NESY048B january   2019  – april 2023

 

  1.   摘要
  2.   Authors
  3.   3
  4.   分散式能源資源是整體電網不可或缺的一部分
  5.   雙向電動車充電有助於平衡電網
  6.   電網即時數據、監控與控制
  7.   連接的電池供電瓦斯表和水表
  8.   結論
  9.   其他資源

連接的電池供電瓦斯表和水表

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雖然連線量表部署最初是以電力開始,但流量計市場 (氣體、水、熱能) 中採用自動抄表 (AMR) 與智慧型電表的也有逐漸變多的趨勢。

為了減少機械故障、提高準確度並加入智慧,瓦斯表和水表因而受益於以下技術:

  • 具高準確度和低耗能的超音波流量測量。
  • 即時監控有線隔離與非隔離通訊,以及通訊資料與故障。
  • 長距離無線通訊,確保連結性,或連接現有網路基礎架構的能力。
  • 智慧電源管理功能,使效率最大化,提供至少 10 年以上的電池續航力。

電表供電系統明顯可見;由於量測是從電源線取得數據,因此有電表的地方就會有電源。電池供電技術則是瓦斯與水計量的標準,因此也面臨更多挑,因為電力成本預算要低得多。另外還面臨一個商業挑戰:在許多地區,規模比電力公司小的實體,負責處理瓦斯和水。在同一地區,可能有一個組織擁有電表網路,但有多家公司向居民供應水。

此外,想要新增 AMR 功能的水或瓦斯公用事業供應商,也必須選擇更換現有的所有電表,或安裝電子連結功能模組,以準確測量流速,並以無線方式傳輸結果。這類連結功能模組提供平價的解決方案,為消費者提供 AMR 功能,如具有感應式感測的低功耗水流量測參考設計所示,此參考設計由 CC1350 SimpleLink 無線 MCU 支援。

在瓦斯表或水表網路中,智慧電表是負責收集使用數據並回報上游控制節點的感測器。精準的超音波量測有助於減少機械故障,並提升系統可靠性。超音波量測採用無機械零組件的固態感測器架構,可避免機械磨損。採用超音波流量測量系統單晶片 (SoC) 後,過渡到此技術的成本大幅降低。

TI 領先業界的智慧型瓦斯表、水表和電表積體電路與參考設計,可協助原始設備製造商 (OEM) 因應設計挑戰,透過多種超低功耗有線和無線介面裝置選擇,提高量測準確度,並延長電池續航力。

超音波感測水表前端參考設計可協助工程師使用整合式超音波感測類比前端 (AFE) 開發超音波水計量子系統,以低功耗與最大整合範圍提供高性能量測。此設計是以 MSP430FR6047 超音波感測 SoC 為基礎。此 SoC 提供整合式超音波感測子系統 AFE,可根據波形擷取方法來為各種流速提供高準確度。此外,本裝置還能透過最大整合,並結合更低的系統成本來協助實現超低功耗量測,而這只需極少的外部零組件。

同樣的,電池供電智慧流量計的電池和系統健全狀況監控參考設計實現了高準確度的電源量測與健全狀況預測,進而得以預測電池續航力。監控子系統也可防護會造成電池續航力大幅降低的過電流情況。