Zastosowanie platformy SmartX do akwizycji danych pomiarowych i zarządzania zużyciem energii elektrycznej

pol Artykuł w języku polskim DOI: 10.14313/PAR_237/51

wyślij Bartosz Kowalczyk , Piotr Szeląg ConnectPoint Sp. z o.o.

Pobierz Artykuł

Streszczenie

W pracy zaprezentowano platformę SmartX umożliwiającą akwizycję danych pomiarowych pochodzących z inteligentnych liczników energii elektrycznej. Platforma pozwala na integrację urządzeń IoT różnych producentów. Dzięki implementacji dużej liczby protokołów komunikacyjnych możliwe jest stworzenie inteligentnego systemu automatyki domowej. W artykule przedstawiono system pomiarowy składający się z platformy wraz z inteligentnymi licznikami energii. Stworzony system został wykorzystany do akwizycji danych reprezentujących zużycie energii elektrycznej dla wybranych obwodów elektrycznych w pomieszczeniach biurowych. W pracy zaprezentowano wyniki analizy danych pomiarowych rejestrowanych w półrocznym okresie rozliczeniowym. Na podstawie wyników badań sformułowano wnioski pozwalające na optymalizację profilu zużycia energii i zmniejszenie kosztów po stronie końcowego odbiorcy energii elektrycznej.

Słowa kluczowe

akwizycja danych pomiarowych, analiza zużycia energii elektrycznej, indeks zielonej energii, inteligentny budynek, Internet of Things, IoT, smart home, SmartX

The SmartX Platform Application for the Measured Data Acquisition and Energy Management

Abstract

From the electricity consumer point of view, its usage cost reduction is very important. To achieve that the dedicated software systems are required. They are capable of acquiring data directly from smart energy meters and deliver rule engines and solutions for maintaining household devices. In the paper, the SmartX platform is presented. It is capable of acquisition of data directly from the smart energy meters. The platform integrates the IoT (Internet of Things) devices of various manufacturers. This is possible due to its flexible architecture which supports many communication protocols and can be easily extended by so-called protocol bindings. Thanks to that a generic home automation system can be created. In this paper, the dedicated measurement system based on the SmartX platform and Sonoff energy meters are presented. The created system has been used for energy data acquisition from a small office. The measurements took half of the year and the most interesting data is shown in the results section of the paper. The data analysis has been held with the Python programming language. Based on the achieved results several conclusions have been made. Based on them the usage of the SmartX platform and the dedicated measurement system leads to the optimization of the energy consumption and the cost reduction by the energy end-user.

Keywords

Internet of Things, IoT, measured data acquisition, smart home, SmartX

Bibliografia

  1. Supply, transformation and consumption of electricity, Final consumption – other sectors – households – energy use, 2019. Eurostat, https://ec.europa.eu/eurostat/web/ energy/data/database.
  2. Langendahl P., Roby H., Potter S., Cook M., Smoothing peaks and troughs: Intermediary practices to promote demand side response in smart grids, “Energy Research & Social Science”, Vol. 58, 2019, DOI: 10.1016/j. erss.2019.101277.
  3. Khemakhem S., Rekik M., Krichen L., Double layer home energy supervision strategies based on demand response and plug-in electric vehicle control for flattening power load curves in a smart grid, “Energy”, Vol. 167, 2020, 312–324, DOI: 10.1016/j.energy.2018.10.187.
  4. Luo F., Kong W., Ranzi G., Dong Z.Y., Optimal Home Energy Management System with Demand Charge Tariff and Appliance Operational Dependencies, “IEEE Transactions on Smart Grid”, Vol. 11, No. 1, 2020, 4–14, DOI: 10.1109/TSG.2019.2915679.
  5. Molla T., Khan B., Moges B., Alhelou H.H., Zamani R., Siano P., Integrated Optimization of Smart Home Appliances with Cost-effective Energy Management System, “CSEE Journal of Power and Energy Systems”, Vol. 5, No.  2, 2019, 249–258, DOI: 10.17775/CSEEJPES.2019.00340.
  6. Zhou B., Li W., Chan K.W., Cao Y., Kuang Y., Liu X., Wang X., Smart home energy management systems: Concept, configurations and scheduling strategies, “Renewable and Sustainable Energy Reviews”, Vol. 61, 2016, 30–40, DOI: 10.1016/j.rser.2016.03.047.
  7. Kowalczyk B., Szelag P., SmartX – Platforma do zarządzania urządzeniami IoT, „Rynek Energii”, Nr 2(147), 2020, 54–60.
  8. Machine-to-machine (M2M), http://mqtt.org/.
  9. Sonoff, https://sonoff.tech/
  10. Supply, transformation and consumption of electricity, Available for final consumption, 2019. Eurostat, https:// ec.europa.eu/eurostat/web/energy/data/database.
  11. Liu L., Huang G., Baetz B., Guan Y., Zhang K., Multi-Dimensional Hypothetical Fuzzy Risk Simulation model for Greenhouse Gas mitigation policy development, “Applied Energy”, Vol. 261, 2020, DOI: 10.1016/j.apenergy.2019.114348.
  12. Krajowy Program Ochrony Powietrza do Roku 2020 (z perspektywą do 2030), Ministerstwo Środowiska, Departament Ochrony Powietrza, Warszawa 2017.
  13. Popławski T., Szeląg P., Wykorzystanie wykładnika Hursta do przewidywania niestabilności generacji wiatrowej, „Rynek Energii”, Nr 5(114), 2014, 116–120.
  14. Wang Y., Suna X., Wang B., Liu X., Energy saving, GHG abatement and industrial growth in OECD countries: A green productivity approach, “Energy”, Vol. 194, 2020, DOI: 10.1016/j.energy.2019.116833.
  15. Sikder A.K., Petracca G., Aksu H., Jaeger T., Uluagac S., A Survey on Sensor-based Threats to Internet-of-Things (IoT) Devices and Applications, arxiv.org, Cornell University, Ithaca, New York 2018.