A cheap and easy-controllable energy measurementsystem for smart homes in micro and smart gridinfrastructure

Abstract

Elektrik, bilimin insanlığa bahşettiği en önemli armağanlardan biridir ve hızlı büyüme ve gelişmenin yanı sıra küresel ısınma ile ilgili endişelerin artmasıyla birlikte, sera gazı emisyonları endişesi de her geçen gün artmaktadır. Enerji krizi çok büyük bir sorun haline geldi. Bu nedenle bilim camiası, elektrik üretimini yenilenebilir enerji kaynaklarına kaydırarak ve elektrik tüketimini düzenleyerek enerji üretimi alanındaki müdahalesinin kapsamını artırmıştır. Nüfusun ve kalkınmanın hızla artması ve milyonlarca insanın günlük yaşamlarında elektriğe bağımlı hale gelmesi nedeniyle, enerji tüketimi sorunu özellikle devletler tarafından büyük önem verilen önemli sorunlardan biri haline gelmiştir. Enerji üretimi gerekenden daha az. Enerjinin durmadan sürekliliğini sağlamak için elektrik tüketiminin düzenlenmesi ve bunun için tüketicilere gerçek zamanlı verilerin sağlanması gerekmektedir. Şu anda, tüketici için enerji tüketimi miktarı hakkında gerçek zamanlı veri olmadığı gibi, uygun tüketim süresi hakkında da bilgi bulunmamaktadır. Bu, hatalardan insan müdahalesine ek olarak, bu işi xv tamamlamak için bir işgücü gerektiren aylık faturaların sağlanması amacıyla verilerin her ayın sonunda manuel olarak okunmasına ek olarak . Geleneksel elektromekanik sayaçlar günümüzde hala konut kullanıcıları için yaygın olarak kullanılsa da, iyi bilinen bir teknoloji olmasına rağmen, yapısal nitelikleri nedeniyle bir takım kısıtlamaları vardır. Genel olarak, elektromekanik sayaçlar çok hassas değildir ve diğerlerinin yanı sıra dalga biçimi bozulmaları veya dengesizlik yükü, çalışma sıcaklığı gibi çeşitli teknik sorunlar ölçümü etkileyebilir. Ek olarak, bu enerji sayaçları sınıfı yalnızca kümülatif aktif güç bileşenini ölçer ve esas olarak tek yönlü enerji kullanımını hesaba katar . Elektromekanik sayaçlarda sınırlayıcıların ortaya çıkması, güç ölçümü ve kontrolü için yeni bir fikri gerektirdi ve son zamanlarda akıllı şebekenin (SG) ve akıllı sayacın (SM) ortaya çıkmasına yol açtı. Bir SG sistemi, yalnızca gücün her iki yönde akışını sağlamakla kalmayıp aynı zamanda kullanılabilirlik, etkinlik, doğruluk, kontrol edilebilirlik, ekonomi, esneklik, birlikte çalışabilirlik, sürdürülebilirlik, ölçülebilirlik, optimallik, güvenilirlik, sürdürülebilirlik, kararlılık, güvenlik ve ölçeklenebilirlik . Elektrik enerjisi tüketimi konusunun, sınırlı doğal kaynaklar, nüfus artışı ve günlük yaşamın tüm detaylarında olduğu gibi tüm endüstriyel yönleriyle elektrik enerjisine bağımlılığının yanı sıra yakın gelecekte bir meşguliyet haline geleceği açıktır. Elektrik enerjisi üretiminin sürekliliğini sağlamak için, kullanıcıların tüketimini rasyonelleştirmenin yanı sıra elektrik üretiminde yeni kaynaklara güvenmek gerekir ve araştırmanın odaklandığı şey, tüketimin rasyonelleştirilmesine yol açan entegre bir sistem inşa etmektir. Nesnelerin interneti üzerine kurulmuş ve her tüketici için enerji tüketim verilerini harici bir veri tabanında saklayan ve tüketiciye saat, gün ve ay başına tüketilen enerji miktarı hakkında bilgi sağlayan bir sistem tarafından verilerin otomatik olarak okunması için bir mekanizma sağlayarak, Enerji tüketimi için en uygun zamanın kendisine bildirilmesinin yanı sıra, tüketilen enerji miktarı için para miktarının tahmini enerji için para miktarını aşması durumunda uyarılmasının yanı sıra, kullanıcı tarafından veri analizi sağlamanın yanı sıra, kullanıcının mevcut elektrik kullanımının finansal maliyetle ilgili olarak kendisi için faydalı veya zararlı olduğunu bildirmesi, sistem ayrıca elektrik üreten şirketin, acil durumlarda kullanıcı ile doğrudan iletişim kurmak veya kullanıcıya bir mesaj göndermek için bir mekanizma sağlama olanağı des.

Electricity is one of the most significant gifts that science has bestowed on humanity, and with rapid growth and development, as well as growing concern about global warming, concern about greenhouse gas emissions is growing by the day. The energy crisis has become a very big issue. For this reason, the scientific community has increased the scope of its intervention in the field of energy production by shifting electricity production to renewable energy sources and regulating electricity consumption. Because of the rapid growth in the population and development, and the dependence of millions of people on electricity in their daily lives, the problem of energy consumption has become one of the major problems that are given great attention by governments, especially in the case of energy production being less than required. To maintain the continuity of energy without stopping, it is necessary to regulate electricity consumption, and that requires providing real-time data to consumers. At the present time, there is no real-time data for the consumer about the amount of energy consumption, as well as no information about the xii appropriate period of consumption. This is in addition to the fact that the data is read manually at the end of each month for the purpose of providing monthly bills, which requires a workforce for the purpose of completing this work, in addition to what goes along with human intervention from errors. Even while traditional electromechanical meters are still commonly used today for residential users, despite being a well-known technology, they have a number of restrictions because of their constructive qualities. In general, electromechanical meters are not very accurate, and various technical issues, like waveform distortions or imbalance load, operation temperature, among others, may have an impact on the measurement. Additionally, this class of energy meters solely measures the cumulative active power component and essentially takes unidirectional energy usage into account. The emergence of limiters in electromechanical meters necessitated a new idea for power metering and control, leading to the recent appearance of the smart grid (SG) and the smart meter (SM). A SG system is a type of intricate and highly developed technology that not only enables the flow of power in both directions but also has a number of additional features like availability, effectiveness, accuracy, controllability, economics, flexibility, interoperability, maintainability, measurability, optimality, reliability, sustainability, stability, security, and scalability. It is clear that the issue of electrical energy consumption will become a preoccupation in the near future due to limited natural resources, in addition to the population increase and its dependence on electrical energy in all industrial aspects as well as in the details of daily life. In order to maintain the continuity of electric power generation, it is necessary to rely on new sources in power generation in addition to rationalizing consumption by users, and this is what the research focuses on by building an integrated system that leads to rationalization of consumption by users by providing a mechanism to automatically read data by A system built on the Internet of things and storing energy consumption data for each consumer on an external database and providing information to the consumer about the amount of energy consumed per hour, day and month, in addition to informing him of the best time for energy consumption, as well as alerting him in case the amount of money for the amount of energy consumed exceeds the amount of money amount for the estimated energy By the user, in addition to providing data analysis to the user to inform him that the current use of electricity is beneficial or harmful for him in relation to the financial cost, the system also provides the xiii possibility for the electricity producing company to directly provide a mechanism for communication with the user in case of emergency or to send a message to the user.