کنتورهای هوشمند چگونه مصرف برق را اندازه گیری می کنند؟

ضبط دقیق جریان و ولتاژ
در هسته یک کنتور هوشمند دو حسگر{0}دقت بالا قرار دارند: یک ترانسفورماتور جریان و یک ترانسفورماتور ولتاژ. ترانسفورماتور جریان مانند یک "ذره بین جریان" عمل می کند و جریان های بزرگ را تا محدوده قابل اندازه گیری با متر کاهش می دهد (به عنوان مثال، تبدیل جریان 50 آمپر به 50 میلی آمپر) در حالی که شکل موج اصلی را حفظ می کند. ترانسفورماتور ولتاژ، برعکس، به عنوان یک "تقسیم کننده ولتاژ" عمل می کند و ولتاژهای بالا-مانند 220 ولت- را به سطح ولتاژ پایین- تنها چند ولت کاهش می دهد. این دو سنسور هزاران بار در ثانیه از داده‌ها نمونه‌برداری می‌کنند و اطمینان می‌دهند که مقادیر لحظه‌ای جریان و ولتاژ با دقت مطلق ثبت می‌شوند. یک ریزپردازنده درون متر این مقادیر آنی را برای بدست آوردن توان لحظه ای ضرب می کند (P=U × I). سپس یک عملیات ادغام را انجام می‌دهد-این توان آنی را در طول زمان جمع می‌کند{13}}تا در نهایت کل مصرف برق انباشته شده را محاسبه کند. این فرآیند شبیه به استفاده از کرونومتر برای زمان‌بندی دویدن است: سرعت (قدرت) لحظه‌ای ضرب در زمان برابر است با کل مسافت طی شده (برق مصرف شده).

از داده های خام تا قبوض برق
داده‌های خام جمع‌آوری‌شده تحت یک خط لوله پردازش سه مرحله‌ای قرار می‌گیرند: اول، یک الگوریتم فیلتر-که مانند یک "کاهش نویز" عمل می‌کند- سیگنال‌های تداخل را حذف می‌کند (مانند نوسانات گذرا ناشی از روشن شدن دستگاه‌ها). دوم، یک الگوریتم جبران به طور خودکار خطاها را بر اساس عوامل محیطی مانند دما و رطوبت تصحیح می‌کند و از اندازه‌گیری دقیق در محدوده عملیاتی وسیعی از -20 درجه تا 50 درجه اطمینان می‌دهد. در نهایت، یک ماژول محاسبه تعرفه، کل مصرف برق را در بازه‌های زمانی مختلف-طبق با سیاست‌های قیمت‌گذاری زمان محلی-استفاده (TOU) (مثلاً نرخ‌های اوج و خاموش{13})- برای ایجاد قبض دقیق برق تخصیص می‌دهد. جالب‌تر اینکه برخی از کنتورهای هوشمند از یادگیری ماشینی برای تجزیه و تحلیل الگوهای مصرف استفاده می‌کنند{18}به‌عنوان مثال، «افزایش ناگهانی مصرف برق در ساعت 3:00 صبح» را به‌عنوان یک نقص احتمالی یخچال شناسایی می‌کنند و متعاقباً اعلان‌های هشدار را به کاربر ارسال می‌کنند.

ارتباط از راه دور و تجزیه و تحلیل مصرف: "ابر قدرت" متر هوشمند
کنتورهای هوشمند مدرن مجهز به ماژول‌های ارتباطی داخلی (مانند فناوری 4G، NB-IoT یا Power Line Carrier) هستند. کنتور که مانند یک "پیک تحویل" عمل می کند، هر 15 دقیقه به طور خودکار داده های مصرف برق را در سیستم شرکت برق بارگذاری می کند. از طریق یک برنامه تلفن همراه اختصاصی، کاربران می‌توانند به ارقام مصرف واقعی-دسترسی داشته باشند، روندهای استفاده تاریخی را مشاهده کنند، و حتی میزان مصرف برق خود را با مصرف برق همسایگان خود مقایسه کنند (در حالی که همه داده‌های همسایه کاملاً ناشناس هستند). حتی کاربردی‌تر، ویژگی تجزیه و تحلیل مصرف انرژی است: کنتور هوشمند داده‌ها را ردیابی می‌کند-مانند "تهویه مطبوع 30٪" یا "روشنایی 15٪ است"{11}}به کاربران کمک می‌کند تا گرازهای اصلی انرژی را شناسایی کنند. همچنین می‌تواند استراتژی‌های صرفه‌جویی{13}}در انرژی متناسب با تغییرات فصلی را توصیه کند. به عنوان مثال، در طول تابستان، ممکن است پیشنهاد شود دمای کولر گازی را فقط 1 درجه افزایش دهید تا 10٪ در مصرف برق صرفه جویی کنید. برخی از مدل‌ها حتی از تعامل صوتی پشتیبانی می‌کنند و به کاربران اجازه می‌دهند به سادگی بپرسند: "چرا قبض برق من در این ماه بالا رفت؟"{17}}که متر توضیحی را به زبان ساده و قابل فهم ارائه می‌دهد.