1. บทนำ

การเปลี่ยนแปลงทั่วโลกสู่เครือข่ายยูทิลิตี้ขั้นสูงนั้นขึ้นอยู่กับ เทคโนโลยีการวัดแสงอัจฉริยะ - อุปกรณ์เหล่านี้มีความจำเป็นสำหรับการเปิดใช้งานระบบพลังงานที่มีประสิทธิภาพตอบสนองและยั่งยืนมากขึ้น สำหรับผู้ผลิตและผู้ให้บริการยูทิลิตี้การทำความเข้าใจประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือในระยะยาวของอุปกรณ์เหล่านี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งแหล่งพลังงานของพวกเขา-เป็นสิ่งสำคัญยิ่ง

เครื่องวัดอัจฉริยะคืออะไร?

เครื่องวัดอัจฉริยะเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูงที่บันทึกพลังงานของผู้บริโภค (ไฟฟ้าก๊าซหรือน้ำ) การบริโภคและสื่อสารข้อมูลนี้โดยอัตโนมัติกลับไปยัง บริษัท ยูทิลิตี้เพื่อการตรวจสอบและการเรียกเก็บเงิน

ซึ่งแตกต่างจากเครื่องวัดแบบอะนาล็อกแบบดั้งเดิมซึ่งต้องใช้การอ่านแบบแมนนวล, สมาร์ทมิเตอร์ใช้เทคโนโลยีการสื่อสารดิจิตอลที่ปลอดภัย (เช่นโทรศัพท์มือถือความถี่วิทยุหรือการสื่อสารสายไฟ - PLC) เพื่อให้บริการ ใกล้ข้อมูลเรียลไทม์ .

ฟังก์ชั่นหลักของเครื่องวัดอัจฉริยะ ได้แก่ :

• การวัดที่แม่นยำ: การบันทึกข้อมูลการบริโภคตามช่วงเวลาที่กำหนด (เช่นทุก ๆ 15 หรือ 30 นาที)
• การสื่อสารสองทาง: การส่งข้อมูลไปยังยูทิลิตี้และข้อมูลที่ได้รับ (เช่นการอัปเดตซอฟต์แวร์คำสั่งการเชื่อมต่อ/การเชื่อมต่อระยะไกล)
• การบันทึกข้อมูล: จัดเก็บประวัติการใช้งานภายใน
• การตรวจจับงัดแงะ: การแจ้งเตือนยูทิลิตี้กับความพยายามใด ๆ ที่จะแทรกแซงมิเตอร์

ทำไมมิเตอร์อัจฉริยะถึงต้องใช้แบตเตอรี่?

ความจำเป็นของแบตเตอรี่ในเครื่องวัดอัจฉริยะนั้นแตกต่างกันไปตามยูทิลิตี้ (ไฟฟ้าก๊าซหรือน้ำ) และการออกแบบเฉพาะของมิเตอร์ แต่วัตถุประสงค์หลักของพวกเขาคือเพื่อให้แน่ใจว่า ฟังก์ชันการทำงานและความสมบูรณ์ของข้อมูลอย่างต่อเนื่อง .

1. การดำเนินการอิสระ (ก๊าซและน้ำเมตร)

โดยทั่วไปแล้วเครื่องวัดก๊าซและน้ำจะถูกติดตั้งในสถานที่ซึ่งมักจะอยู่กลางแจ้งหรือใต้ดินซึ่งการเชื่อมต่อไฟฟ้าไฟอย่างต่อเนื่องนั้นไม่สามารถทำได้หรือมีราคาแพงเกินไป สำหรับมิเตอร์เหล่านี้แบตเตอรี่คือ แหล่งพลังงานหลัก หมายถึงอายุยืนของมันเป็นตัวกำหนดอายุการใช้งานทั้งหมดของอุปกรณ์

2. การสำรองข้อมูลและความสมบูรณ์ของข้อมูล (เมตรไฟฟ้า)

ในขณะที่เครื่องวัดไฟฟ้าดึงพลังงานหลักจากกริดไฟฟ้าพวกเขายังคงต้องใช้สารละลายพลังงานสำรอง แบตเตอรี่ช่วยให้มั่นใจได้ว่าในกรณีที่ไฟดับ:

• ข้อมูลการเรียกเก็บเงินจะถูกเก็บรักษาไว้: บันทึกการบริโภคที่สำคัญได้รับการเก็บรักษาไว้
• นาฬิกาเรียลไทม์ (RTC) ดำเนินต่อไป: มิเตอร์ช่วยให้เวลาถูกต้องซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสลับภาษีและการบันทึกช่วงเวลาข้อมูล
• สัญญาณ "Last Gasp": มิเตอร์สามารถส่งการแจ้งเตือนขั้นสุดท้ายไปยัง บริษัท ยูทิลิตี้ที่ระบุการสูญเสียพลังงานและที่ตั้ง

3. การจัดการกระแสชีพจรสูง

การส่งข้อมูลโดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้เทคโนโลยีเช่นการสื่อสารเซลลูลาร์ (เช่นการสื่อสารแบบแคบ ๆ ) หรือการสื่อสารความถี่วิทยุ (RF) ต้องใช้การระเบิดสั้น ๆ ของ กระแสสูงมาก - แม้ว่ามิเตอร์จะใช้พลังงานหลักเป็นหลักแบตเตอรี่หรือการรวมกันของแบตเตอรี่และตัวเก็บประจุ (ตัวเก็บประจุชั้นไฮบริด/ซูเปอร์คาปาซิเตอร์) มักจะใช้เพื่อจัดหาพลังงานที่สูงนี้อย่างมีประสิทธิภาพ

2. อายุการใช้งานแบตเตอรี่ทั่วไปในมิเตอร์อัจฉริยะ

เพื่อให้เครื่องวัดอัจฉริยะเป็นสินทรัพย์ที่ประหยัดต้นทุนและเชื่อถือได้สำหรับผู้ให้บริการยูทิลิตี้แหล่งพลังงานจะต้องตรงกับอายุการใช้งานที่ได้รับคำสั่งของอุปกรณ์ ดังนั้นแบตเตอรี่สมาร์ทมิเตอร์จึงไม่ใช่เซลล์ผู้บริโภคมาตรฐาน พวกเขาเป็นส่วนประกอบที่มีความเชี่ยวชาญสูงวิศวกรรมสำหรับ อายุยืนและความน่าเชื่อถืออย่างมาก .

อายุขัยของแบตเตอรี่เฉลี่ย (เช่น 10-20 ปี)

อายุการใช้งานที่คาดหวังของแบตเตอรี่มิเตอร์อัจฉริยะนั้นมีความทะเยอทะยานโดยทั่วไปจะมีตั้งแต่ 10 ถึง 20 ปี - ช่วงเวลานี้มักจะถูกเลือกให้ตรงกับอายุการใช้งานทั่วไปหรือช่วงเวลาการสอบเทียบตามกฎหมายของมิเตอร์เองทำให้ยูทิลิตี้สามารถแทนที่หน่วยทั้งหมดในการเยี่ยมชมที่วางแผนไว้ครั้งเดียว

• ก๊าซและน้ำมิเตอร์: เนื่องจากแบตเตอรี่เป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับอุปกรณ์เหล่านี้จึงถูกออกแบบมาสำหรับก อายุการใช้งานขั้นต่ำ 10 ถึง 15 ปี - การเข้าถึงเครื่องหมาย 20 ปีต้องใช้การจัดการแบตเตอรี่ขั้นสูงเคมีเซลล์พิเศษและโปรโตคอลการสื่อสารที่ได้รับการปรับปรุงอย่างสูง
• ไฟฟ้าเมตร (สำรอง): สำหรับมิเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้พลังงานหลักแบตเตอรี่ภายในทำหน้าที่เป็นก การสำรอง สำหรับนาฬิกาเรียลไทม์ (RTC) และหน่วยความจำที่ไม่ระเหย เนื่องจากโหลดมีน้อยและไม่ต่อเนื่องเพียงแบตเตอรี่เหล่านี้มักจะมีอายุการใช้งานที่เกิน 20 ปีแม้ว่ามิเตอร์ทั้งหมดจะถูกแทนที่ก่อนหน้านั้นก่อน

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่

การบรรลุอายุการใช้งาน 10 ถึง 20 ปีที่กำหนดเป้าหมายนั้นไม่ได้รับประกันและขึ้นอยู่กับการทำงานร่วมกันที่ซับซ้อนของตัวเลือกการออกแบบและสภาพการทำงานในโลกแห่งความเป็นจริง เรามุ่งเน้นไปที่สามตัวแปรสำคัญ: เคมีแบตเตอรี่สิ่งแวดล้อมและโปรไฟล์การใช้งาน

ประเภทแบตเตอรี่ (ลิเธียม ฯลฯ )

การใช้มิเตอร์อัจฉริยะที่มีอายุการใช้งานยาวนานส่วนใหญ่ใช้ แบตเตอรี่หลักของลิเธียม (ไม่สามารถชาร์จได้) เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานสูงเป็นพิเศษและอัตราการสูญเสียตนเองต่ำ เคมีเฉพาะเป็นปัจจัยพื้นฐานในการกำหนดอายุการใช้งานและประสิทธิภาพของมิเตอร์:

สภาพแวดล้อม (อุณหภูมิความชื้น)

แบตเตอรี่มีความไวสูงต่อสภาพแวดล้อมโดยรอบ ในขณะที่ส่วนประกอบอัจฉริยะมิเตอร์ถูกปิดผนึกอย่างแข็งแกร่งเงื่อนไขที่รุนแรงจะเร่งการย่อยสลายและลดประสิทธิภาพ

• อุณหภูมิ: อุณหภูมิแวดล้อมสูงอย่างมีนัยสำคัญ ลดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ โดยการเพิ่มอัตราการสูญเสียตนเองภายในและเร่งอายุส่วนประกอบ ในทางกลับกันอุณหภูมิที่เย็นมากสามารถชั่วคราวได้ ลดความจุและแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ ในช่วงระยะเวลาการส่งกระแสไฟฟ้าสูง เมตรในสถานที่ในร่มพอสมควรโดยทั่วไปจะมีประสิทธิภาพสูงกว่าที่ติดตั้งในห้องใต้ดินห้องใต้หลังคาหรือห้องใต้ดินกลางแจ้งที่อุณหภูมิผันผวนอย่างดุเดือด
• ความชื้น/การปิดผนึก: แม้ว่าจะน้อยกว่ากับการออกแบบที่ทันสมัยการประนีประนอมใด ๆ ในซีลมิเตอร์สามารถอนุญาตให้มีการเข้าสู่ความชื้นซึ่งนำไปสู่การกัดกร่อนภายในที่ทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลดลงและแนะนำเส้นทางการรั่วไหล

รูปแบบการใช้งาน (ความถี่การส่งข้อมูล)

การควบคุมโดยตรงที่สุดที่ยูทิลิตี้มีอายุการใช้งานมากกว่าแบตเตอรี่อยู่ในการกำหนดรูปแบบการใช้งานของมิเตอร์โดยเฉพาะความถี่และพลังของการส่งข้อมูล

• ภาระการส่ง: การส่งข้อมูล (เช่นผ่านโทรศัพท์มือถือหรือ RF) คือ ท่อระบายพลังงานที่ใหญ่ที่สุดเดียว บนแบตเตอรี่ของมิเตอร์อัจฉริยะ มิเตอร์ส่งการอ่านการบริโภคทุกครั้ง สี่ชั่วโมง จะใช้พลังงานน้อยกว่าการส่งสัญญาณทุกครั้งอย่างมีนัยสำคัญ 30 นาที .
• ระยะทางและความแรงของสัญญาณ: หากมิเตอร์อยู่ไกลจากเกตเวย์เครือข่ายการสื่อสาร (ต้องการกำลังการส่งสัญญาณที่สูงขึ้น) หรือหากสัญญาณไม่ดี (ต้องใช้การย้อนกลับหลายครั้ง) ระยะเวลาของพัลส์ปัจจุบันและความถี่เพิ่มขึ้นอย่างมากนำไปสู่การลดลงของความจุโดยรวมของแบตเตอรี่ที่เร็วขึ้น
• การใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติ: การเปิดใช้งานคุณสมบัติที่ใช้พลังงานมากเช่นการอ่านตามความต้องการบ่อยครั้งการควบคุมวาล์วระยะไกล (ในเครื่องวัดก๊าซ/น้ำ) หรือการตรวจสอบความปลอดภัยขั้นสูงจะเพิ่มการดึงกระแสเฉลี่ยและลดอายุการใช้งานทั้งหมดของมิเตอร์

3. สัญญาณแบตเตอรี่มิเตอร์อัจฉริยะของคุณล้มเหลว

ในขณะที่แบตเตอรี่สมาร์ทมิเตอร์ได้รับการออกแบบมานานหลายทศวรรษของการทำงานที่เชื่อถือได้ แต่ก็ไม่สามารถล้มเหลวได้ การระบุสัญญาณเริ่มต้นของแบตเตอรี่ที่ลดลงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับทั้งสาธารณูปโภคและผู้ใช้ปลายทางเนื่องจากช่วยให้สามารถเปลี่ยนได้เชิงรุกป้องกันการสูญเสียบริการวัดแสงอย่างสมบูรณ์

ลดประสิทธิภาพและฟังก์ชั่น

แบตเตอรี่ที่ล้มเหลวเป็นครั้งแรกที่แสดงให้เห็นถึงการลดความสามารถของมิเตอร์ในการทำงานที่ใช้พลังงานมาก มิเตอร์อาจยังคงวัดการบริโภค แต่ความสามารถในการสื่อสารเริ่มลดลง

• การส่งข้อมูลเป็นระยะหรือล่าช้า: นี่มักจะเป็นสัญญาณแรกที่เห็นได้ชัดเจน มิเตอร์อาจล้มเหลวในการส่งข้อมูลตามช่วงเวลาที่ต้องการบ่อยครั้ง (เช่นทุก ๆ 30 นาที) แต่อาจยังคงสามารถส่งสรุปรายวันหรือรายสัปดาห์ได้ นี่เป็นเพราะแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงไม่สามารถรองรับไฟล์ ชีพจรกระแสสูง จำเป็นสำหรับโมดูลการสื่อสารไร้สาย
• การตอบสนองการแสดงผลช้า: สำหรับเมตรที่มีจอแสดงผลทางกายภาพแบตเตอรี่ต่ำอาจทำให้หน้าจอกลายเป็นลมเป็นระยะ ๆ แฟลชเป็นระยะหรือตอบสนองช้ามากเมื่อผู้บริโภคพยายามหมุนเวียนผ่านเมนูแสดงผลโดยใช้ปุ่ม
• ความล้มเหลวของฟังก์ชั่นการสำรองข้อมูล (เมตรไฟฟ้า): หากเครื่องวัดไฟฟ้าประสบปัญหาไฟฟ้าดับแบตเตอรี่ภายในของมันควรจะทำให้นาฬิกาทำงานและเก็บรักษาข้อมูล แบตเตอรี่ที่ล้มเหลวจะส่งผลให้สูญเสียไฟล์ นาฬิกาเรียลไทม์ (RTC) ในระหว่างการหยุดทำงานนำไปสู่ข้อผิดพลาดเวลาและภาษีเมื่อพลังงานได้รับการฟื้นฟู

ข้อความแสดงข้อผิดพลาดหรือการแจ้งเตือน

มิเตอร์อัจฉริยะที่ทันสมัยเป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนที่สามารถวินิจฉัยตนเองได้ เมื่อแรงดันไฟฟ้าภายในลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ที่ระบุมิเตอร์จะถูกตั้งโปรแกรมให้สร้างคำเตือน

• ธงแบตเตอรี่ต่ำ: เฟิร์มแวร์ภายในของมิเตอร์ได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจสอบสถานะการชาร์จและแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ เมื่อสิ่งนี้อยู่ในระดับวิกฤต (เช่นเหลือ $ 15%$ ที่เหลืออยู่) ภายใน ธง "แบตเตอรี่ต่ำ" ถูกตั้งค่าและส่งไปยังระบบยูทิลิตี้ นี่เป็นวิธีที่ตั้งใจและเชื่อถือได้มากที่สุดในการเรียกใช้การเปลี่ยนที่วางแผนไว้
• แสดงข้อผิดพลาด: จอแสดงผลดิจิตอลของมิเตอร์อาจแสดงไอคอนเฉพาะ (เช่นเงาแบตเตอรี่) หรือรหัสข้อผิดพลาดข้อความที่ชัดเจน (เช่น "Batt Low," "E-32")
• คำเตือนความล้มเหลวของเครือข่าย: เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าต่ำส่งผลกระทบโดยตรงต่อการส่งสัญญาณระบบการสื่อสารของยูทิลิตี้อาจตั้งค่าสถานะมิเตอร์เป็น "ออฟไลน์" หรือมีความอดทน "การสื่อสารล้มเหลว" แม้ว่าเครือข่ายที่กว้างขึ้นจะใช้งานได้

การอ่านที่ไม่ถูกต้อง

ในขณะที่ความล้มเหลวของแบตเตอรี่ส่งผลกระทบต่อการสื่อสารเป็นหลักในกรณีที่รุนแรงสามารถส่งผลโดยตรงต่อความสามารถของมิเตอร์ในการใช้และบันทึกการวัดที่แม่นยำโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์แบตเตอรี่เท่านั้น (ก๊าซและน้ำ)

• การบันทึกข้อมูลที่ไม่สอดคล้องกัน: โปรเซสเซอร์ของมิเตอร์หรือหน่วยความจำภายในอาจสูญเสียพลังงานหรือสัมผัสกับสีน้ำตาลในระหว่างรอบการวัดที่สำคัญซึ่งนำไปสู่ ช่องว่างหรือความไม่สอดคล้องกัน ในข้อมูลการบริโภคที่เก็บไว้
• กลไกการปิดเครื่องล้มเหลว (เครื่องวัดก๊าซ): เครื่องวัดก๊าซที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่บางตัวได้รับการออกแบบมา ปิดวาล์วแก๊ส เมื่อแบตเตอรี่ต่ำหรือตายอย่างยิ่งเพื่อป้องกันการใช้งานที่ไม่มีมิติ ส่งผลให้เกิดการหยุดชะงักของการบริการอย่างฉับพลันซึ่งต้องมีการเยี่ยมชมฉุกเฉินสำหรับการเปลี่ยนมิเตอร์

ตารางด้านล่างสรุปผลกระทบการดำเนินงานทั่วไปเมื่อแบตเตอรี่ใกล้ถึงจุดสิ้นสุดของอายุการใช้งาน:

4. จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อแบตเตอรี่ตาย?

วัตถุประสงค์หลักของแบตเตอรี่สมาร์ทมิเตอร์ที่มีอายุยืนยาวคือเพื่อให้แน่ใจว่าการบริการและการไหลของข้อมูลอย่างต่อเนื่อง เมื่อแบตเตอรี่นั้นหมดลงอย่างสมบูรณ์หรือล้มเหลวฟังก์ชั่นหลักของระบบการวัดอัจฉริยะจะถูกบุกรุกอย่างรุนแรงการย้ายมิเตอร์จากอุปกรณ์ "อัจฉริยะ" กลับไปที่เคาน์เตอร์ง่ายๆ - หรือแย่กว่านั้นอุปกรณ์ที่หยุดทำงานทั้งหมด

การสูญเสียความสามารถในการอ่านระยะไกล

ผลที่ตามมาทันทีและสำคัญที่สุดของแบตเตอรี่ที่ตายแล้วคือ การสูญเสียโมดูลการสื่อสารของมิเตอร์ - การส่งผ่านแบบไร้สายไม่ว่าจะผ่านความถี่ของเซลล์, คลื่นวิทยุ (RF) หรือเครือข่ายที่เป็นกรรมสิทธิ์อื่น ๆ ต้องการพลังงานระเบิดอย่างมีนัยสำคัญซึ่งแบตเตอรี่ที่ตายแล้วหรือต่ำไม่สามารถให้ได้

• ไม่มีข้อมูลอัตโนมัติอีกต่อไป: มิเตอร์ไม่สามารถส่งข้อมูลการใช้งานไปยัง บริษัท ยูทิลิตี้ได้อีกต่อไป การไหลของข้อมูลปกติซึ่งจำเป็นสำหรับการตรวจสอบใกล้เวลาจริงการปรับสมดุลโหลดและโปรแกรมตอบสนองความต้องการจะหยุดลงทันที
• ความเงียบเป็นสีทอง (สำหรับมิเตอร์ไม่ดีสำหรับยูทิลิตี้): ยูทิลิตี้สูญเสียการมองเห็นสถานะของมิเตอร์ ไม่สามารถได้รับการตรวจสุขภาพตามปกติหรือการแจ้งเตือนที่สำคัญอีกต่อไป (เช่นเหตุการณ์งัดแงะ, คำเตือนการบริโภคสูง) ซึ่งทำให้การจัดการระบบลดลง
• การสูญเสียคำสั่งระยะไกล: ฟังก์ชั่นใด ๆ ที่ต้องอาศัยการสื่อสารแบบสองทาง-เช่นการเชื่อมต่อหรือตัดการเชื่อมต่อจากระยะไกลหรือผลักดันการอัปเดตเฟิร์มแวร์-เป็นไปไม่ได้

ความต้องการที่อาจเกิดขึ้นสำหรับการอ่านมิเตอร์แบบแมนนวล

ด้วยการเชื่อมโยงการสื่อสารระยะไกลที่ถูกตัดออก บริษัท ยูทิลิตี้จะเปลี่ยนเป็นความจำเป็นที่ล้าสมัยและมีราคาแพงของ การอ่านมิเตอร์ด้วยตนเอง .

• การเรียกเก็บเงินโดยประมาณ: สำหรับช่วงเวลาหลังจากความล้มเหลวของแบตเตอรี่ลูกค้าจะได้รับ ค่าโดยประมาณ ขึ้นอยู่กับรูปแบบการใช้งานทางประวัติศาสตร์ นี่เป็นมาตรการหยุดช่องว่างของอุตสาหกรรม แต่มักจะนำไปสู่ข้อพิพาทหรือตั๋วเงิน "จับ" ขนาดใหญ่เมื่อมีการบันทึกการใช้งานจริงในที่สุด
• ช่างเทคนิคภาคสนาม: ในการจับภาพการอ่านจริงที่จำเป็นสำหรับการเรียกเก็บเงินที่แม่นยำและการวางแผนการเปลี่ยนมิเตอร์ยูทิลิตี้จะต้องส่งช่างเทคนิคภาคสนามไปเยี่ยมชมเว็บไซต์อ่านจอแสดงผลของมิเตอร์และเริ่มต้นคำสั่งงานสำหรับการแลกเปลี่ยนมิเตอร์เต็ม สิ่งนี้มีราคาแพงและเอาชนะประโยชน์หลักของสมาร์ทกริด

ปัญหาการสื่อสารกับ บริษัท ยูทิลิตี้

ความล้มเหลวของแบตเตอรี่ที่สมบูรณ์มักจะนำไปสู่การจัดทำชุดของปัญหาการปฏิบัติงานและการเงินสำหรับยูทิลิตี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับก๊าซแบตเตอรี่เท่านั้นและมิเตอร์น้ำ

ในระยะสั้นแบตเตอรี่ที่ตายแล้วจะแปลงโครงสร้างพื้นฐานขั้นสูงให้กลายเป็นความรับผิด มันแนะนำค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่สำคัญ (การอ่านด้วยตนเองการจัดส่งฉุกเฉิน) และลดคุณภาพการบริการให้กับลูกค้าปลายทาง (ค่าโดยประมาณ, การหยุดชะงักของบริการ) สิ่งนี้ตอกย้ำความสำคัญที่สำคัญของการติดตั้งแบตเตอรี่ด้วยความเป็นไปได้สูงสุด ออกแบบชีวิต และการใช้งานขั้นสูง การตรวจสอบแบตเตอรี่ ระบบ

5. การเปลี่ยนแบตเตอรี่สมาร์ทมิเตอร์

การเปลี่ยนแบตเตอรี่อัจฉริยะในที่สุดเป็นเหตุการณ์ที่หลีกเลี่ยงไม่ได้โดยไม่คำนึงถึงอายุการออกแบบที่ยาวนานหลายสิบปี สำหรับสาธารณูปโภคและผู้ผลิตมิเตอร์เหตุการณ์การบำรุงรักษานี้นำเสนอการพิจารณาด้านลอจิสติกส์เทคนิคและการเงิน ความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับกระบวนการทดแทนเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการรักษาการปรับใช้สมาร์ทกริดที่ประสบความสำเร็จ

เจ้าของบ้านสามารถเปลี่ยนแบตเตอรี่ได้หรือไม่?

ในเกือบทุกเขตอำนาจศาล เจ้าของบ้านไม่ได้รับอนุญาตให้เปลี่ยนแบตเตอรี่เครื่องวัดอัจฉริยะ - ข้อ จำกัด นี้อยู่ในสถานที่ด้วยเหตุผลสำคัญหลายประการ:

1. ความปลอดภัยและการรับรอง: เครื่องวัดอัจฉริยะถูกปิดผนึกอุปกรณ์ที่ผ่านการรับรองซึ่งทำงานด้วยพลังงานระดับยูทิลิตี้และในกรณีของก๊าซด้วยวัสดุที่ติดไฟได้ ช่างเทคนิคที่ผ่านการฝึกอบรมและผ่านการรับรองเท่านั้นที่ได้รับอนุญาตให้เปิดตัวที่อยู่อาศัยมิเตอร์เพื่อทำการบำรุงรักษา
2. การป้องกันการงัดแงะ: การอนุญาตให้ประชาชนเข้าถึงส่วนประกอบภายในจะส่งผลกระทบต่อโปรโตคอลความปลอดภัยของมิเตอร์และเพิ่มความเสี่ยงของการขโมยพลังงานหรือการดัดแปลงซึ่งอาจทำให้การรับรองอย่างเป็นทางการของมิเตอร์เป็นโมฆะ
3. แบตเตอรี่พิเศษ: The batteries used are highly specialized, high-capacity lithium primary cells (like $\text{LiSOCl}_2$), which require specific handling, disposal procedures, and activation processes that differ significantly from standard consumer batteries.
4. ความสมบูรณ์ของข้อมูล: การเปลี่ยนแบตเตอรี่ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษเพื่อให้แน่ใจว่าการลงทะเบียนภายในของมิเตอร์และข้อมูลการกำหนดค่าจะได้รับการบำรุงรักษาหรือสำรองไว้อย่างถูกต้องในระหว่างการเปลี่ยนแปลงพลังงาน

สำหรับเจ้าของบ้านการกระทำเพียงอย่างเดียวที่จำเป็นเมื่อมิเตอร์ล้มเหลว ติดต่อผู้ให้บริการสาธารณูปโภคของพวกเขา เพื่อรายงานปัญหา

บทบาทของ บริษัท ยูทิลิตี้ในการเปลี่ยนแบตเตอรี่

ความรับผิดชอบในการตรวจสอบการจัดการและการเปลี่ยนเครื่องวัดอัจฉริยะและแบตเตอรี่ของมันอยู่ทั้งหมดด้วย บริษัท ยูทิลิตี้หรือผู้ให้บริการวัดแสงตามสัญญา - โดยทั่วไปกระบวนการนี้จะถูกควบคุมโดยกลยุทธ์การบำรุงรักษาที่คาดการณ์ได้

พิจารณาค่าใช้จ่าย

การเปลี่ยนแบตเตอรี่หรือโดยทั่วไป การเปลี่ยนมิเตอร์เต็มรูปแบบ เป็นค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่สำคัญสำหรับ บริษัท สาธารณูปโภค เป้าหมายของการใช้แบตเตอรี่ 10 ถึง 20 ปีคือการลด ค่าใช้จ่ายทั้งหมดในการเป็นเจ้าของ (TCO) .

• ลดการเข้าชมภาคสนาม: สิ่งที่แพงที่สุดคือ ค่าใช้จ่ายของรถบรรทุกม้วน (การส่งช่างเทคนิค) การเยี่ยมชมภาคสนามครั้งเดียวอาจมีค่าใช้จ่ายมากกว่ามิเตอร์ ดังนั้นแบตเตอรี่ที่ใช้เวลา 15 ปีและหลีกเลี่ยงแม้แต่การเยี่ยมชมสนามที่ไม่ได้วางแผนไว้เพียงครั้งเดียวเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ 7 ปีให้การประหยัดต้นทุนมหาศาล
• กลยุทธ์การเปลี่ยน: สาธารณูปโภคจำนวนมากเลือกที่จะแทนที่ แอสเซมบลีทั้งหมดเมตร มากกว่าแค่แบตเตอรี่ภายใน กลยุทธ์นี้ได้รับแรงผลักดันจากความจริงที่ว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แมวน้ำและการสอบเทียบของมิเตอร์ก็เข้าใกล้สิ้นชีวิตหลังจาก 10-15 ปี การเปลี่ยนหน่วยทั้งหมดทำให้มั่นใจได้ว่าการกลับสู่สถานะที่ได้รับการรับรองอย่างเต็มที่และมีประสิทธิภาพสูง
• การตรวจสอบขั้นสูง: การลงทุนในแบตเตอรี่ที่มีเส้นโค้งแรงดันไฟฟ้าที่เหนือกว่าและใช้งานขั้นสูง การตรวจสอบสุขภาพของแบตเตอรี่ คุณสมบัติ (เช่นที่เรารวมไว้ในการออกแบบมิเตอร์แบบกำหนดเองของเรา) ช่วยให้สาธารณูปโภคสามารถทำนายชีวิตที่เหลืออยู่ได้อย่างแม่นยำ สิ่งนี้ช่วยให้ช่างเทคนิคสามารถเปลี่ยนการเปลี่ยนแบตเตอรี่ด้วยการบำรุงรักษาตามกำหนดเวลาอื่น ๆ ลดต้นทุนการดำเนินงานโดยรวมอย่างมาก

6. ยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่อัจฉริยะ

การเพิ่มอายุการใช้งานของแบตเตอรี่มิเตอร์อัจฉริยะให้สูงสุดเป็นสิ่งสำคัญในการลด ค่าใช้จ่ายทั้งหมดในการเป็นเจ้าของ (TCO) สำหรับผู้ให้บริการยูทิลิตี้ อายุการใช้งานแบตเตอรี่ทุก ๆ ปีจะแปลโดยตรงเป็นการประหยัดที่สำคัญโดยเลื่อนการเข้าชมการบำรุงรักษาสนามที่มีราคาแพง ในฐานะผู้ผลิตเรามุ่งเน้นไปที่การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบและการจัดหาเครื่องมือสำหรับการจัดการมิเตอร์ที่มีประสิทธิภาพ

เคล็ดลับสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพประสิทธิภาพ

กุญแจสำคัญในการขยายอายุการใช้งานแบตเตอรี่ของ Smart Meter อยู่ในการจัดการงบประมาณพลังงานโดยมุ่งเน้นไปที่การสื่อสารและลดการใช้พลังงานในช่วงที่ไม่ได้ใช้งาน

• ใช้รอบการนอนหลับก้าวร้าว: ชีวิตส่วนใหญ่ของแบตเตอรี่ถูกใช้ไป โหมดสลีปพลังงานต่ำ - การปรับเฟิร์มแวร์ให้เหมาะสมเพื่อลดเวลาในการปลุกและลดกระแสไฟฟ้าที่สงบนิ่ง (พลังงานที่ดึงมาเมื่อมิเตอร์คือ "หลับ") เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดสำหรับอายุยืน
• เพิ่มประสิทธิภาพการจัดตารางการส่งข้อมูล: การส่งสัญญาณเป็นเหตุการณ์การจับรางวัลในปัจจุบันสูงสุด หากมีการปรับใช้มิเตอร์ในตำแหน่งที่เข้าถึงได้ยากควรจัดการความถี่ในการส่งผ่านอย่างระมัดระวัง แทนที่จะส่งข้อมูลการบริโภคทุก ๆ 30 นาทีการตั้งค่าที่ดีที่สุดอาจเป็นการรวบรวมข้อมูลภายในทุก ๆ 30 นาที แต่เท่านั้น ส่งข้อมูลรวมครั้งละครั้งหรือสองครั้งต่อวัน .
• การลงทะเบียนเครือข่ายอัจฉริยะ: ในระหว่างการตั้งค่าเริ่มต้นหรือหลังหยุดการสื่อสารที่ยาวนานมิเตอร์จะต้องค้นหาและลงทะเบียนกับเครือข่าย กระบวนการนี้อาจใช้พลังงานมาก โดยใช้ โปรโตคอลการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพในเครือข่าย (เช่น NB-IOT) และเพิ่มประสิทธิภาพอัลกอริทึมการลงทะเบียนช่วยลดพลังการค้นหาและเวลาที่จำเป็น
• การใช้ตัวเก็บประจุอย่างชาญฉลาด (พลังงานไฮบริด): การบูรณาการประสิทธิภาพสูง ตัวเก็บประจุชั้นไฮบริด (HLC) หรือ ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ ควบคู่ไปกับแบตเตอรี่ลิเธียมหลักช่วยให้ตัวเก็บประจุสามารถจัดการกับความต้องการปัจจุบันของการส่งสัญญาณวิทยุ สิ่งนี้ป้องกันแบตเตอรี่หลักจากความเครียดที่มีความเครียดสูงป้องกันแรงดันไฟฟ้าจุ่มและยืดอายุการใช้งานโดยรวม

การตรวจสอบสุขภาพมิเตอร์

แม้แต่แบตเตอรี่ที่ออกแบบมาอย่างดีที่สุดก็จะล้มเหลวในที่สุด เสาหลักที่สองของการเพิ่มยูทิลิตี้แบตเตอรี่ให้สูงสุดกำลังดำเนินการตรวจสอบที่แข็งแกร่งเพื่อให้แน่ใจว่าการเปลี่ยนจะเกิดขึ้นในเวลาที่เหมาะสม - ก่อนที่ความล้มเหลว แต่ไม่ได้ก่อนกำหนด

• การตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิ: การวินิจฉัยภายในของมิเตอร์ควรติดตามขั้วของแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่อง แรงดันไฟฟ้า และภายใน อุณหภูมิ - แรงดันไฟฟ้าที่ลดลงอย่างฉับพลันหรืออุณหภูมิสูงอย่างต่อเนื่องอาจเป็นตัวบ่งชี้ต้นของความล้มเหลวที่กำลังจะเกิดขึ้นหรือปัญหาสิ่งแวดล้อมภายนอก
• การนับจำนวนคูลอมบ์และการประมาณความสามารถ: เฟิร์มแวร์ขั้นสูงใช้อัลกอริทึม (มักเรียกว่าการวัดเชื้อเพลิง) เพื่อคำนวณปริมาณการชาร์จที่บริโภคและประเมิน อายุการใช้งานที่เหลืออยู่ (rul) ของแบตเตอรี่ สิ่งนี้จะช่วยให้ยูทิลิตี้สามารถทำนายได้ว่าแบตเตอรี่จะมีผลกระทบอย่างต่อเนื่องล่วงหน้า
• เกณฑ์การเตือนภัย: สาธารณูปโภคควรตั้งค่าเกณฑ์การเตือนแบบไดนามิกที่ต่ำกว่าจุดล้มเหลวที่สำคัญ คำเตือนที่ กำลังการผลิตที่เหลืออยู่ 20% ช่วยให้การเปลี่ยนที่วางแผนไว้และคุ้มค่าในขณะที่สัญญาณเตือนภัยที่ เหลือ 5% ส่งสัญญาณเหตุฉุกเฉินที่ต้องได้รับความสนใจทันที

ตารางด้านล่างแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติการตรวจสอบขั้นสูงมีส่วนช่วยในการประหยัดต้นทุนและอายุยืน:

7. แบรนด์มิเตอร์อัจฉริยะและอายุการใช้งานแบตเตอรี่

ในอุตสาหกรรมการวัดอัจฉริยะทั่วโลกผู้ผลิตรายใหญ่หลายรายได้สร้างชื่อเสียงเพื่อประสิทธิภาพความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพการใช้งานที่ยาวนาน ในขณะที่ข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์เฉพาะมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง แต่แบรนด์เหล่านี้พึ่งพาการออกแบบที่แข็งแกร่งและเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่ทันสมัยเพื่อตอบสนองความต้องการยูทิลิตี้สำหรับอายุ 10 ถึง 20 ปี

เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าอายุการใช้งานแบตเตอรี่ไม่ได้ถูกกำหนดโดยแบรนด์เท่านั้น แต่โดยเฉพาะ รุ่นมิเตอร์เคมีแบตเตอรี่และการตั้งค่าการสื่อสารของยูทิลิตี้ (เช่นความถี่ความถี่ถูกตั้งค่าเป็นรายงานข้อมูล) อย่างไรก็ตามผู้ผลิตแต่ละรายใช้กลยุทธ์เฉพาะเพื่อเพิ่มอายุขัยสูงสุด

Aclara

Aclara (ปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของ Hubbell) เป็นผู้ให้บริการรายใหญ่โดยเฉพาะในอเมริกาเหนือโดยมุ่งเน้นไปที่โซลูชั่นแบบบูรณาการสำหรับไฟฟ้าน้ำและก๊าซ

• การโฟกัสที่ยืนยาว: Aclara Meters มักจะเน้น ประสิทธิภาพเครือข่าย เพื่อประหยัดพลังงานแบตเตอรี่ เทคโนโลยีการสื่อสารของพวกเขาได้รับการออกแบบมาสำหรับการทำงานที่มีกำลังต่ำทำให้มั่นใจได้ว่าการส่งสัญญาณการส่งกระแสไฟฟ้าสูงจะลดลงในระยะเวลาและความถี่
• กลยุทธ์แบตเตอรี่: พวกเขาใช้เซลล์ลิเธียมหลักที่มีความจุสูงจับคู่กับขั้นสูง วงจรการจัดการพลังงานแบบบูรณาการ (PMICs) เพื่อควบคุมการวาดปัจจุบันของมิเตอร์อย่างพิถีพิถันในโหมดสลีป

Itron

Itron เป็นผู้นำระดับโลกที่รู้จักกันดีในเรื่องพอร์ตโฟลิโอที่หลากหลายซึ่งรวมถึงเครื่องวัดน้ำและก๊าซขั้นสูงที่พึ่งพาพลังงานแบตเตอรี่ทั้งหมดสำหรับอายุการใช้งานที่ยืดเยื้อ

• การโฟกัสที่ยืนยาว: Itron Meters ได้รับการออกแบบมาสำหรับ ความทนทานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับเมตรที่อยู่ในหลุมกลางแจ้งหรือห้องใต้ดิน สิ่งที่ปิดสนิทของพวกเขาและส่วนประกอบที่แข็งแกร่งช่วยปกป้องแบตเตอรี่จากอุณหภูมิที่รุนแรงและความผันผวนของความชื้น
• กลยุทธ์แบตเตอรี่: พวกเขาใช้ประโยชน์อย่างมาก โซลูชั่นพลังงานไฮบริด ที่รวมเซลล์ลิเธียมที่มีความจุสูงเข้ากับ supercapacitors ในตัว ชุดค่าผสมนี้ช่วยให้มิเตอร์สามารถจัดการการสื่อสารที่มีพัลส์สูง (เช่นการส่งสัญญาณ RF) โดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ปฐมภูมิช่วยยืดอายุการใช้งานระบบโดยรวมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

Landis Gyr

Landis Gyr เป็นหนึ่งในผู้เล่นระดับโลกที่ใหญ่ที่สุดจัดหามิเตอร์อัจฉริยะหลายล้านเครื่องโดยเฉพาะมิเตอร์ไฟฟ้าซึ่งมักใช้แบตเตอรี่สำหรับฟังก์ชั่นสำรอง

• การโฟกัสที่ยืนยาว: ระบบของพวกเขามุ่งเน้นไปที่ การจัดการกริดเชิงรุก - ในขณะที่มิเตอร์ไฟฟ้าของพวกเขามีกำลังไฟหลัก แต่มิเตอร์ก๊าซและน้ำของพวกเขาจะได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานซึ่งมักจะกำหนดเป้าหมายอายุการออกแบบ 15 ถึง 20 ปีเต็มของมิเตอร์
• กลยุทธ์แบตเตอรี่: การเน้นของ Landis Gyr อยู่ที่ การบำรุงรักษาทำนาย ด้าน. มิเตอร์ของพวกเขารวมอัลกอริธึมเฟิร์มแวร์ที่ซับซ้อนเพื่อตรวจสอบสุขภาพของแบตเตอรี่แบบเรียลไทม์ช่วยให้สาธารณูปโภคสามารถเปลี่ยนเมตรในแฟชั่นที่ไม่ได้รับการวางแผนและไม่เป็นอันตรายก่อนที่แบตเตอรี่จะตาย

Elster (Honeywell)

Elster ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ Honeywell มีสถานะที่แข็งแกร่งในพื้นที่วัดก๊าซและน้ำซึ่งมีอายุการใช้งานที่ยืนยาวของแบตเตอรี่เป็นสิ่งสำคัญยิ่ง

• การโฟกัสที่ยืนยาว: ปรัชญาการออกแบบของ Elster อยู่ที่ศูนย์ การใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษ ในขั้นตอนการวัดและการประมวลผลลดการดึงกระแสพื้นฐาน
• กลยุทธ์แบตเตอรี่: พวกเขาเลือกแบตเตอรี่เกรดพรีเมี่ยมที่รู้จักกันในอัตราการสูญเสียตนเองต่ำที่สุดเพื่อให้มั่นใจว่าพลังงานที่เก็บไว้นั้นสงวนไว้เกือบทั้งหมดสำหรับงานด้านการปฏิบัติงานแทนที่จะสูญเสียภายในเมื่อเวลาผ่านไป

ตารางด้านล่างให้ภาพรวมทั่วไปของอายุการใช้งานแบตเตอรี่เป้าหมายทั่วไปในแอพพลิเคชั่นมิเตอร์ทั่วไปที่ใช้โดยผู้นำอุตสาหกรรมเหล่านี้:

บทสรุป

ประเด็นสำคัญเกี่ยวกับอายุการใช้งานแบตเตอรี่อัจฉริยะ

คำถามที่ว่าแบตเตอรี่มิเตอร์อัจฉริยะใช้เวลานานเท่าใดมีคำตอบที่ชัดเจน: แหล่งพลังงานพิเศษเหล่านี้ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้เป็น สินทรัพย์ที่มีอายุการใช้งานยาวนาน โดยทั่วไปออกแบบมาเพื่อใช้งาน 10 ถึง 20 ปี .

ในฐานะผู้ผลิตเครื่องวัดอัจฉริยะที่กำหนดเองเราเข้าใจว่าอายุยืนนั้นประสบความสำเร็จผ่านความสมดุลที่แม่นยำของเทคโนโลยีและวินัยในการดำเนินงาน:

1. เรื่องเคมี: การพึ่งพา ลิเธียมไธโอนคลอไรด์ และเซลล์ไฮบริดที่มีความจุสูงเป็นพื้นฐานในการบรรลุการทำงานหลายทศวรรษโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับก๊าซแบตเตอรี่เท่านั้นและมิเตอร์น้ำ
2. ออกแบบเพื่อประสิทธิภาพ: ปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการยืดอายุการใช้งานคือการลดการดึงพลังงานในช่วงเวลาว่างและปรับให้เหมาะสม ความถี่การส่งข้อมูล และกำลังไฟ
3. การจัดการเชิงรุกเป็นกุญแจสำคัญ: แบตเตอรี่ที่ดีที่สุดนั้นมีประสิทธิภาพเท่ากับระบบการตรวจสอบที่อยู่ด้านหลังเท่านั้น การใช้งานขั้นสูง อายุการใช้งานที่เหลืออยู่ (rul) prediction และการแจ้งเตือนแบตเตอรี่ต่ำช่วยให้ บริษัท ยูทิลิตี้สามารถกำหนดเวลาการเปลี่ยนแผนลดการเข้าชมฉุกเฉินที่มีราคาแพงและมั่นใจได้ว่าบริการที่ไม่หยุดชะงัก

โดยการจัดลำดับความสำคัญของฮาร์ดแวร์ที่มีประสิทธิภาพสูงและอัลกอริธึมการจัดการแบตเตอรี่ที่ซับซ้อนเราให้บริการโซลูชั่นที่ไม่เพียง แต่ตรงกับอายุการใช้งาน 10 ถึง 20 ปีเท่านั้น ค่าใช้จ่ายทั้งหมดของการเป็นเจ้าของ สำหรับผู้ให้บริการยูทิลิตี้ทั่วโลก