作者：Lorenzo Amicucci, Nordic Semiconductor
陳舊的電能計量意味著效率、準確性甚至電網(wǎng)可靠性較低，這不僅給電力企業(yè)的基本運營效益帶來壓力，還會直接拖累電力供應的穩(wěn)定性和合理價格，影響到社區(qū)和家庭的日常生活和預算。
智能計量及其產生的大量實時數(shù)據(jù)，就是顯而易見的解決方案。然而，無論在在任何地區(qū)，要成功部署智能計量技術，就必須在電力公司與計量表之間，以及計量表與消費者之間實施有效的連接解決方案。
非洲的智能計量解決方案需求
在非洲地區(qū)，升級到智能計量的緊迫性非常明顯。配電電力公司，包括市政、都市和私營供應商，以及智能城市項目、離網(wǎng)解決方案供應商和電表制造商，都是非洲大陸能源行業(yè)轉型的關鍵利益相關者。他們共同認識到，消除人工抄表對于大幅降低運營成本、向客戶準確收費、啟動動態(tài)定價、監(jiān)控電網(wǎng)損耗、優(yōu)化電網(wǎng)性能和減少停電非常重要。
此外，人們也清楚地認識到，聯(lián)網(wǎng)計量將使消費者有能力主動管理和優(yōu)化自己的能源消耗，從而獲得益處。但是，智能計量取決于可靠的通信運作，這在非洲地區(qū)并不容易實現(xiàn)。
主流計量技術無法提供支持
目前在非洲使用的兩種主流計量技術是電力線載波(PLC)和蜂窩技術，然后，盡管這兩種技術在其他地方取得了成功，但由于種種原因在非洲地區(qū)實施效果不佳。
對于PLC解決方案，預付費電表通過物理電力線進行通信，將數(shù)據(jù)發(fā)送回數(shù)據(jù)集中器(DCU)，然后再由數(shù)據(jù)集中器將數(shù)據(jù)發(fā)送到云端。對于蜂窩解決方案，每個預付費電表都有一個蜂窩調制解調器，可與蜂窩基站進行通信，然后將數(shù)據(jù)回傳至能源公司的軟件平臺。
黑點有時會降低蜂窩網(wǎng)絡覆蓋的可靠性，導致蜂窩訂閱費用高昂和服務可用性降低。而且，由于蜂窩智能儀表的訂閱是以優(yōu)化成本為優(yōu)先，因此數(shù)據(jù)傳輸?shù)念l率往往受到限制。
而且，非洲地區(qū)網(wǎng)絡經(jīng)常出現(xiàn)計劃內和計劃外停電，PLC 解決方案也無法很好地工作。如果發(fā)生停電，恢復供電后，網(wǎng)絡需要很長時間才能重新啟動，智能電表也需要很長時間才能重新連接，這就延誤了重要的電網(wǎng)管理訊息和消費者通知。
加入電網(wǎng)的可再生能源也會對PLC通信產生負面影響，而許多劣質電器等消費設備會產生嚴重的干擾，從而進一步破壞智能電表的通信。
DECT NR+解決聯(lián)網(wǎng)難題
鑒于這些成熟技術仍然存在缺點，無線連接標準DECT NR+ (NR+)應運而生，成為了PLC和蜂窩技術的可行替代技術。NR+在設計上具有與蜂窩網(wǎng)絡相同的無縫運作和安全性能，正常運行時間的可靠性超過99.99%，此外，NR+還具有出色的抗盲點和抗干擾能力，這在一定程度上要歸功于強大穩(wěn)定的物理層，以及在不太擁堵的1.9 GHz頻段上運行。
通過NR+，智能電表可利用其自修復網(wǎng)狀拓撲結構來擴展和加強無線網(wǎng)絡覆蓋范圍。在城市環(huán)境中，每個智能電表可與50多個相鄰電表連接，形成多個接入點，實現(xiàn)可靠的通信。
此外，NR+的運營成本較低，數(shù)據(jù)費用可忽略不計，并減少了對電信運營商的通信依賴。在城市地區(qū)，數(shù)千個智能電表可共享一個蜂窩套餐訂閱，而在農村地區(qū)，由于房屋網(wǎng)絡拓撲結構分散，這一比例較低。
傳統(tǒng)的智能電表通常在夜間或每天幾次發(fā)送數(shù)據(jù)，而使用NR+之后，數(shù)據(jù)可以每分鐘傳輸一次。由于通過單個大容量連接(LTE、Wi-Fi 或以太網(wǎng))進行整合數(shù)據(jù)傳輸，以及通過DECT NR+頻段進行免許可證通信，因此蜂窩訂閱費用不會大幅增加。
Wirepas DECT NR+智能計量解決方案
智能計量領域的創(chuàng)新企業(yè)已經(jīng)開始利用NR+。例如，南非設計和制造公司 Sustainable Energy Technologies (SET)推出了基于 NR+ 的 Wirepas 射頻網(wǎng)狀網(wǎng)絡智能計量解決方案，該解決方案部署在Nordic Semiconductor公司的下一代nRF9151 模組上。這款解決方案是為配電電力公司和電表制造商開發(fā)的，旨在推動非洲向智能能源解決方案過渡，最初開發(fā)的重點地區(qū)是南非和肯尼亞。
Wirepas NR+實施方案解決了PLC和蜂窩電表的所有局限性，同時可持續(xù)收集近乎實時的能源數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)遠程電表監(jiān)控的雙向網(wǎng)絡通信。
nRF9151專為NR+和蜂窩物聯(lián)網(wǎng)應用量身定制
Nordic的nRF9151低功耗模組專為DECT NR+和蜂窩物聯(lián)網(wǎng)應用而設計，支持Wirepas的NR+協(xié)議棧，可實現(xiàn)優(yōu)先考慮可靠性、安全性、長距離和可擴展性的大規(guī)模網(wǎng)狀網(wǎng)絡應用。
用于DECT NR+時，nRF9151具有高發(fā)射功率，可確保即使在信號較弱的區(qū)域也能進行長距離通信，而且，它還具有卓越的接收器靈敏度，可使設備檢測到來自遠處智能電表或網(wǎng)絡節(jié)點的微弱信號。nRF9151具備緊湊的尺寸(12 x 11 mm)和開放式 MCU，因而非常適合集成到智能電表內的單芯片網(wǎng)絡接口卡(NIC)。
NR+克服了以往的局限性，確保實現(xiàn)可靠、遠距離和高性價比的連接，滿足了非洲地區(qū)的智能計量需求。Nordic提供的技術和專門從事智能計量的合作伙伴將為這一強大變革提供有力的支持。 |
