An electricity theft is a problem for distribution system operators (DSOs) in Poland. DSOs use many ways to limit this unfavourable phenomenon. Within this paper, the author presents a new method to detect the location of illegal power consumption. The method bases on the processing of data from an advanced metering infrastructure (AMI). The method is based on the observation that some consumers illegally consume energy mainly in the winter season and that the level of illegal energy consumption may depend on the level of energy consumption. The method searches for periods of temporary reduction of the balance difference and a simultaneous decrease in energy consumption by one of the consumers.
PL
Kradzieże energii elektrycznej są problemem dla operatorów systemów dystrybucyjnych (OSD) W Polsce. OSD stosują wiele sposobów ograniczania tego niekorzystnego zjawiska. W artykule autor przedstawia nową metodę wykrywania miejsc nielegalnego poboru energii. Metoda opiera się na przetwarzaniu danych z zaawansowanej infiastruktury pomiarowej (AMI). Metoda bazuje na spostrzeżeniu, że część odbiorców nielegalnie pobiera energię głównie W sezonie zimowym oraz że poziom nielegalnego poboru energii może zależeć od poziomu zużycia energii. Metoda poszukuje okresów czasowego zmniejszenia różnicy bilansowej i występującego W tym samym czasie spadku zużycia energii przez jednego z odbiorców.
Presently power control and management play a vigorous role in information technology and power management. Instead of non-renewable power manufacturing, renewable power manufacturing is preferred by every organization for controlling resource consumption, price reduction and efficient power management. Smart grid efficiently satisfies these requirements with the integration of machine learning algorithms. Machine learning algorithms are used in a smart grid for power requirement prediction, power distribution, failure identification etc. The proposed Random Forest-based smart grid system classifies the power grid into different zones like high and low power utilization. The power zones are divided into number of sub-zones and map to random forest branches. The sub-zone and branch mapping process used to identify the quantity of power utilized and the non-utilized in a zone. The non-utilized power quantity and location of power availabilities are identified and distributed the required quantity of power to the requester in a minimal response time and price. The priority power scheduling algorithm collect request from consumer and send the request to producer based on priority. The producer analysed the requester existing power utilization quantity and availability of power for scheduling the power distribution to the requester based on priority. The proposed Random Forest based sustainability and price optimization technique in smart grid experimental results are compared to existing machine learning techniques like SVM, KNN and NB. The proposed random forest-based identification technique identifies the exact location of the power availability, which takes minimal processing time and quick responses to the requestor. Additionally, the smart meter based smart grid technique identifies the faults in short time duration than the conventional energy management technique is also proven in the experimental results.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This article aims to carry out a brief bibliographical review on the main concepts related to Smart Grid, in addition to the development of a low-cost and open-source smart meter prototype. This research was carried out based on concepts involved and used in developing the CS5463 chip, an embedded Linux system, and several software libraries, which helped with the implementation of the reference algorithm and charging simplification. Furthermore, the prototype had positive results, as it was possible to implement the proposed algorithms with a cost below US $ 50.00 and achieved an accuracy above 90%. Finally, it is concluded that the concept of Smart Grid and everything that permeates it is fundamental, especially given the context of digital transformation in this area. Such a prototype is an initial entry alternative for developing technologies that are trending in this area.
PL
Celem tego artykułu jest przeprowadzenie krótkiego przeglądu bibliograficznego głównych pojęć związanych ze Smart Grid, a także opracowanie taniego prototypu inteligentnego licznika o otwartym kodzie źródłowym. Badania te zostały przeprowadzone w oparciu o koncepcję wykorzystana w opracowaniu układu CS5463, wbudowanego systemu Linux oraz kilku bibliotek oprogramowania, które pomogły we wdrożeniu algorytmu referencyjnego i uproszczeniu ładowania. Co więcej, prototyp uzyskał pozytywne wyniki, ponieważ możliwe było wdrożenie proponowanych algorytmów kosztem poniżej 50 USD i osiągnął dokładność powyżej 90%. Na koniec stwierdza się, że koncepcja Smart Grid i wszystko, co się przez nią przenika, ma fundamentalne znaczenie, zwłaszcza w kontekście cyfrowej transformacji w tym obszarze. Taki prototyp jest wstępną alternatywą dla rozwoju technologii, które są trendy w tej dziedzinie.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The continuous smart grid development makes the advanced metering infrastructure an essential part of electricity management systems. Smart meters not only provide consumers with more economical and sustainable electricity consumption but also enable the energy supplier to identify suspicious behaviour or meter failure. In this work, a shape-based algorithm that indicates households with abnormal electricity consumption pattern within a given consumer group was proposed. The algorithm was developed under the assumption that the reason for unusual electricity consumption may not only be a meter failure or fraud, but also consumer’s individual preferences and lifestyle. In the presented methodology, five unsupervised anomaly detection methods were used: K Nearest Neighbors, Local Outlier Factor, Principal Component Analysis, Isolation Forest and Histogram Based Outlier Score. Two time series similarity measures were applied: basic Euclidean distance and Dynamic Time Warping, which allows finding the best alignment between two time series. The algorithm’s performance was tested with multiple parameter configurations on five different consumer groups. Additionally, an analysis of the individual types of anomalies and their detectability by the algorithm was performed.
According to metrological guidelines and specific legal requirements, every smart electronic electricity meter has to be constantly verified after pre-defined regular time intervals. The problem is that in most cases these pre-defined time intervals are based on some previous experience or empirical knowledge and rarely on scientifically sound data. Since the verification itself is a costly procedure it would be advantageous to put more effort into defining the required verification periods. Therefore, a fixed verification interval, recommended by various internal documents, standardised evaluation procedures and national legislation, could be technically and scientifically more justified and consequently more appropriate and trustworthy for the end user. This paper describes an experiment to determine the effect of alternating temperature and humidity and constant high current on a smart electronic electricity meter’s measurement accuracy. Based on an analysis of these effects it is proposed that the current fixed verification interval could be revised, taking into account also different climatic influence. The findings of this work could influence a new standardized procedure in respect of a meter’s verification interval.
The paper is concerned with the problem of choice of the minimum number of smart meters to ensure either the observability of all state variables in distribution network or the observability of voltage magnitudes whose control is particularly important in the low voltage distribution networks with distributed generation. Currently only voltage magnitudes, active and reactive currents can be synchronized. It is shown that replacement of voltage phasor measurements with the measurements of voltage magnitudes alone makes it possible to provide observability of voltage magnitudes at all feeder nodes with the number of smart meters lower than the number of load nodes.
PL
Artykuł dotyczy problemu wyboru minimalnej liczby liczników inteligentnych, wystarczającej do zapewnienia obserwowalności wszystkich zmiennych stanu sieci rozdzielczej lub wartości napięcia, którego regulacja jest szczególnie ważna w sieciach rozdzielczych niskiego napięcia z generacją rozproszoną. Pokazano, że samo zastąpienie pomiarów fazorów napięcia pomiarami wartości amplitudy napięcia umożliwia zapewnienie obserwowalności wartości amplitudy napięcia we wszystkich węzłach zasilających przy liczbie liczników inteligentnych mniejszej niż liczba węzłów odbiorczych.
It is predicted that by 2020, in line with EU guidelines, smart electricity meters will have been implemented in 80% of households. Some energy consumers are afraid that such meters will record data concerning their privacy and allow the interception of such data by cybercriminals or that such data will be used for purposes other than accounting services of electricity supply. The authors of the publication conducted a survey among the Poles and Czechs to find out whether such fears are actually among the people and to what extent. The researchers also decided to check whether there is a duality between concerns about the disclosure of measurement data from smart energy meters and voluntarily expressed consent access to much more personal content stored on smartphones.
PL
Przewiduje się, że do 2020 roku, zgodnie z wytycznymi unijnymi, inteligentne liczniki energii elektrycznej zostaną wdrożone w 80% gospodarstw domowych. Niektórzy odbiorcy energii obawiają się, że takie liczniki będą rejestrować dane mówiące o ich prywatności oraz umożliwią przechwycenie takich danych przez cyberprzestępców lub że takie dane zostaną wykorzystane do innego celu niż rozliczanie usługi dostarczania energii elektrycznej. Autorzy publikacji przeprowadzili badanie ankietowe wśród Polaków i Czechów, aby poznać, czy takie obawy rzeczywiście występują wśród ludzi i w jakim zakresie. Badacze postanowili również sprawdzić, czy nie występuje pewien dualizm pomiędzy obawami związanymi z ujawnianiem danych pomiarowych z inteligentnych liczników energii a dobrowolnie wyrażanymi zgodami na dostęp do dużo bardziej prywatnych treści przechowywanych na smartfonach.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy podjęte zostały zagadnienia odnoszące się do inteligentnych liczników energii elektrycznej. W poszczególnych częściach pracy omówiono zagadnienia dotyczące istoty funkcjonowania tych liczników, przy czym główna uwaga została skupiona na opisaniu korzyści oraz zagrożeń, które wiążą się z ich wykorzystywaniem. Teza, która została potwierdzona w pracy, brzmi: Stosowanie inteligentnych liczników energii elektrycznej w Polsce może przynieść znacznie więcej korzyści niż zagrożeń.
EN
The study taken in on the issues relating to smart electricity meters. In parts of the paper discusses issues concerning the essence of the functioning of these counters, with the main attention was focused on describing the benefits and the risks that are associated with their use. The thesis, which was confirmed in the paper, is: The use of smart electricity meters in Poland can bring much more benefits than risks.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy zaprezentowano struktury systemów pomiarowych różnych mediów oraz wskazano na kierunki ich rozwoju głównie w odniesieniu do opomiarowania zużycia wody. Omówiono najważniejsze propozycje międzynarodowych organizacji tworzących standardy inteligentnych systemów pomiarowych ( Smart Metering) począwszy od systemu automatycznych odczytów (AMR) aż do zaawansowanej struktury pomiarowej (AMI). Podano wybrane przykłady rozwiązań inteligentnych przepływomierzy i liczników wody. Przedstawiono również podstawowe reguły komunikacji w systemach inteligentnych pomiarów wraz z omówieniem standardów stosowanych protokółów komunikacyjnych w dedykowanych sieciach pomiarowych.
EN
In the paper there are presented structures of measurement systems for various media and directions of their development for water consumption metering, mainly. There are described important solutions prepared by international standardization organizations concerning Smart Metering, beginning with the Automatic Measurement Reading (AMR), and ending with the Advanced Measurement Infrastructure (AMI). There are shown selected solutions of smart water flows and water meters. Moreover, there are presented main communication rules in the intelligent measurement systems together with the discussion about standards of communication protocols in measurement-dedicated networks.
Internet of Things is a new technology, which can be used in smart grids in future. In 2012, the Internet of Things (IoT) technology was recognized by the Polish energy regulatory office as a long-range goal in scope of its usage in smart power grids. In the article, Internet of Things solutions were divided into three groups: smart objects or devices, smart sensors and tags. The article shows areas of smart grids in which it would be desired to use the IoT technologies from particular groups.
PL
Internet Rzeczy IoT (Internet of Things) jest nową technologią, która w przyszłości może zostać wykorzystana w inteligentnych sieciach elektroenergetycznych. Technologia ta została uznana przez polskiego regulatora energetyki jako perspektywiczna w zakresie możliwego jej wykorzystania w takich sieciach. W tym artykule rozwiązania Internetu Rzeczy zostały podzielone na 3 grupy: inteligentne obiekty i urządzenia, inteligentne czujniki i sensory oraz znaczniki – tagi. Artykuł przedstawia obszary w smart grids, w których pożądane byłoby zastosować określone technologie IoT z poszczególnych grup.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents the concepts of smart electricity grids with particular emphasis on aspects of the metering of customers through the implementation of smart meters. On the basis of the literature study, an analysis of the scope of the functionality of smart meters was performed. The paper presents a model of the smart electricity meter developed by the authors, which has the possibility of working with the energy management system.
PL
W artykule przedstawiono koncepcje inteligentnych sieci elektroenergetycznych ze szczególnym uwzględnieniem aspektu opomiarowania odbiorców poprzez wdrożenie inteligentnych liczników. Na bazie studium literatury przeprowadzono analizę obszaru funkcjonalności inteligentnych liczników. W artykule zaprezentowano opracowany przez autorów model inteligentnego licznika energii elektrycznej posiadającego możliwość współpracy z systemem zarządzania energią.
The discussions on the energy transition, the involvement of households as decentralized energy providers and the reduction of energy costs show an area of conflicts, in which they act as driving force on Smart Grids. In this regard Smart Grids are seen as a key element to address the former mentioned challenges. This paper continues the public discourse concerning Smart Grids and displays it from various perspectives such as technique, professionalism, and communication. It is striking to note that for a long time the discussion has been customer-focused, but in regard to the realization of the energy transition and the power line problem, the energy providers came to the fore. Altogether, there is a lack of a clearly defined target and its matching steps. Here, policy makers in particular are required to specify a legal environment, which considers national as well as international conditions and facilities on the internationally affected grid.
PL
Dyskusje na temat przekazywania energii i zaangażowania gospodarstw domowych jako zdecentralizowanych dostawców energii i redukcji kosztów energii pokazują obszar konfliktów, w których bardzo istotne są inteligentne sieci. W związku z tym, inteligentne sieci energetyczne są postrzegane jako kluczowy element sprostania wyzwaniom rynku. Niniejszy artykuł jest kontynuacją dyskursu publicznego dotyczącego inteligentnych sieci i przedstawia problem z różnych perspektyw, takich jak technika, profesjonalizm i komunikacja. Uderzające jest to, aby pamiętać, że przez długi czas dyskusja koncentrowała się na kliencie, ale w odniesieniu do realizacji transformacji energii i problemy linii energetycznej i dostawców energii również są bardzo istotne. Bardzo ważne jest w tym zakresie prowadzenie spójnej polityki w zakresie środowiska.
There are many studies on smart metering. The aim of smart metering is not only automated billing and two-way communication with a smart meter. The measure of success of the implementation of smart metering is the level of customer engagement and their cooperation with energy companies, as well as the consequences of such involvement changing electricity-using habits. This article focuses on one device for smart metering – in-home display (IHD). The paper characterizes an IHD’s functions and describes international experiences of research and conclusions of studies.
PL
Istnieje wiele opracowań na temat inteligentnych systemów pomiarowych. Celem Smart Meteringu nie jest jedynie automatyzacja rozliczeń i dwukierunkowa komunikacja z inteligentnym licznikiem. Miarą sukcesu wdrożenia inteligentnych systemów pomiarowych jest stopień zaangażowania klienta – odbiorcy i jego współpraca z przedsiębiorstwami energetycznymi, a także w konsekwencji takiego zaangażowania płynąca zmiana jego nawyków korzystania z energii elektrycznej. Autor artykułu skupia się na jednym urządzeniu inteligentnych systemów pomiarowych – na wyświetlaczu domowym. Charakteryzuje jego funkcje oraz przedstawia międzynarodowe doświadczenia płynące z projektów badawczych oraz wnioski z opracowań.
Istnieje wiele opracowań na temat inteligentnych systemów pomiarowych. Miarą sukcesu wdrożenia inteligentnych systemów pomiarowych jest stopień zaangażowania klienta – odbiorcy i jego współpraca z przedsiębiorstwami energetycznymi, a także w konsekwencji takiego zaangażowania płynąca zmiana jego nawyków korzystania z energii elektrycznej. Artykuł ten skupia się na jednym urządzeniu inteligentnych systemów pomiarowych – na wyświetlaczu domowym. Charakteryzuje jego funkcje oraz przedstawia międzynarodowe doświadczenia płynące z projektów badawczych oraz wnioski z opracowań.
EN
There are many studies on smart metering. The aim of smart metering is not only automate billing and two-way communication with a smart meter. The measure of success of the implementation of smart metering is the level of customer engagement and his cooperation with energy companies, as well as the consequences of such involvement flowing change his electricity-using habits. This article focuses on one device for smart metering – in-home display. The paper characterized IHD's functions and described international experiences of the research and conclusions of the studies.
In the paper, the author describes his experience that he has gained in the design of a gas metering system. The AGMR (automated gas meter reading) system collected measurement data from gas meters which were installed in high pressure gas regulating stations. The system offered complete data processing services. Then the processed data was sent to the system of forecasting demand. Designers of the system have encountered several challenges which forced them to think. The publication presents the encountered problems, both at the design stage of the system, as well as during its implementation and operation.
PL
Artykuł opisuje doświadczenia zdobyte podczas projektowania systemów pomiarowych na potrzeby zebrania danych pomiarowych z gazomierzy w stacjach redukcyjnych pierwszego stopnia, przetworzenia tych danych i przygotowania do systemu prognostycznego. W publikacji tej przedstawiono wyzwania i problemy, przed którymi stanęli projektanci systemu zdalnie odczytującego dane z gazomierzy AGMR dla przepływu gazu z różnych punktów granicznych, zarówno na etapie opracowywania systemu, jak również podczas jego wdrażania i eksploatacji.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
System that all stakeholders compound the activities (production, transmission, distribution, sale, consumption) to product and to consume quality, constant, reliable and economic electric energy is called Smart Grid (SG) in electric. SG, which its most important component smart meter (Smart Metering- SM), are advanced energy metering devices that give more information than traditional energy meters and that measure the consumption of electric energy. It includes integration techniques and various software applications depending on characteristics of SM electric network. In this study, by giving information about infrastructure of automatic meter, AMI installation levels and its integration to system are explained. An experiment proving the advantages that SM provides to system and consumer has been made and its results have been interpreted.
PL
Układy typu smart meter dają znacznie więcej informacji zużytej energii niż klasyczne liczniki. W artykule przedstawiono infrastrukturę i metody dołączenie do sieci.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper deals with the analysis and application of novel conformity factors, defined by means of the Conservative Power Theory (CPT), for the purpose of load analysis and characterization. Basically, such factors are able to describe the influence of different load characteristic on the power factor calculation and they are valid under generic load and supply voltage conditions. Moreover, the development of a flexible smart-meter prototype has been described and used to the experimental validation of all power components and conformity factors considered on the paper.
PL
W artykule zaprezentowano analizę i zastosowanie nowego współczynnika zgodności zdefiniowanego na podstawie Teorii Zachowania Mocy CPT. Współczynnik zastosowano do analizy obciążeń iich wpływu na współczynnik mocy. Opisano też nową koncepcję miernika typu smart.-meter.
Obecnie można zaobserwować globalny ruch w kierunku inteligentnych sieci. Pomimo tego, że są różne ścieżki osiągnięcia tego samego celu, który jeszcze nie jest precyzyjne określony, to budowę takiej sieci najczęściej rozpoczyna się od wdrażania inteligentnych systemów pomiarowych. Urządzenia elektroniczne (komputery, telefony komórkowe itp.) w ostatnim czasie uległy bardzo szybkiemu rozwojowi. Autor stawia tezę, że wystąpi podobny rozwój inteligentnych liczników, zatem już teraz trzeba przewidzieć to przygotowując specyfikacje wdrożeniowe dla takich systemów.
EN
You can now see the global movement towards smart grids. Despite the fact that there are different paths to achieve the same purpose which is not yet precisely defined, the construction of such a network usually starts with the implementation of smart metering. Currently, engineers and scientists contribute to the rapid development of electronic devices. The modern electronic devices (computers, cell phones, etc.) have more functions than devices produced a few years ago. In fact, by 2015, 250 million smart meters will be installed worldwide. Millions of electric smart meters in customers' homes cannot be developed in a simple and fast way. This limitation may hinder AMI (Advanced Metering Infrastructure) development. Smart meter will have a remote firmware update feature. The paper presents limitations of this feature. The article describes a problem of interoperability. Interoperability is the ability of diverse systems and devices to work together (inter-operate). The author argues that a rapid development of smart meters will be occur, so distribution network operators must take this into account when preparing specifications for the implementation of such systems.
Wdrażanie i coraz częstsze stosowanie zaawansowanej infrastruktury pomiarowej wiąże się z niebezpieczeń-stwem nadużywania jej funkcjonalności dla osiągnięcia własnych celów. W publikacji opisano kilka zagrożeń: manipulację przy liczniku przez klienta, zmowę pracownika przedsiębiorstwa dystrybucyjnego z elektrowniami, zagrożenia wynikające z możliwych działań prowadzonych przez terrorystów, możliwość manipulacji danych przez inżynierów baz danych. Przedstawiono również problem związany z dostępem osób trzecich do zaawansowanej struktury pomiarowej.
EN
Implementation and use of advanced metering infrastructure is associated with a danger of abuse of its functionality to achieve their goals. The paper describes several threats: manipulation of the smart meter by the customer, an insider in collusion with a generation provider, the possible risks arising from activities carried out by terrorists and the possibility of manipulation of data by engineers databases. Also presents the problem of third party access to the AMI.
One advantage of AMI is the ability to Demand Side Management. The ability to control the client devices (Load management) is one of the key function of AMI. Some customers with smart meters and Time-of-Use (TOU) tariffs pay different amounts for their electricity over three (or two) different time periods. They can program their smart appliances. Customer's devices are switched-on when energy is cheaper, and switched-off when it is more expensive. If clients on a massive scale will run their devices at a time when energy is cheaper, then it would affect the bulk electric grid.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.