Công nghệ M2M không dây trong công tác đọc chỉ số công tơ

Image[bkeps.com]Sử dụng kết nối không dây cho phép các công ty đo đếm thông minh lắp đặt công tơ dễ dàng và hiệu quả. Nhờ đó, thông tin được cung cấp kịp thời và chính xác tới khách hàng cũng như nhà cung cấp, để về lâu dài họ luôn được hài lòng.

Các công ty điện lực châu Âu đang chuyển dần sang công nghệ đọc chỉ số công tơ từ xa, tạo ra số lượng lớn các kết nối không dây máy-máy (machine to machine – M2M) trong ngành điện.

Ngày nay, các mạng di động là phương tiện truyền thông hàng đầu để thu thập chỉ số công tơ mỗi giờ một lần từ các khách hàng thương mại và công nghiệp. Từ 1,5 đến 2 triệu công tơ đo điện và khí được đọc mỗi giờ một lần ở Châu Âu. Ngoài ra, có tới gần một triệu bộ tập trung PLC và công tơ hộ sinh hoạt được nối tới các mạng GSM và GPRS. Tính chung trên thị trường châu Âu vào cuối năm 2006, thiết bị đo đếm chiếm khoảng 32 % tổng số các kết nối M2M không dây đang hoạt động. Tuy nhiên, việc thâm nhập vào lĩnh vực thương mại và công nghiệp đã gần như bão hòa, vì vậy việc bổ sung chủ yếu phải xuất phát từ thị trường hộ sinh hoạt thông qua triển khai toàn diện công tác quản lý đọc chỉ số công tơ cải tiến (advanced metering management – AMM), mà ở Bắc Mỹ, thường được gọi là cơ sở hạ tầng đọc chỉ số công tơ tự động AMI (automated metering infractructure – AMI).

Theo nghiên cứu của hãng phân tích kinh doanh Berg Insight (Thuỵ Điển), từ 2006 đến 2011, tốc độ thâm nhập của công nghệ mạng di động cố định vào lĩnh vực công tơ đo điện và khí được dự đoán sẽ tăng với tốc độ tăng trưởng kép hằng năm là 16 % đến năm 2011. Trong tổng số 345 triệu đơn vị, số lượng sử dụng các công tơ đo điện và khí và các bộ tập trung kết nối tới mạng di động dự kiến đạt khoảng 8,4 triệu đơn vị.

Theo hãng Berg Insight, có nhiều lý do giải thích tốc độ tăng trưởng tương đối kiềm chế này. GSM và GPRS đang đương đầu với sự cạnh tranh khốc liệt từ PLC và các công nghệ mắt lưới không dây đang nổi lên, và trong nhiều trường hợp chỉ được sử dụng cho truyền thông truyền dẫn kết nối trong quá trình triển khai thực tế công tác AMM. Hơn nữa, đặc trưng của AMM là chu kỳ bán và triển khai rất dài, và cộng thêm thủ tục xét duyệt kéo dài của các cơ quan chức năng.

Chắc rằng nhiều trong số các dự án hiện nay đã lên kế hoạch chưa thể lắp đặt thực tế trước năm 2011. Mức độ chín muồi cũng khác nhau nhiều giữa các thị trường châu Âu khác nhau. Ví dụ, Italia và Thuỵ Điển gần đạt mức thâm nhập 100 % trong lĩnh vực đọc chỉ số công tơ từ xa trong ngành điện, vượt xa nhiều nước khác như nước Anh.

Tất cả các thị trường này có một đặc điểm chung là mức chi trung bình cho tiền điện là cao đối với các hộ gia đình – hoặc vì mức chịu thuế hoặc mức tiêu thụ cao. Hãng Berg Insight cho rằng các mức giá điện – có quan hệ gián tiếp với chủ trương giảm sự lệ thuộc vào các nguồn năng lượng không tái tạo – sẽ ảnh hưởng rất lớn tới việc áp dụng AMM trên khắp thị trường Châu Âu.

Mới đây, chính phủ Anh ra thông báo buộc các doanh nghiệp từ trung bình đến lớn phải áp dụng phương pháp đọc chỉ số công tơ thông minh trong vòng 10 năm tới, do vậy các công ty đo đếm thông minh được khuyến cáo áp dụng công nghệ M2M không dây, để giúp các công ty điện lực tuân thủ luật mới này một cách hiệu quả và nghiêm chỉnh.

Theo Hiệp hội Bán lẻ năng lượng, đọc chỉ số công tơ thông minh là thế hệ tiếp theo của các công tơ đo điện và khí. Đọc chỉ số công tơ thông minh là một hệ thống truyền thông từ xa hai chiều hiển thị thông tin thời gian thực chính xác về sử dụng năng lượng. Các công tơ thông minh sử dụng dữ liệu thời gian thực để tăng khả năng quan sát mức sử dụng năng lượng thực tế và có thể nhận ra các khuynh hướng thay đổi giúp giảm bớt mức tiêu thụ. Hệ thống sẽ thấy được kết quả của hoá đơn ước tính và tự động đọc chỉ số công tơ từ xa, cung cấp cho khách hàng thông tin chính xác về lượng điện và ga đang được sử dụng.

Các công ty đo đếm thông minh cung cấp cho hệ thống đọc chỉ số công tơ dùng công nghệ M2M này kết nối đường dây cố định hoặc kết nối không dây. Công nghệ M2M dựa trên ý tưởng cho phép các thiết bị hoặc các cảm biến “nói chuyện” với nhau hoặc với máy tính hoặc với máy chủ khác qua mạng.

Đảm bảo dữ liệu chính xác của công tơ

Tháng 7/2008, Văn phòng Tư vấn Công dân Anh đã đưa ra cảnh báo rằng nếu không có thông tin chính xác về việc sử dụng thì các công ty cung cấp điện không thể lập hoá đơn chính xác cho khách hàng.

Lời cảnh báo này nhắm tới các công ty sử dụng phương pháp trả tiền trực tiếp để thanh toán hoá đơn điện, trong đó nêu rõ là họ có thể đi đến chỗ nợ nần các công ty cung cấp điện, bởi vì chỉ số công tơ của họ dựa trên ước lượng, không phản ánh chính xác lượng điện sử dụng.

Các công ty đo đếm thông minh khắc phục vấn đề này bằng các phương pháp AMM và AMR (automated meter reading – đọc tự động chỉ số công tơ), mà khả năng cốt lõi của chúng là tự động đọc chỉ số công tơ từ xa, dự báo và cho phép quản lý việc sử dụng điện dựa vào dữ liệu thời gian thực.

Đối với hộ tiêu thụ cuối cùng thì giảm chi phí, lập hoá đơn chính xác và tiết kiệm sử dụng điện, chỉ là một phần nhỏ trong số những lợi ích thu được từ thông tin thời gian thực mà công tơ thông minh đem lại. Theo quan điểm của chính các công ty điện lực thì sự chính xác trong công tác đọc chỉ số công tơ và lập hoá đơn giúp tăng cường mối quan hệ với khách hàng, cải thiện quá trình xác nhận chỉ số công tơ và thanh toán, nhanh chóng phát hiện hiện tượng ăn cắp điện và cắt điện khi cần thiết. Đối với tất cả các bên liên quan, đọc chỉ số công tơ tự động và từ xa là phương án lựa chọn an toàn hơn, chính xác hơn, thân thiện với môi trường hơn so với quy trình thủ công khác.

cong nghe M2M khong day 2.JPG
Dự báo về thị trường công tơ thông minh ở Châu Âu Kết nối M2M không dây trong ngành điện châu Âu đang gia tăng

Đảm bảo dữ liệu chính xác của công tơ

Nói chung, các giải pháp đọc chỉ số công tơ thông minh đều dựa vào khả năng liên kết dữ liệu được cung cấp qua mạng GSM/GPRS, qua mạng điện thoại đường dây cố định (PSTN), qua vệ tinh hoặc Internet. Khả năng liên kết tới các công tơ là quan trọng để dữ liệu thời gian thực được truyền tới công ty điện lực, từ hàng triệu công tơ, yêu cầu có một kết nối tin cậy và an toàn. Trong các lựa chọn khả năng liên kết này, việc lắp đặt các công tơ thông minh được thực hiện nhanh hơn và dễ dàng hơn nhờ công nghệ không dây, được cung cấp bởi một nhà cung cấp mạng không dây được quản lý, ví dụ như hãng Wyless.

Các giải pháp đọc chỉ số công tơ thông minh không dây sử dụng các mạng di động GPRS hay 3G để truyền dữ liệu tới các công ty điện lực. Công tơ truyền dữ liệu qua các mạng không dây thông qua một tên điểm truy cập (Access Point Name – APN) trên mạng của người vận hành, tới bức tường lửa của khách hàng và tới một máy chủ trung tâm để xử lý.

Người vận hành mạng tiêu chuẩn đưa ra một APN công cộng (được tất cả khách hàng sử dụng) và các địa chỉ IP động trên các công tơ, nghĩa là địa chỉ IP thay đổi mỗi lần nó truyền thông qua mạng. Một số công ty, như Wyless, đưa ra các APN riêng được quản lý từ những người vận hành mạng hàng đầu và cấp cho các công ty đo đếm thông minh một địa chỉ IP cố định riêng đối với từng công tơ tại hiện trường. Điều này cho phép truyền thông hai chiều chính xác với các công tơ, nhờ đó nâng cao độ bảo mật dữ liệu, và giảm chi phí và độ phức tạp của việc sử dụng và quản lý mạng không dây.

Lợi ích từ việc kết nối không dây

Kết nối không dây đem lại nhiều lợi thế cho các công ty đo đếm thông minh ở nhiều cấp độ. Các công tơ được kết nối không dây nên không bị hạn chế bởi vị trí địa lý và lại linh hoạt, có thể di chuyển khi cần thiết, với chi phí thấp hơn. Các công tơ ở những nơi xa xôi hẻo lánh, khó đi cáp cũng có thể được kết nối tới một mạng không dây một cách nhanh chóng và dễ dàng.

Mạng không dây có thể được triển khai nhanh hơn nhiều so với mạng cố định bởi vì không cần phải đi cáp giữa các công tơ. Tốc độ triển khai có thể giúp tiết kiệm chi phí cho công ty đo đếm thông minh.

Các công ty như Wyless, đem lại cho các công ty đo đếm thông minh khả năng quản lý kết nối thông qua một nền tảng quản lý trực tuyến, đơn giản mà lại triệt để. Nền tảng quản lý này đưa ra báo cáo rời rạc và cách lập hoá đơn đơn giản và còn thêm các công cụ theo dõi và quản lý kết nối, mạng không dây và các SIM của các công ty này, bao gồm dự liệu, tiết kiệm thời gian quản lý và chi phí và đơn giản hoá việc triển khai và quản lý các giải pháp đo chỉ số công tơ thông minh.

Hoạt động kết nối không dây

Có nhiều công ty đo đếm thông minh ở Anh đã từng sử dụng các công nghệ không dây và đây là những thí dụ điển hình để tìm hiểu kinh nghiệm áp dụng thành công công nghệ này. EnergyICT, nhà cung cấp các giải pháp quản lý năng lượng và dữ liệu công tơ cho các công ty điện lực, gần đây đã lắp đặt các thẻ SIM không dây, được triển khai trong phạm vi thiết bị đăng nhập (logger) dữ liệu WebRTU tiên tiến và lắp đặt tại các địa điểm của khách hàng, cho phép theo dõi tự động và từ xa mức tiêu thụ điện.

Một khi WebRTU đã thu thập dữ liệu tại hiện trường, dữ liệu này được gửi qua GPRS tới hệ thống phần mềm EIServer hiện đại của EnergyICT, là bộ sản phẩm lưu trữ web và được thiết kế để thu thập, lưu trữ và xử lý dữ liệu tiêu thụ điện nhằm xác nhận, ước tính, chỉnh sửa, san bằng phụ tải, dự báo, phân bổ, thống nhất và lập hoá đơn phức hợp.

Một thiết bị sử dụng công nghệ M2M, do EnergyICT cung cấp, đã được lắp đặt tại tất cả các siêu thị Asda và Tesco ở Anh, giúp hai công ty này giảm rất hiệu quả phát thải khí thải nhà kính (Asda có 150.000 nhân viên, Tesco có 2.100 cửa hàng các loại ở Anh).

Thực hiện AMM dễ dàng hơn

Sử dụng kết nối không dây cho phép các công ty đo đếm thông minh lắp đặt các công tơ dễ dàng và hiệu quả và đảm bảo những thông tin kịp thời và chính xác được gửi đến cả khách hàng và nhà cung cấp. Nhờ AMM và AMR, quá trình đọc chỉ số công tơ được tự động hoá và đơn giản hơn, tạo hiệu quả cho tất cả các bên, đem lại lợi ích cho công tác dịch vụ khách hàng và quản lý nhu cầu.

Không có thông tin đúng đắn về việc sử dụng điện, nhà cung cấp không thể lập hoá đơn cho khách hàng một cách chính xác. Tuy nhiên, một khi có được những dữ liệu thời gian thực về việc sử dụng, hộ tiêu thụ cũng như công ty điện lực đều có thể thu được nhiều hiệu quả, để về lâu dài họ luôn được hài lòng.

Theo KHCN Điện số 6/2008

Leave a Reply

Thư điện tử của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *