Подключение коммунальных активов с помощью LoRaWAN

Коммунальные предприятия на пути к цифровой трансформации занимают одно из лидирующих мест по использованию технологии Интернета вещей (IoT).

Введение

Коммунальные предприятия на пути к цифровой трансформации занимают одно из лидирующих мест по использованию технологии Интернета вещей (IoT). Ведущее решение в этом — это использование смарт счетчиков. Что касается коммунальных услуг, то смарт счетчики являются основой для построения умной сети электроснабжения будущего, в конечном итоге, позволяя добиться новой операционной эффективности, новых возможностей обслуживания и новых потоков доходов.

Согласно недавнему отчету ABI Research, в 2018 году будет установлено около 617 миллионов смарт счетчиков, а к 2023 году установка удвоится, достигнув 1,34 млрд. счетчиков. Смарт счетчики электроэнергии — это только первая волна технологии, которая движет рыночной трансформацией коммунальных предприятий; вторая волна — благодаря внедрению интеллектуальных счетчиков воды и газа — только начинается.

20 декабря 2018

ТОП 5 прогнозов Интернета вещей (IoT) на 2019 год

По данным компании Statista, более 23,14 миллиарда устройств подключены по всему миру с помощью технологии IoT. Немаловажно и то, что решения IoT будут приносить доход...

Возможности рынка Интернета вещей для энергетики и водоснабжения

Коммунальные предприятия переходят от операторов распределительных сетей к операторам распределительных систем, которые могут использовать цифровые технологии. Преимущество заключается в более динамичной, адаптивной и взаимосвязанной сети распределения коммунальных услуг, облегчающей новые варианты использования.

	Услуги учета. Услуги учета определяются операциями по сбору и доставке данных, которые облегчаются с помощью интеллектуальных систем измерения и управления данными. Преимущество заключается в снижении стоимости биллинга — исключение «ручного» сбора показаний счетчиков и ошибок считывания/записывания показаний. Эти услуги также могут значительно улучшить отношения с клиентами и создать возможности для более тесного взаимодействия, предоставляя им больший контроль над использованием и их затратами.
	Дистанционное управление клапанами. Двунаправленная связь с малой задержкой в точках контроля потока удовлетворяет нескольким потребностям рынка. Это введенные правительством ограничения на воду, как это было недавно в Южной Африке; правила пользования коммунальными услугами при использовании услуг предоплаты; и предохранительный клапан управления газового счетчика.
	Устранить кражу электроэнергии и потери воды. Цифровая измерительная сеть предотвращает кражу и снижает потери при утечке воды, эффективно снижая непоправимые потери воды за счет лучшей точности электронных счетчиков, синхронизированных с измерениями давления и расхода. В некоторых странах с развивающейся экономикой, таких как Бразилия, Мексика, Индия и Индонезия, не технические потери могут составлять до 25% потерь при распределении электроэнергии. Потери воды во всем мире (как правило, из-за утечек в распределительной сети) могут составлять не менее 20% или более 1,3 миллиона кубических метров чистой воды. Эту потерю усугубляет энергия, используемая для перекачки воды, которая никуда не расходуется!
	Управление отключениями. Незапланированные отключения сети могут быть уменьшены, а реакция на отключения может быть ускорена с помощью технологий мониторинга и анализа на счетчиках и в сети.
	Интеграция возобновляемых или распределенных систем энергоресурсов и их хранения. Цифровые сети с технологиями двунаправленной связи и измерения облегчают интеграцию и использование распределенных или децентрализованных источников энергии, таких как солнечные фотоэлектрические (PV) системы, топливные элементы и ветряные турбины.
	Программы реагирования на спрос.  Эти программы стимулируют потребителей к использованию более энергосберегающих моделей, давая коммунальным предприятиям еще один инструмент для управления коммунальной инфраструктурой. Конечным результатом является снижение капитальных затрат (CAPEX) и операционных расходов (OPEX), что в конечном итоге сокращает счета за коммунальные услуги.

Трансформация рынка обслуживания: успех внедрения LoRaWAN технологии

Смарт электрические сети существуют уже почти десять лет, они были созданы благодаря использованию различных проводных и беспроводных технологий. В Северной Америке энергетические предприятия развернули суб-ГГц радиочастотные (RF) ячеистые сети, в то время как в Европе и Азиатско-Тихоокеанском регионе связь по линиям электропередачи (ПЛК) имела доминирующую долю подключения. К концу 2018 года смарт счетчики электроэнергии с поддержкой ПЛК будут составлять почти 50% всех подключеных счетчиков по всему миру, 27% подключений будут иметь ячеистые сети, а сотовые и не сотовые соединения LPWA — 11% и 12% соответственно.

23 октября 2018

Технология LoRaWAN

Спецификация LoRaWAN представляет собой широкополосный сетевой протокол малой мощности (LPWA), предназначенный для беспроводного подключения «вещей», к региональным, национальным или глобальным...

Тем не менее, сотовые и не сотовые технологии LPWA начнут расти из-за их преимуществ в поддержке смарт счетчиков учета коммунальных воды и газа. По данным ABI Research, к 2026 году почти 20% смарт счетчиков учета, развернутых энергетическими и водными предприятиями по всему миру, будут подключены с использованием не сотовой сети LPWA.

Ключевое ценностное предложение LoRaWAN для коммунальных услуг

В большинстве случаев использования, упомянутых выше счетчиков, сети связи требуют передачи небольших объемов данных (десятки килобит) и низкой ежемесячной пропускной способности. Кроме того, большинство приложений для измерения в коммунальной сети имеют большую задержку. Только конкретные случаи использования — например, выключатели для электричества, системы предоплаты или управления клапанами — могут оправдать необходимость низкой задержки. Будучи ведущей технологией LPWA, протокол LoRaWAN ™ предлагает одни из лучших возможностей для удовлетворения текущих и будущих требований к интеллектуальным системам распределения и автоматизации.

	Низкая общая стоимость владения сетью (TCO). Энергетические предприятия с высоким доходом развернули свои собственные частные сети связи для мониторинга энергосистемы; однако в последнее время они начали открываться для общедоступных сетей, которыми профессионально управляют операторы сетей. По сравнению с другими конкурирующими сетевыми технологиями, такими как ячеистые сети на основе IEEE 802.15.4, ПЛК и другие лицензированные сетевые решения LPWA, LoRaWAN имеет самую низкую стоимость развертывания и обслуживания сетевой инфраструктуры. Кроме того, большой бюджет канала связи и большой радиус действия LoRaWAN упрощают развертывание сети и требуют меньше оборудования сетевой инфраструктуры, обеспечивая при этом хорошую избыточность и простоту масштабирования (уплотнения).
	Гибкость в моделях сетевого развертывания. Коммунальные предприятия имеют выбор либо использовать свои собственные частные сети LoRaWAN, либо использовать существующие публичные сети LoRaWAN, которые развернуты операторами сетей LoRa Alliance. По данным LoRa Alliance, в мире насчитывается более 96 операторов LoRaWAN.
	Быстрорастущая открытая экосистема производителей оригинального оборудования (OEMs). Протокол связи LoRaWAN внедряется постоянно растущим количеством производителей смарт-счетчиков, таких как Aiut, Arad, Axioma, Baylan, Diehl, Honeywell ELSTER, Itron, Kaifa Metering, Hanbit Solutions, Holley Meters, LIERDA, Maddalena, Mueller, Neptune Technology Group, Sagemcom, Sunray, Zenner и ZTE. В условиях растущего количества поставщиков услуг связи LoRaWAN и OEMs-производителей коммунальные предприятия могут гибко интегрировать устройства разных производителей и получать преимущества от взаимодействия на сетевом уровне с конечными устройствами, сертифицированными для протокола LoRaWAN.
	Оптимизация срока службы батареи. Применяя технологию LoRaWAN для счетчиков воды и газа подтверждено, что они оптимизированы для работы от батареи более 15 лет при общении один раз в день. Несмотря на то, что может потребоваться более высокая частота передачи данных или большая полезная нагрузка, что, очевидно, приведет к сокращению срока службы батареи, LoRaWAN предлагает один из лучших вариантов для уменьшения времени работы батареи путем добавления большего количества шлюзов и пикосот. Уплотнение сети позволяет увеличить общий объем передаваемых данных за счет уменьшения времени в эфире, что приводит к снижению потребления батареи.
	Безопасность. Электроэнергетические, газовые и водопроводные сети относятся к категории критически важной национальной инфраструктуры и, следовательно, требуют самого высокого уровня безопасности. Спецификация LoRaWAN использует 128-битные алгоритмы сквозного шифрования Advanced Encryption Standard (AES) для обеспечения безопасности как для общедоступных, так и для частные сетей с использованием двух ключей: один для коммунальных предприятий, для защиты содержимого передаваемой информации; другой для операторов, для безопасности сетевой аутентификации.

Выводы

Переход муниципальных предприятий (энергетические и водоканал) на цифровые технологии, предоставляет этим предприятиям широкий выбор новых технологий. Поскольку государственные органы власти требуют большей эффективности и плотная урбанизация дает городам обоснование для объединения умного учета с другими приложениями города, коммунальные предприятия все больше выбирают сетевые технологии LPWA. LoRaWAN предоставляет предложение для коммунальных служб с гибкостью для развертывания и / или использования частных и общедоступных сетей экономически эффективным образом, а также с возможностью взаимодействия на уровне сети и устройств. При поддержке быстро растущей экосистемы поставщиков решений LoRa Alliance, коммунальные предприятия должны рассматривать LoRaWAN как технологию подключения, которая поможет достичь своих целей в области разумных распределительных сетей.