The article compares different types of databases for storing data sourced from smart building and smart metering systems. The differences between non-relational (NoSQL – NoRDBS), time-series (TSDB) and the most popular relational database (SQL – RDBS) were highlighted. Then, the possibilities of practical usage of them for gathering data from typical sensors used in buildings and the integration with the most popular installation standards (KNX, LCN) and communication protocols (Modbus, MQTT, MBus) were examined. For examination, the most popular software under opensource licenses were selected: PostgreSQL as a relational database; MongoDB as a non-relational document database; and InfluxDB as a TSDB database. Installation and configuration methods, the possibility of integration with other systems and interfaces to popular programming languages (C#, Python, Java, C++) were compared. In the empirical part, the following were studied: access times and increase in used disk space in cooperation with a real sensor to reach 1 million records in each of the databases. In the conclusions, the results are presented and the authors’ suggestions for potential applications for the databases in the fields mentioned in the title are provided.
PL
W artykule porównano różne typy baz danych na potrzeby przechowywania danych pochodzących z systemów inteligentnego budynku i smart-meteringu. Zwrócono uwagę na różnice pomiędzy bazami nierelacyjną (NoSQL – NoRDBS), opartą o szeregi czasowe (TSDB) i najpopularniejszą bazą relacyjną (SQL – RDBS). Następnie przeanalizowano możliwości ich praktycznego wykorzystania na potrzeby gromadzenia danych z typowych czujników stosowanych w inteligentnym budownictwie oraz integracji z najpopularniejszymi standardami instalacji (KNX, LCN) i protokołów komunikacyjnych (Modbus, MQTT, MBus). Do przebadania wybrano najpopularniejsze systemy na licencjach open-source: PostgreSQL jako baza relacyjna; MongoDB jako baza nierelacyjna dokumentowa oraz InfluxDB jako baza typu TSDB. Porównano sposoby instalacji i konfiguracji, możliwość integracji z innymi systemami oaz interfejsy dostępowe dla popularnych języków programowania (C#, Python, Java, C++), a w części empirycznej czasy dostępu i przyrost zajetej przestrzeni dyskowej we współpracy z rzeczywistym czujnikiem do osiągnięcia 1 miliona rekordów w każdej z baz. We wnioskach przedstawiono wyniki oraz zebrano sugestie autorów dotyczące potencjalnych zastosowań dla przetestowanych systemów baz danych w dziedzinach zawartych w tytule.
W artykule podsumowano obrady jednej z sesji I Kongresu Energetyki Rozproszonej dotyczącej innowacyjnych rozwiązań technicznych i technologicznych w obszarze energetyki rozproszonej. Ten szeroki i wielopłaszczyznowy temat dotyczy istotnego aspektu trwającej właśnie transformacji energetycznej oraz silnie wiąże się z rozwojem i wdrażaniem inteligentnych systemów elektroenergetycznych smart grids.
EN
The article summarizes the issues raised during the ses-sion on innovative technical and technological solutions in the area of distributed energy. These topics are very broad and multidimensional, especially in the context of the energy transition we are currently undergoing. It is strongly related to the development and implementation of smart grids systems.
In an era of changes in the electricity market, where the share of renewable energy sources is increasing and moving away from conventional coal-based energy, the electricity used for heating is gaining importance, for example to power heat pumps. They currently are one of the most common ways for heating buildings as an alternative to fossil fuels and biomass. In this article, the authors present an analysis aimed at answering the question whether using the concept of microgrids in Polish realities provides a feasible solution. Within the framework of this article, analyses were carried out by assuming the electrification of the heating installation of users in a local microgrid located in a selected location of the Polish low-voltage distribution network. The increase in electricity demand needed to generate the corresponding amount of heat was then estimated, and subsequently the impact of this demand on the microgrid was determined. In addition, in the article, the authors estimate the production of a prosumer PV installation at the selected location and analyze the level of autoconsumption of the generated electricity in the PV installation by the heat pump.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule zaprezentowano prototyp dwuzakresowej, wieloprotokołowej stacji bazowej do zastosowań w systemach inteligentnego opomiarowania zużycia mediów. Wykorzystując takie techniki jak: automatyczna adaptacja warstwy fizycznej, wielopasmowość (169 MHz i 868 MHz), technikę SDR oraz autorski, wąskopasmowy protokół transmisji danych, uzyskano poprawienie zasięgu łącza radiowego bez zwiększenia kosztów liczników mediów. Dzięki autonomicznemu systemowi odczytu możliwy jest ciągły monitoring zużycia mediów oraz instalacji do ich przesyłu.
EN
This paper presents a designed prototype of a two-band multi-protocol base station for smart-metering applications. Using such techniques as the automatic physical layer adaptation, multi band design (169 MHz and 868 MHz), SDR technique and custom radio protocol, we have increased radio coverage without increasing cost of smart meters. Thanks to the autonomous readouts, constant monitoring of smart-metering system is allowed.
Wprowadzenie technologii smart grid i smart metering jest koniecznością współczesnego rynku energii elektrycznej. Inteligentne liczniki energii elektrycznej są stopniowo instalowane u klientów indywidualnych i biznesowych. W niniejszym artykule pokazano przykładowe rozwiązanie, które za pomocą urządzenia typu beacon pozwala odczytywać dane pomiarowe z liczników elektronicznych, wyposażonych w port optyczny - niekoniecznie inteligentnych. Monitorowanie na bieżąco stanu licznika daje zarówno odbiorcy, jak i dostawcy możliwości analizy obciążeń i śledzenie zużycia energii u odbiorcy. W artykule pokazano na przykładzie testowych instalacji u dwóch rodzin, że już nawet bardzo proste analizy zużycia energii mogą dostarczyć użytecznych informacji.
EN
Roll-out of smart grids and smart metering technologies is a must for today's electricity markets. Smart meters are gradually being installed at households and business consumers. This article presents a sample solution that using a beacon allows to read energy consumption data through optical ports of electronic meters, even those non-smart ones. Near real-time read-out of an electricity meter's counter allows both the consumer and the provider to analyze power load and energy consumption of the end-user. The article shows, using an example of test installations at two families, that even simple analyses of energy consumption data can provide valuable information.
Budynki powinny być inteligentne, a systemy grzewcze nisko- i bezemisyjne, korzystające ze źródeł odnawialnych. Mieszkańcy mają otrzymywać informację, na co zużywają energię, z jakich źródeł ona pochodzi, jak ją można zaoszczędzić i czy będzie to dla nich opłacalne. Informacje te dostarczać ma system zarządzania budynkiem, m.in. na podstawie danych z liczników ciepła. Technologia smart metering ma się stać elementem smart home.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This work reports the measurement results of long-terms tests obtained in real smart street lighting LV networks and in lab test bed. The measurements results are presented in the form of PER vs. SNR characteristics for BPSK coded and BPSK coded with peak noise avoidance algorithm. The surprising results obtained from real LV networks prompted the Authors to carry out detailed lab tests. The setup for lab tests is also presented in this work. To carry out lab tests a suitable software was prepared, it allowed to obtain results in 72 times shorter time comparing to real conditions; it is why this work can present characteristics of PER vs. SNR even for the values of PER at the level of 10−9. The work concludes with disadvantages of using the peak noise avoidance algorithm in PLC communication for smart street lighting.
Transactive based control mechanism (TCM) needs the IoT environment to fully explore flexibility potential from the end-users to offer to involved actors of the smart energy system. On the other hand, many IoT based energy management systems are already available to a market. This paper presents an ap-proach to connect the current demand-driven (top-down) energy management system (EMS) with a market-driven (bottom-up) demand response program. To this end, this paper considers multi-agent system (MAS) to realize the approach and introduces the concept and standardize design of Agilometer. It is described as an elemental agent of the approach. Proposed by authors Agilometer consists of three different functional blocks, which are formulated as an IoT platform according to the LonWorks standard. Moreover, the paper also performs an evaluation study in order to validate the proposed concept and design.
Niezwykle istotnym elementem rozwiązań inteligentnego opomiarowania, jest zapewnienie bezpieczeństwa odbiorcom, poprzez ochronę ich prywatnych danych. Zgodnie z prawem, dane z liczników podlegają ochronie, tak jak dane osobowe. W artykule poruszona zostanie tematyka dotycząca bezpieczeństwa i optymalizacji przesyłania danych w sieci Smart Metering. Omówiona zostanie także jedna z metod kodowania przed wysłaniem, tj. CDMA.
EN
A very important element of smart metering solutions is ensuring the security of customers’ private data. According to the law, meter data is protected in the same way as personal information. This article will address topics concerning the safety and optimization of network data transfer Smart Metering. One way of tested coding before sending – CDMA will be discussed.
Inteligentne, cyfrowe obiekty wyposażone w mikroprocesory, sensory oraz przekaźniki transmisyjne niskiej mocy pozwalają im się komunikować z innymi obiektami (ang. anything) w każdym momencie (ang. anytime), niezależnie od lokalizacji (ang. anyplace), zbierać oraz analizować dane, tworząc inteligentną infrastrukturę Internetu rzeczy (ang. Internet of things). Prosumenci dostrzegający wartość we wdrażaniu i korzystaniu z nowoczesnych technologii informacyjno-komunikacyjnych (ang. Information and Communication Technology – ICT) realizują korzyści w wielu obszarach, m.in. obniżenia kosztów krańcowych produktów i usług, wykorzystania analityki Big Data w celu poprawy efektywności produkcji, wydajności, współdzielenia danych z innymi IoT prosumentami.
EN
Intelligent, digital buildings equipped with microprocessors, sensors and low power transmitters are objects that have network connectivity, allowing them to communicate (to send and receive data) anytime, anyplace with anything and anyone, creating the intelligent infrastructure of the Internet of Things. Prosumers perceiving value in implementing and use of modern Information and Communication Technologies (ICT) benefit in many areas, including a reduction in the marginal cost of products and services, use of Big Data analytics to improve efficiency of production, productivity, and sharing data with other IoT prosumers.
W artykule omówiono strukturę i rozwiązania sprzętowe systemów inteligentnego opomiarowania stosowanych w ciepłownictwie. Następnie dokonano zwięzłego przeglądu cech funkcjonalnych inteligentnych liczników ciepła/chłodu na tle liczników energii elektrycznej i gazu. Przestawiono model centralizacji usług inteligentnego opomiarowania i uwarunkowania w zakresie zarządzania popytem w inteligentnych sieciach ciepłowniczych.
EN
The structure and hardware of smart metering systems for district heating networks are considered in the article. A concise review of functional features of smart heat/cold meters against electricity and gas meters is conducted. The model of centralised smart metering services and the ramifications of demand management in district heating networks are also discussed.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents an analysis of ambient temperature influence on measurement accuracy of the smart electricity meter for different values of load current, voltage and frequency. The research scope was covered by the operating temperature range from -40°C to +70°C, which is consistent with the requirements of applicable standards and legal regulations. A meter used in the conducted tests was Iskra MT372 model, which is currently being installed at final customers.
PL
W artykule przedstawiono analizę wpływu temperatury otoczenia na dokładność pomiarów inteligentnego licznika energii elektrycznej dla różnych wartości prądu obciążenia, napięcia i częstotliwości. Badania swoim zakresem objęły temperatury od -40ºC do +70ºC, co jest zgodne z wymaganiami stawianymi inteligentnym licznikom zarówno przez normy, jak i regulacje prawne. W badaniach wykorzystano obecnie instalowany u odbiorców licznik typu Iskra MT372.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Smart Grid jest koncepcją i zarazem sposobem na złagodzenie braków infrastrukturalnych oraz przeciwdziałania skutkom rosnącego popytu na energię elektryczną. Jednym ze sposobów zapewniających wzrost efektywności zarządzania elektroenergetycznego jest wykorzystanie najnowszych rozwiązań komunikacyjnych. Rozwiązania takie zapewniają mniejsze zużycie energii, wyrównanie krzywej dobowego obciążenia, zmniejszenie strat dzięki automatycznego bilansowania energii i większe bezpieczeństwo transferu.
EN
Smart Grid is both a concept and a way to mitigate infrastructural deficiencies and counteract the effects of the growing demand for electrical energy. One of the ways ensuring an increase in power grid’s management efficiency is utilization of the latest communication solutions. Such solutions ensure reduced energy consumption and leveling cur ve of daily load, decreased losses and – thanks to automated energy balancing – increased transfer security.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper the idea of elastic model of power management in micro smart grid is presented. For the proposed model a method for reducing peak demand in micro smart grid has been defined. In addition, the algorithm of evaluation of the power values selection for nodes, which may be a renewable source of energy in the micro smart grid, is outlined. The idea of powers management presented in the article can be used not only in the micro smart grid networks, but also in the smart grid.
PL
W artykule przedstawiono ideę elastycznego modelu zarządzania mocami w sieciach mikro smart grid. Dla zaproponowanego modelu określono sposób redukcji zwiększonego zapotrzebowania na moc (ang. peak demand) w danej sieci mikro smart grid. Ponadto przedstawiono algorytm oceny redukcji mocy w węzłach sieci mikro smart grid, które mogą stanowić odnawialne źródła energii. Przedstawiona idea zarządzania mocami może znaleźć zastosowanie nie tylko w sieciach mikro smart grid, ale również smart grid.
Operatorzy sieci dystrybucyjnych wprowadzają obecnie inteligentne systemy pomiaru zużycia energii w gospodarstwach domowych. Tym samym możliwe staje się zdalne odczytywanie parametrów miernika energii oraz automatyczne generowanie bilingu. Proces ten znajduje się we wczesnej fazie rozwoju. Obserwuje się stale rosnące zapotrzebowanie na usługi energetyczne, co stwarza potrzebę modernizacji i rozszerzenia funkcjonalności sieci elektroenergetycznych. W artykule przedstawiono zagadnienia dotyczące możliwości rozwoju inteligentnych sieci pomiarowych w Polsce. Wskazano zakres prac przeprowadzonych przez autorów w ramach projektu Big Data for Energy Sector – BigDES. Przybliżona została charakterystyka inteligentnych sieci Smart Grid. Na wybranych przykładach dokonano analizy możliwości wykorzystania inteligentnego opomiarowania systemu elektroenergetycznego. Przybliżono możliwości stosowania inteligentnych liczników energii elektrycznej – smart meters. W ramach zagadnienia kolejno badano zjawiska: precyzji pomiaru, dobowego zużycia energii elektrycznej w gospodarstwie domowym, opomiarowania stref gospodarstwa domowego oraz stosunku czasu pracy urządzeń do ceny energii elektrycznej. Zwrócono uwagę, że systemy inteligentne są w stanie ułatwić operatorom zarządzanie siecią elektroenergetyczną, a także dostarczyć wielu informacji odbiorcom końcowym. Zakończenie artykułu stanowi podsumowanie przeprowadzonych w ramach projektu prac.
EN
Distribution network operators are currently rolling out intelligent systems for measuring energy consumption in households. Therefore, it becomes possible to remotely read meter parameters of energy and automatically generate billing. This process is currently in the early stages of development. There has been a growing demand for energy services, which creates the need to modernize and extend the functions of Polish power grid. The article presents issues concerning the possibility of smart metering network development in Poland indicated the scope of the data carried out by the authors as part of Big Data for Energy Sector – BigDES project. Authors provided approximate characterization of intelligent Smart Grid and analysis of the possibilities of using smart metering power system. Brought closer the possibility of applying smart meters. Some of Smart Grid features have been studied in- the precision of the measurement, the daily electricity consumption in the household, household metering zones and the ratio of the working time of equipment for the price of electricity. It was pointed out that intelligent systems are able to facilitate the management of the electricity network operators, as well as provide a variety of information to end users. The end of the article is a summary of the project works.
16
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.
Przedstawione zostały podstawowe zasady funkcjonowania sieci inteligentnych oraz kwestie techniczne na poziomie relacji wszystkich urządzeń i podmiotów, realizujących swoje zadania w tej strukturze.
EN
The paper presents basic principles of operation of smart grids and technical problems connected with interrelations among all devices and entities that realize their tasks within this structure.
In an era of rapidly expanding Internet network, which can plays role as a transmission medium in smart metering communication, due to the modernization and development of new network connections, as well as the possibility of higher throughput, investigations over network performance must be repeated periodically. Moreover, the issues of end users or Internet users are also important, who are ever more demanding about the size of the data collected and the speed of transmission. Therefore, active experiment was performed, which included download speeds between servers that are located on different continents and then, the results in terms of network performance were analysed. Measurement studies were performed in two different seasons of year 2014: in the spring and winter, in order to determine also the possible impact of atmospheric factors on the behaviour of the network and clients. For the preparation and implementation of active measurement experiment global research network - PlanetLab - was used.
PL
W dobie szybko rozwijającej się sieci Internet, która może występować jako medium transmisyjne w komunikacji smart metering, ze względu na modernizację lub tworzenie nowych połączeń sieciowych, jak również możliwości większej przepustowości należy cyklicznie powtarzać badania nad jej wydajnością. Dochodzą tu kwestie odbiorców końcowych, czyli użytkowników sieci Internet, którzy mają coraz większe wymagania co do wielkości pobieranych danych jak i szybkości transmisji. W związku z tym dokonano aktywnego eksperymentu pomiarowego w którym została zmierzona m.in. prędkość pobierania danych pomiędzy serwerami zlokalizowanymi na różnych kontynentach a następnie przeanalizowano wyniki pod kątem wydajności sieci. Badania pomiarowe wykonano w dwóch różnych porach 2014 roku: wiosną i zimą, aby móc również określić ewentualny wpływ czynników atmosferycznych na zachowania sieci oraz klientów. Do opracowania i wykonania aktywnego eksperymentu pomiarowego posłużono się globalną siecią badawczą PlanetLab.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Ocena sieci nN dokonywana jest metodą pośrednią, polegającą na pomiarze wartości PER i estymatora wartości FER. Zaproponowano, odpowiednie metody interpretacji wyników pozwalające na wymierną ocenę oraz prognozowanie jakości transmisji w standardzie PLC PRIME w sieci nN. Proponowane metody zostały zweryfikowane w rzeczywistej sieci telemetrycznej przeznaczonej do odczytu liczników energii elektrycznej. W pracy również przedstawiono wybrane zagadnienia implementacyjne oraz ogólny opis aplikacji pomiarowej.
EN
The indirect method is proposed for the assessment of the susceptibility of LV network for PLC PRIME transmission. The method depends on determining the value of PER and FER estimator under different transmission conditions then the appropriate interpretation of PER and FER with regards to services for which PRIME interface has been developed. The proposed method was verified in real telemetric network for automatic electricity meters reading. The paper presents also selected implementation issues of the method and application notes.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The smart metering to the power system implementation significantly changes the way of measurements and settlements in the electricity sector. This paper presents an analysis of realized measurement accuracy and the key information about the smart metering and the components of the advanced metering infrastructure. It also shows the scope of authors’ ongoing research on the temperature effect of electricity measurement accuracy in the smart metering system.
PL
Wprowadzenie do systemu elektroenergetycznego inteligentnych systemów pomiarowych znacząco zmienia sposób przeprowadzanych pomiarów i rozliczeń. W artykule przedstawiono analizę dokładności realizowanych pomiarów oraz zaprezentowano kluczowe informacje dotyczące inteligentnego systemu pomiarowego i zaawansowanej infrastruktury pomiarowej. Przedstawiono również zakres aktualnie prowadzonych przez autorów niniejszego artykułu prac badawczych, dotyczących wpływu temperatury na dokładność pomiarów energii elektrycznej w inteligentnych systemach pomiarowych.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.