Low-cost and accuracy smart meter prototype for smart grids

• Autorzy: Givanildo Rafael , Lima Denis , Paris Paulo , Pedrino Emerson

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2021.09.16

Warianty tytułu

PL

Tani i dokładny prototyp inteligentnego licznika dla inteligentnych sieci

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

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.

Słowa kluczowe

EN

smart meter; smart grid; low cost prototype

PL

miernik inteligentny; smart grid; pomiar mocy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 97, nr 9
• Strony: 72--77
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Givanildo Rafael

• Department of Computer Science, Federal University of Sao Carlos, Sao Carlos, Brazil

• https://orcid.org/0000-0003-1372-6049

autor

Lima Denis

• Department of Computer Science, Federal University of Sao Carlos, Sao Carlos, Brazil

• https://orcid.org/0000-0002-0457-2562

autor

Paris Paulo

• Department of Computer Science, Federal University of Sao Carlos, Sao Carlos, Brazil

• https://orcid.org/0000-0001-8915-8215

autor

Pedrino Emerson

• Department of Computer Science, Federal University of Sao Carlos, Sao Carlos, Brazil

• https://orcid.org/0000-0003-3734-3202

Bibliografia

• [1] Y. Wang, Q. Chen, T. Hong, and C. Kang, “Review of smart meter data analytics: Applications, methodologies, and challenges,” IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 10, no. 3, pp. 3125–3148, 2018.
• [2] B. Yildiz, J. I. Bilbao, J. Dore, and A. B. Sproul, “Recent advances in the analysis of residential electricity consumption and applications of smart meter data,” Applied Energy, vol. 208, pp. 402–427, 2017.
• [3] M. R. Asghar, G. Dán, D. Miorandi, and I. Chlamtac, “Smart meter data privacy: A survey,” IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 19, no. 4, pp. 2820–2835, 2017.
• [4] Y. Kabalci, “A survey on smart metering and smart grid communication,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 57, pp. 302–318, 2016.
• [5] E. A. Bueno, W. Utubey, and R. R. Hostt, “Evaluating the effect of the white tariff on a distribution expansion project in brazil,” in 2013 IEEE PES Conference on Innovative Smart Grid Technologies (ISGT Latin America). IEEE, 2013, pp. 1–8.
• [6] D. Vieira, R. A. Shayani, and M. G. De Oliveira, “Net metering in brazil: Regulation, opportunities and challenges,” IEEE Latin America Transactions, vol. 14, no. 8, pp. 3687–3694, 2016.
• [7] M. P. Maceira, L. A. Terry, F. S. Costa, J. M. Damázio, and A. Melo, “Chain of optimization models for setting the energy dispatch and spot price in the brazilian system,” in Proceedings of the power system computation conference-PSCC, vol. 2, 2002, pp. 24–28.
• [8] Y. Yan, Y. Qian, H. Sharif, and D. Tipper, “A survey on smart grid communication infrastructures: Motivations, requirements and challenges,” IEEE communications surveys & tutorials, vol. 15, no. 1, pp. 5–20, 2012.
• [9] H. Farhangi, “The path of the smart grid,” IEEE power and energy magazine, vol. 8, no. 1, pp. 18–28, 2009.
• [10] P. Carvalho, “Smart metering deployment in brazil,” Energy Procedia, vol. 83, pp. 360–369, 2015.
• [11] S. M. Amin and B. F. Wollenberg, “Toward a smart grid: power delivery for the 21st century,” IEEE power and energy magazine, vol. 3, no. 5, pp. 34–41, 2005.
• [12] S. S. S. R. Depuru, L. Wang, V. Devabhaktuni, and N. Gudi, “Smart meters for power grid—challenges, issues, advantages and status,” in 2011 IEEE/PES Power Systems Conference and Exposition. IEEE, 2011, pp. 1–7.
• [13] K. G. Di Santo, E. Kanashiro, S. G. Di Santo, and M. A. Saidel, “A review on smart grids and experiences in brazil,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 52, pp. 1072–1082, 2015.
• [14] V. C. Gungor, D. Sahin, T. Kocak, S. Ergut, C. Buccella, C. Cecati, and G. P. Hancke, “Smart grid technologies: Communica- tion technologies and standards,” IEEE transactions on Indus- trial informatics, vol. 7, no. 4, pp. 529–539, 2011.
• [15] E.-A.-U. An, “Smart meters and smart meter systems: A metering industry perspective,” Washington, DC, USA, Edison Elect. Inst., White Paper, 2011.
• [16] R. R. Mohassel, A. Fung, F. Mohammadi, and K. Raahemifar, “A survey on advanced metering infrastructure,” International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 63, pp. 473– 484, 2014.
• [17] C. Logic, “C55463: Single phase, bi-directional power/energy ic,” Datasheet DS678F2, Apr, 2008.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).