-cigre.mk/sovetuvanja/2011/pdf/C1.174.txt.pdf · систем кој се состои од сензори, актуатори и работна станица

MAKO CIGRE 2011 C1-174R 7/14

Слика 5 – Избор на тип на формат за

податочната структура

Слика 6 – Локации за податочната структура

– Storage location

Локација (патека до HTML/CSV датотеката или податоци за врска (connection string) до базата на податоци) на структурата која се користи за чување на исчитаните податоци (Слика 6). Достапна е при операциите: Retrieve Version, Retrieve History, Retrieve Real Power, Logical Mode.

– Control location

Локација (патека до HTML/CSV датотеката или податоци за врска (connection string) до базата на податоци) на структурата која се користи за чување на податоците за контрола за сензорите (Слика 6). Достапна е при операциите: Retrieve Real Power, Control Device, Logical Mode.

– Logic location

Локација (податоци за врска (connection string) до базата на податоци) на структурата која се користи за чување на податоци за логиката на контрола на сензорите (Слика 6). Достапна е при операцијата: Logical Mode.

– Log level

Се одбира деталноста на евидентирањето на пораките кои ги јавува апликативниот дел (Слика 7). Корисникот може да одбере дали апликацијата да јавува за секоја активност или само за критичните. Доколку нема проблеми со извршувањето на апликацијата, не е потрeбно ништо да се евидентира, но доколку се појавуваат проблеми нивото на евидентирање треба да се зголеми соодветно за да се забележи причината за проблемите. Можни опции за избор се:

o No Logging – ништо не се евидентира

Page 8: 7. СОВЕТУВАЊЕmako-cigre.mk/sovetuvanja/2011/pdf/C1.174.txt.pdf · систем кој се состои од сензори, актуатори и работна станица

MAKO CIGRE 2011 C1-174R 8/14

o Fatal only – се евидентираат само сериозните грешки кои доведуваат до запирање на извршувањето на апликацијата

o Errors – се евидентираат сите грешки кои се случиле при извршувањето на апликацијата. Ги подразбира и претходните

o Warnings – се евидентираат предупредувањата кои не се грешки но се важни информации. Ги вклучуваат и претходните две.

o Everything – се евидентира сé, сите чекори и активности низ кои поминува апликацијата. Ги вклучува и претходните три.

Слика 7 – Ниво на деталност и тип на приказ

за пораките од системот

Слика 8 – Локација на датотеката за евиденција на пораките од системот

– Log Type

Се одбира форматот за евиденција и прикажување на пораките од апликацијата (Слика 7). Како можни опции се:

o File – пораките се евидентираат во текстуална датотека на локација дефинирана со следниот параметар. Оваа опција е препорачлива за редовна работа на апликацијата.

o Console – пораките се прикажуваат во конзолен прозорец. Корисно е при програмска работа со апликацијата.

o Message Box – секоја порака се прикажува во посебен прозорец. При приказот на пораката апликацијата престанува со извршување се додека прозорецот не биде затворен. Оваа опција не е препорачлива за редовна работа на апликацијата, туку само доколку се појавуваат проблеми при работата на

Page 9: 7. СОВЕТУВАЊЕmako-cigre.mk/sovetuvanja/2011/pdf/C1.174.txt.pdf · систем кој се состои од сензори, актуатори и работна станица

MAKO CIGRE 2011 C1-174R 9/14

апликацијата и потребно е активно следење на апликацијата за да се отстранат проблемите.

– Log File location

Локација на текстуалната датотека во која се евидентираат пораките кои ги генерира апликацијата (Слика 8). Достапна е само доколку во претходниот чекор е одбрана опцијата File.

– Quit application after first (next) execution

Оваа опција се означува доколку сакаме апликацијата да запре со извршувањето по следното извршување. Оваа опција е единствена која е достапна и за време на извршувањето на апликацијата (Слика 9 и Слика 10); останатите опции се недостапни додека трае извршувањето на апликацијата. Доколку се означи оваа опција при стартувањето на апликацијата, апликацијата ќе се изврши само еднаш.

Слика 9 – Употреба на Apply changes

Слика 10 – Изглед на интерфејсот при

активиран систем

– Apply changes

Со оваа акција се ажурираат промените кои се направени во параметрите и достапна е само доколку некој од параметрите е променет. Откако ќе се ажурира последната промена, акцијата повторно станува недостапна (Слика 9).

– Start execution

Со оваа акција се стартува извршувањето на апликацијата. Со неа воедно се ажурираат и последните промени на параметрите доколку тоа не е направено со Apply changes. Акцијата е достапна само доколку апликацијата е неактивна, а станува недостапна откако апликацијата ќе се активира (Слика 9 и Слика 10). Апликацијата се запира со

Page 10: 7. СОВЕТУВАЊЕmako-cigre.mk/sovetuvanja/2011/pdf/C1.174.txt.pdf · систем кој се состои од сензори, актуатори и работна станица

MAKO CIGRE 2011 C1-174R 10/14

означување на опцијата Quit application after next execution (и ажурирање на промената со Apply changes)

– Exit

Со оваа акција се затвора екранот за прилагодување на параметрите. Акцијата е достапна само доколку апликацијата е неактивна, а станува недостапна откако апликацијата ќе се активира (Слика 9 и Слика 10). Со неа е можно излегување само доколку апликацијата е во мирување, додека ако апликацијата е активна, може да се запре единствено со означување на опцијата Quit application after next execution (и ажурирање на промената со Apply changes)

– Executions counter

На самото дно од корисничкиот интерфејс стои порака која прикажува колку извршувања реализирала апликацијата (со горенаведениот параметар за временски интервал) (Слика 10). Оваа порака е видлива само додека апликацијата е активна и не е видлива по прекинувањето на апликацијата.

2.3.2 Податочна структура

Податочната структура служи за чување на податоците во системот. Овие податоци вклучуваат:

– податоци за верзијата на софтверот и хардверот на актуаторот и сензорите,

– податоци за историјатот на собрани податоци за моќноста регистрирана на секој од сензорите организирана по денови и месеци,

– податоци за реалната моментална моќност регистрирана на секој од сензорите во системот,

– податоци за моментална состојба, информации за вклучување и исклучување на секој од сензорите во системот,

– податоци за логички параметри врз основа на кои се врши вклучување и исклучување на сензорите

Податочната структура може да биде база на податоци со соодветна структура на табели или датотека во CSV (comma separated values) или HTML формат. Базата на податоци како податочна структура е најдобар и препорачан избор за редовно користење на системот, додека датотеките во CSV, односно HTML формат се за специјални потреби. За чување на логиката за вклучување и исклучување на сензорските приклучници не е подржан изборот на CSV/HTML датотека, туку тие исклучиво се чуваат во база на податоци.

Како база на податоци може да се користи MS Access која претставува лесно достапен и едноставен избор. Исто така, може да се користат и MSSQL и ORACLE бази на податоци. Базата на податоци мора да има предефинирана структура на табели за правилна работа на системот.

CSV и HTML датотеките може да се користат како податочна структура во системот доколку база на податоци не е достапно, исплатливо или изводливо решение. Овие податочни структури се алтернативна варијанта на базата на податоци и не би требало да се користат како примарна податочна структура бидејќи ги немаат сите својства кои се добиваат со базите на податоци.

CSV датотеките претставуваат текстуални датотеки кај кои структурата на податоците е дефинирана со сепаратор, запирка. Кај нив, запирка се користи за одделување на посебните вредности и од нив лесно може да се добие табеларна структура за понатамошна обработка на

Page 11: 7. СОВЕТУВАЊЕmako-cigre.mk/sovetuvanja/2011/pdf/C1.174.txt.pdf · систем кој се состои од сензори, актуатори и работна станица

MAKO CIGRE 2011 C1-174R 11/14

податоците. Може да се користат на место на база на податоци, доколку база не е присутна во системот или доколку системот е со помал капацитет.

HTML (hypertext markup language) датотеките претставуваат текстуални датотеки со посебен формат кој е наменет за прикажување во интернет прелистувачи. Овој формат е наменет исклучиво за приказ на податоците кои се чуваат во системот во интернет прелистувачи. HTML датотеките кои се добиваат од системот имаат табеларен формат и податоците се прикажани во табели со насловен ред и податочни редови. Не е предвидено овие датотеки да се користат самостојно, туку да се инкорпорираат како информативен сегмент во други содржини прикажани во интернет прелистувач.

3 АНАЛИЗА, ПРОЦЕСИРАЊЕ И СТАТИСТИЧКИ ПРЕДВИДУВАЊА НА СОБРАНИТЕ ПОДАТОЧНИ ВРЕДНОСТИ

За да се овозможи мониторирање и контрола на потрошувачката на електрична енергија, како и да се имлементираат мерките за енергетска ефикасност во овој труд се предлага употреба на сензорски приклучници за секој од уредите во домаќинството или пак само за ограничена група на уреди. Од друга страна вообичаена пракса на примена на продолжен кабел (со повеќе приклучници) со можност за приклучување на повеќе уреди во исто време. Во случај кога еден таков продолжен кабел ќе се приклучи на еден сензорски приклучок, тогаш врз основа на мониторираните вредности на потрошувачката на електрична енергија (со помош на сензорскиот приклучок) не може директно да се утврди на кој уред се однесуваат односно, кој од уредите е вклучен или е во состојба на мирување. На Слика 11 се прикажани податоци кои се отчитани од еден сензорски приклучок на кој е приклучен продолжен кабел (со повеќе приклучувани уреди) [6].

Слика 11 - Промена на моќноста на уредите и напонот кои се измерени за еден продолжен

кабел кој е приклучен на сензорска приклучница

Прикажаните вредности содржат скриени информации за енергетската потрошувачка на секој тип на потрошувач, како и за бројот на електрични уреди кои се приклучени во ист временски период. Примената на едноставните логички правила ја овозможија потребната класификација на вредностите за енергетската потрошувачка, а притоа беше овозможено препознавање и разликување на уредите кои се приклучени на ист продолжен кабел. Со анализата се диференцирани 7 уреди (или група на уреди) кои се прикажани на Слика 12.

Page 12: 7. СОВЕТУВАЊЕmako-cigre.mk/sovetuvanja/2011/pdf/C1.174.txt.pdf · систем кој се состои од сензори, актуатори и работна станица

MAKO CIGRE 2011 C1-174R 12/14

Слика 12 - Потрошувачка на електрична енергија за уреди кои се приклучени на ист продолжен

кабел

По направената класификација на податоците за потрошувачката на електрична енергија [6], истите може да се анализираат и потврдат преку процес на кластерирање. Потенцијалните четири кластери (кои се прикажани на Слика 13) ги содржат карактеристиките на потрошувачката (електричната моќност) на четири уреди (или група на уреди) како што е прикажано на наредната слика. Според тоа со примена на постапката на кластерирање можно е во базата на податоци да бидат идентификувани одделни уреди (или група на уреди). Откако е направена идентификацијата на одделните уреди кои се приклучени на секоја од сензорските приклучници може да биде применет системот за контрола на сензорските приклучници во постапката за смалување на потрошувачката на електрична енергија.

Слика 13 - Резултати од кластерирањето на податоците според критериум за електричната

моќност

4 ДИЗАЈН НА ОДЛУКИ ЗА КОНТРОЛНИ АКТИВНОСТИ НАД УРЕДИТЕ ПРИКЛУЧЕНИ НА СЕНЗОРСКИТЕ ПРИЛКУЧНИЦИ ЗА ОБЕЗБЕДУВАЊЕ НА ЕНЕРГЕТСКА ШТЕДЛИВОСТ И СИГУРНОСТ

Според информациите за тарифните системи за потрошена електрична енергија, информациониот систем за прибирање на податоци и контрола на сензорски приклучници овозможува инволвирање на корисниците во процесот на планирање на потрошувачката на електрична енергија во своите домаќинства. Корисниците може да го планираат и координираат распоредот на употреба на различните електрични уреди. На пример, можно е да ги контролираат уредите врз основа на нивната поделба во две подгрупи: термостатски контролабилни уреди (бојлери, клима уред и сл.) и не-термостатски контролабилни уреди (машина за садови, машина за перење и сл.). Дополнително, постои и можност да се прескокне одлуката на системот, односно заради одредени потреби (исклучоци од стандардниот распоред

Page 13: 7. СОВЕТУВАЊЕmako-cigre.mk/sovetuvanja/2011/pdf/C1.174.txt.pdf · систем кој се состои од сензори, актуатори и работна станица

MAKO CIGRE 2011 C1-174R 13/14

на вклучување на уредите) корисникот може да ги вклучува и исклучува уредите според своите потреби, навики или удобност на живеење.

Идентификацијата на типовите на уредите како и нивната состојба на вклученост во состојба на мирување овозможува заштеда на енергија со автоматско исклучување на уредите приклучени на сензорските приклучници по извесен дозволен период на вклученост. На пример, уредите автоматски се исклучуваат за време на ноќта или во некој друг период зададен во однос на потребите и навиките на корисниците.

Исклучувањето на уредите чии напони се надвор од дозволениот лимит е потребно за да се обезбеди заштита на уредите од прекумерни струи, како и од дополнително напрегање на електричната изолација. Така на пример, при користење на системот забележана е варијација на напонот на едно домаќинство и достигнување на вредности на напонот надвор од дозволените граници (Слика 14)

Слика 14 - Варијација на напонот на домаќинство чија потрошувачка е контролирана со

предложениот информационен систем

Од друга страна, кога корисникот не е присутен во домот, со овој информационен систем овозможено е исклучување на критичните уреди, како што се: светилки, клима уреди, шпорет, бојлери, итн. Оваа постапка не е потребна само заради ефикасно штедење на енергија туку и заради исклучување на можност од појава на пожар. Овој тип на исклучување на уредите овозможено е да се направи на два начина: предвиден распоред на потрошувачката или пак со далечинска контрола на сензорските приклучници.

5 ЗАКЛУЧОК

Презентираниот информационен систем за прибирање и чување на податоци за потрошувачка на електрична енергија на уредите кои се приклучени на сензорските приклучници претставува изведен прототип на систем за следење и контрола на потрошувачката на електрична енергија во домаќинството со кој може да се добие реална слика за распределбата на потрошената електрична енергија во едно домаќинство и да се идентификуваат начините истата да се користи порационално. Информациониот систем кој е предложен во овој труд се применува за идентификување, следење и тестирање на потребите на еден ваков систем. Апликативното решението континуирано е надградувано и дополнувано за да може флексибилно да се справи со тековните проблеми кои се јавуваат при неговата работа. Добиениот резултат претставува употребливо апликативно решение кое функционира со голема стабилност и сигурност и може да се употреби како ефикасен систем за следење и контрола на потрошувачката во едно домаќинство.

Page 14: 7. СОВЕТУВАЊЕmako-cigre.mk/sovetuvanja/2011/pdf/C1.174.txt.pdf · систем кој се состои од сензори, актуатори и работна станица

MAKO CIGRE 2011 C1-174R 14/14

6 ЛИТЕРАТУРА [1] Tahir Kapetanovic: “EU Technology Platform SmartGrids Strategic Deployment Document”, 3rd General

Assembly of the Europen Technology Platform SmartGrids, Brussels, 2008. [2] Miguel Sanchez Fornie: “Telecommunications network Only One”, 3rd General Assembly of the Europen

Technology Platform SmartGrids, Brussels, 2008. [3] John L. Harris: “AMM As a Key Technology”, 3rd General Assembly of the Europen Technology Platform

SmartGrids, Brussels, 2008. [4] Eugenio Di Marino: “Smartgrids ICT The DSO Experience”, 3rd General Assembly of the Europen

Technology Platform SmartGrids, Brussels, 2008. [5] Sanja Veleva, Danco Davcev: “Implementation Perspectives of Wireless Sensor and Actuator Networks in

Smart Grid”, Advanced Materials Research Journal (ISSN: 1022-6680), (accepted for publication, in print), 2011.

[6] Sanja Veleva et all: "Wireless Smart Platform for Home Energy Management System", 2nd IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe 2011 (ISGT-EUROPE 2011), Manchester, United Kingdom, December 5 – 7, (accepted for publication), 2011.