Διπλωματική Εργασία. του φοιτητή του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ: ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΝΣΥΡΜΑΤΗΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ Διπλωματική Εργασία του φοιτητή του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών Κατσαμπά Πέτρου του Γεωργίου Αριθμός Μητρώου: 6192 Θέμα «Σχεδίαση BPL πρόσβασης σε ημιαστικές περιοχές» Επιβλέπων Στυλιανάκης Βασίλειος, Λέκτορας Αριθμός Διπλωματικής Εργασίας: Πάτρα, Απρίλιος

2 1

3 ΠΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ Πιστοποιείται ότι η Διπλωματική Εργασία με θέμα «Σχεδίαση BPL πρόσβασης σε ημιαστικές περιοχές» Του φοιτητή του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών Κατσαμπά Πέτρου του Γεωργίου Αριθμός Μητρώου: 6192 Παρουσιάστηκε δημόσια και εξετάστηκε στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών στις.../../ Ο Επιβλέπων Βασίλειος Στυλιανάκης, Λέκτορας Ο Διευθυντής του Τομέα Νίκος Φακωτάκης, Καθηγητής Αριθμός Διπλωματικής Εργασίας: 2

4 3

5 Θέμα: «Σχεδίαση BPL πρόσβασης σε ημιαστικές περιοχές» Φοιτητής: Επιβλέπων: Βασίλειος Στυλιανάκης, Λέκτορας ΠΕΡΙΛΗΨΗ Τα τελευταία χρόνια έχει παρουσιαστεί μία τηλεπικοινωνιακή τεχνολογία υλοποίησης δικτύων η οποία μας επιτρέπει την μεταφορά τηλεπικοινωνιακού σήματος προς και από τους συνδρομητές χρησιμοποιώντας το υφιστάμενο δίκτυο διανομής της ηλεκτρικής ισχύος. Η τεχνολογία αυτή είναι η BPL ή Broadband over Power line και είναι το κύριο θέμα της εργασίας αυτής. Αρχικά θα παρουσιάσουμε τις τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες που μπορούν να προσφέρονται μέσω των BPL δικτύων τόσο για τους καταναλωτές/συνδρομητές, αλλά και προς του ίδιους τους παρόχους και διαχειριστές του δικτύου. Μία νέα γενιά έξυπνων δικτύων γεννιέται και είναι πολλά υποσχόμενη σε ποικίλους τομείς. Στη συνέχεια θα μελετήσουμε τα δίκτυα αυτά από πλευράς τοπολογίας υλοποίησης τους αναφέροντας τρείς τρόπους με τους οποίους αυτό μπορεί να γίνει εφικτό. Θα παρουσιάσουμε επίσης τα βασικά στοιχεία του εξοπλισμού, τις προδιαγραφές αυτών των δικτύων καθώς επίσης και τις παρεμβολές που μπορεί να παρουσιαστούν μαζί με την ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα των συστημάτων αυτών. Συνεχίζοντας θα μελετήσουμε με περισσότερη λεπτομέρεια την υλοποίηση των BPL δικτύων, αναφέροντας τις τεχνικές διαμόρφωσης σήματος, την διαχείριση σφαλμάτων, την λειτουργία του BPL MAC στρώματος, αλλά την οικογένεια ασύρματης διαμόρφωσης τηλεπικοινωνιακών σημάτων x. Λόγω του ότι η τεχνολογία BPL προορίζεται για χρήση σε ηλεκτρικά δίκτυα ανά το παγκόσμιο στην εργασία αυτή θα παρουσιάσουμε επίσης τα διεθνής πρότυπα και τα κριτήρια περί ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας αυτού του τύπου τηλεπικοινωνιακών δικτύων. Προχωρώντας παρουσιάζεται η συμπεριφορά των βασικών διατάξεων ενός δικτύου διανομής ηλεκτρικής ενέργειας όταν λειτουργούν σε υψηλές συχνότητες. Μελετώνται βασικές διατάξεις ηλεκτρικών κινητήρων, αντιστροφείς, πυκνωτές, διατάξεις γειωτών πλέγματος και μετασχηματιστών ισχύος. Η αναφορά αυτή κρίνεται απαραίτητη αφού τα BPL δίκτυα τα οποία μελετούμε λειτουργούν σε τέτοιες υψηλές συχνότητες. Στο Κεφάλαιο 6 θα δούμε το BPL δίκτυο στο μέλλον παρουσιάζοντας στατιστικά δεδομένα τα οποία επιβεβαιώνουν την όλο και αυξανόμενη ανάγκη των σύγχρονων ανθρώπων για πρόσβαση στο διαδίκτυο, αλλά και το γεγονός ότι η αξιοποίηση των υφιστάμενων ηλεκτρικών δικτύων αποτελεί ίσως την πλέον συμφέρουσα λύση. Τελειώνοντας την εργασία θα παρουσιάσουμε την υλοποίηση GPON-BPL με στοιχεία και εξοπλισμό από την εταιρία Corinex και θα παρουσιάσουμε την θεωρητική υλοποίηση των τριών τοπολογιών BPL δικτύου που έχουμε αναφέρει σε προηγούμενο κεφάλαιο. Η υλοποίηση γίνεται με βάση τον σταθμό Υψηλής/Μέσης τάσης της Κοκκινοτριμιθιάς της επαρχίας Λευκωσίας στην Κύπρο και γίνεται σύγκριση των τριών αρχιτεκτονικών από πλευράς κόστους υλοποίησης και ταχύτητας δικτύου που παρέχεται στους συνδρομητές του. Τελικά γίνεται μια σύγκριση των δικών μας αποτελεσμάτων με παρόμοια εργασία που έγινε για το νομό της Λακωνίας στην Ελλάδα ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ... 4

6 5

7 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Κεφάλαιο 1 : Υπηρεσίες μέσω της BPL τεχνολογίας Εισαγωγή Τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες Πρόσβαση στο διαδίκτυο Τηλεφωνία Υπηρεσία VoIP (Voice over IP) Προηγμένες Ευρυζωνικές Υπηρεσίες Έξυπνο δίκτυο (Smart Grid) Αυτοματοποίηση της διανομής Σύνδεση/αποσύνδεση υπηρεσίας Ανίχνευση και αποκατάσταση σφάλματος μέσω BPL Έλεγχος φορτίου σε πραγματικό χρόνο Αυτόματος έλεγχος συντελεστή ισχύος και σταθεροποίησης τάσης Μείωση απωλειών κατά τη διανομή Αυτοματοποίηση στις διακοπτικές και προστατευτικές διατάξεις Κατανεμημένες μονάδες παραγωγής (Distributed Generation) Διαχείριση της ζήτησης από την πλευρά του καταναλωτή(demand Side Management-DSM) Συστήματα λήψης αυτόματης μέτρησης Αυτόματη λήψη ένδειξης του μετρητή. [Automated Meter Reading(AMR)] Αυτοματοποιημένη / προηγμένη υποδομή μέτρησης. [Automated/advanced metering infrastructure (AMI)] Αυτοματοποιημένη διαχείριση μετρήσεων. [Automated meter management (AMM)] Οφέλη των συστημάτων έξυπνης μέτρησης: Όχημα στο δίκτυο [Vehicle to the grid-v2g] Έξυπνος φωτισμός δρόμου πόλεων [Smart Street Lights] Το έξυπνο δίκτυο σήμερα Έξυπνο σπίτι (Smart home) Ασφάλεια [Security] Αυτοματισμός κτιρίου. [Building Automation]

8 1.4.3 Ψυχαγωγία [Home Entertainment] Οικιακή φροντίδα(home Care) Εξοικονόμηση ενέργειας [Energy Saving] Κεφάλαιο 2 : Το BPL δίκτυο Εισαγωγή Επίπεδα δικτύων BPL δίκτυα πρόσβασης Η δομή των BPL δικτύων πρόσβασης Αρχιτεκτονικές BPL δικτύων Αρχιτεκτονική BPL στο δίκτυο μέσης και χαμηλής τάσης Αρχιτεκτονική BPL στη Μέση τάση με την χρήση Wi-Fi Αρχιτεκτονική BPL με διαμόρφωση DSSS Αρχιτεκτονική BPL μόνο στη χαμηλή τάση με χρήση οπτικών ινών Το BPL δίκτυο κτίριο [In-home BPL] Βασικά στοιχεία του δικτύου-εξοπλισμός Το BPL μόντεμ [BPL Modem] Ο σταθμός βάσης [Base Station] BPL επαναλήπτες [Repeaters] Ο BPL εγχυτήρας [Injectors] Ο BPL εξολκέας [Extractors] Η BPL πύλη πρόσβασης [Gateway] Προδιαγραφές των BPL δικτύων Τοπολογία των δικτύων διανομής Τοπολογία αρτηρίας [Bus Topology] Τοπολογία αστέρα [Star Topology] Τοπολογία δακτυλίου [Ring Topology] Η τοπολογία δικτύου στα κυκλώματα χαμηλής τάσης [Δίκτυο Πρόσβασης] Τοπολογία σε κατοικημένες περιοχές χαμηλής πυκνότητας Τοπολογία σε περιοχές υψηλής πυκνότητας κατοίκησης [Τοπολογία Αστέρα] Τοπολογία σε περιοχές υψηλής πυκνότητας κατοίκησης [Τοπολογία Δέντρου] Τοπολογία σε περιοχές υψηλής πυκνότητας κατοίκησης. Τοπολογία αστέρα με τους μετρητές τοποθετημένους σε διαφορετικά επίπεδα Μέσης τάσης BPL

9 2.7 Παρεμβολές σε ένα BPL δίκτυο πρόσβασης Τα χαρακτηριστικά της μετάδοσης Οι απώλειες κατά τη μετάδοση Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ραδιοσυχνοτήτων [Radio Frequency -RF] Η εξασθένηση Η καθυστέρηση της μετάδοσης Ο θόρυβος Τα χαρακτηριστικά της γραμμής μετάδοσης Θόρυβος στις γραμμές μεταφοράς Η εξασθένηση στις γραμμές μεταφοράς Η καθυστέρηση της μετάδοσης Η επίδραση του μετασχηματιστή Κατασκευή ηλεκτρικών γραμμών Η έλλειψη συμμετρίας στις γραμμές μεταφοράς Η επίδραση του φαινομένου κεραίας Ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα [Electro Magnetic Compatibility] Κεφάλαιο 3 : Υλοποίηση του BPL δικτύου Εισαγωγή Το μοντέλο αναφοράς ISO/OSI Τεχνικές διαμόρφωσης στα BPL συστήματα Ορθογώνια μέθοδος διαμόρφωσης με διαίρεση συχνοτήτων [OFDM] Διαμόρφωση απλωμένου φάσματος [DSSS Modulation] Επιλογή του συστήματος διαμόρφωσης για BPL συστήματα Διαχείριση σφαλμάτων Πρόσθετη διόρθωση λαθών [Forward Error Correction - FEC] Μηχανισμοί ARQ BPL MAC στρώμα Χαρακτηριστικά του BPL MAC στρώματος Απαιτήσεις από το BPL MAC στρώμα Σύστημα πολλαπλής πρόσβασης TDMA OFDM/TDMA FDMA Τα συστήματα OFDMA

10 CDMA Τεχνικές υλοποίησης διαμοιρασμού των πόρων στο δίκτυο Λειτουργίες ελέγχου κίνησης Η αμφίδρομη λειτουργία [Duplex] σε συνδυασμό με τα κανάλια πολλαπλής πρόσβασης Προγραμματισμός κίνησης Μηχανισμός CAC Πρωτόκολλα Κεφάλαιο 4: Διεθνής πρότυπα & Η/Μ συμβατότητα Εισαγωγή Τυποποιήσεις προτύπων για την υλοποίηση BPL δικτύων μέσω γραμμών ισχύος To IEEE P Προσχέδιο πρότυπου για τον εξοπλισμό ενός Ευρυζωνικού BPL δικτύου To IEEE P1901 Άμεσος έλεγχος προσπέλασης και οι προδιαγραφές του Φυσικού στρώματος IEEE P1775 Απαιτήσεις Η/M Συμβατότητας (EMC) Μέθοδοι δοκιμών και μετρήσεων Κριτήρια Ηλεκτρομαγνητικής Συμβατότητας [EMC Electromagnetic Compatibility] Μέθοδοι μέτρησης Επηρεαζόμενα μέλη από την ύπαρξη Η/Μ συμβατότητας Ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα [EMC Electromagnetic Compatibility] Κεφάλαιο 5 : Παρουσίαση συμπεριφοράς βασικών διατάξεων του Δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας σε υψηλές συχνότητες Εισαγωγή Υψίσυχνα χαρακτηριστικά διατάξεων βιομηχανίας δικτύου διανομής XT Ηλεκτρικοί κινητήρες Αντιστροφείς Υψίσυχνα χαρακτηριστικά του μονωτικού υλικού PVC Πυκνωτές Γειωτές πλέγματος Μετασχηματιστές Διανομής Υψίσυχνο μοντέλο Μετασχηματιστή για την ανάλυση μεταβατικών φαινομένων Κεφάλαιο 6: Στατιστικά στοιχεία και πρόβλεψη για μελλοντική εξέλιξη Λόγοι που καθιστούν απαραίτητη την πρόσβαση στο διαδίκτυο

11 6.2 Παγκόσμια πρόσβαση σε ηλεκτρική ενέργεια Παγκόσμια πρόσβαση και τιμές τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών Προοπτική για παγκόσμια εξάπλωση των δικτύων BPL Οι Ευρυζωνικές υπηρεσίες στις αναπτυγμένες χώρες Κεφάλαιο 7 : Υλοποίηση σχεδιασμού BPL Δικτύου Εισαγωγή Η PON-BPL τεχνολογία [από την Corinex] Σενάρια χρήσης PON-BPL δικτύου και ταχύτητα υπηρεσίας Στοιχεία PON-BPL δικτύου Εξοπλισμός και λειτουργικότητα Κεντρικού γραφείου PON-BPL εξοπλισμός πρόσβασης Πύλη πρόσβασης χαμηλής τάσης [CXP-LVA-GWY] PON-BPL πύλη πρόσβασης με ενσωμάτωση πύλης ONT [CXP-LVA-GPON] Εξοπλισμός πελατών Μόντεμ Συνδρομητών [CXP-AV200-ETHe] Εσωτερικό Μόντεμ Τοίχου (CXPAV200WMEe) Παρελκόμενος Εξοπλισμός για BPL δίκτυα Έξυπνος Μετρητής [CXMAV200SI] Συζευκτήρας γραμμών ισχύος [CXZCXPCXC] Συζευκτήρας φάσεων εγκατάστασης [CXZ-CXP-PH12] Φίλτρο Θορύβου [CXFCXP200] Πύλη πολλαπλής διοχέτευσης [CXPMDUGWY] Εξοπλισμός BPL στο δίκτυο μέσης και χαμηλής τάσης Εξοπλισμός BPL στη μέση τάση με την χρήση Wi-Fi Ασύρματος πομποδέκτης μέσης τάσης Σχεδιασμός BPL δικτύου πρόσβασης με βάση τον σταθμό υψηλής/μέσης τάσης Κοκκινοτριμιθιάς [Λευκωσία-Κύπρος] Εξαγωγή των απαραίτητων στοιχείων δικτύου Σχέσεις στοιχειών δικτύου και BPL εξοπλισμού Σχεδιασμός BPL δικτύου στη μέση και χαμηλή τάση Κόστος υλοποίησης BPL δικτύου Υπολογισμός ταχύτητας τελικού συνδρομητή και συντελεστή κόστους προς ταχύτητα Σχεδιασμός BPL δικτύου στη Μέση τάση με ασύρματη διαμόρφωση

12 Κόστος υλοποίησης BPL δικτύου στη Μέση τάση σε ασύρματη διαμόρφωση Ταχύτητα συνδρομητή και συντελεστής κόστους προς ταχύτητα Σχεδιασμός Παθητικού Οπτικού δικτύου με BPL [PON-BPL] Κόστος υλοποίησης σχεδιασμού Ταχύτητα συνδρομητή και συντελεστής κόστους προς ταχύτητα Σύγκριση μεταξύ των αποτελεσμάτων για την υλοποίηση BPL δικτύου με τρείς διαφορετικές αρχιτεκτονικές στο νομό Λακωνίας και στη Λευκωσία. [39] Συμπεράσματα-Σχόλια ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

13 Κεφάλαιο 1 : Υπηρεσίες μέσω της BPL τεχνολογίας 1.1 Εισαγωγή Θα αρχίσουμε την ανάλυση των BPL δικτύων αναλύοντας πρώτα τις υπηρεσίες που μπορεί να προσφέρει τόσο στον καταναλωτή όσο και στο διαχειριστή του δικτύου. Με τον τρόπο αυτό κάποιος μπορεί να καταλάβει την σημαντικότητα της τεχνολογίας αυτής, αφού μας επιτρέπει να έχουμε τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες όπως την απλή τηλεφωνία και την ευρυζωνική πρόσβαση στο διαδίκτυο μέχρι το έξυπνο σπίτι και το έξυπνο δίκτυο. 1.2 Τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες Ένα μεγάλο κομμάτι της αγοράς σήμερα αφορά κυρίως τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες τις οποίες και χρησιμοποιεί μία τεράστια μερίδα του καταναλωτικού κοινού. Έτσι για σκοπούς ανταγωνιστικότητας, αλλά και βιωσιμότητας η τεχνολογία BPL αρχικά έρχεται για να εξυπηρετήσει αυτές τις ανάγκες. [1] Πρόσβαση στο διαδίκτυο. Ίσως η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη τηλεπικοινωνιακή υπηρεσία στα σημερινά σύγχρονα BPL δίκτυα πρόσβασης δίνει την δυνατότητα μετάδοσης δεδομένων και πρόσβασης στο διαδίκτυο. Για να γίνει κατανοητός ο τρόπος με τον οποίο τα σύγχρονα BPL δίκτυα πρόσβασης παρέχουν την δυνατότητα αυτή σκόπιμο είναι να αναλυθούν τα μοντέλα κίνησης δεδομένων του διαδικτύου για να εντοπίσουμε τα χαρακτηριστικά τους. Χαρακτηριστικά τα οποία είναι τυπικά για όλες τις τεχνολογίες πρόσβασης άρα και για τα BPL συστήματα τα οποία και μελετούμε. Το πακέτο πρωτοκόλλων διαδικτύου είναι ένα σύνολο από τηλεπικοινωνιακά πρωτόκολλα τα οποία χρησιμοποιούνται στο διαδίκτυο, αλλά και γενικότερα στα δίκτυα ευρείας περιοχής [Wide Area Networks]. Αυτό μπορεί να αναλυθεί στα πιο κάτω στρώματα: Στρώμα εφαρμογής (διεργασία σε διεργασία). Μέσα σε αυτό το πλαίσιο οι εφαρμογές δημιουργούν τα δεδομένα του χρήστη και επικοινωνούν τα δεδομένα αυτά σε άλλες διεργασίες ή εφαρμογές στον ίδιο ή σε άλλον διακομιστή. Σε αυτό το στρώμα λειτουργούν τα πρωτόκολλα υψηλού επιπέδου όπως είναι τα SMTP, FTP, SSH, HTTP, κτλ. Στρώμα μεταφοράς (διακομιστή σε διακομιστή). Το στρώμα μεταφοράς αποτελεί το καθεστώς της δικτύωσης μεταξύ των δύο διακομιστών του δικτύου, είτε στο τοπικό ή σε απομακρυσμένα δίκτυα που χωρίζονται από δρομολογητές. Το στρώμα μεταφοράς παρέχει μια ενιαία διεπαφή δικτύωσης που κρύβει την πραγματική τοπολογία (διάταξη) των 12

14 υποκείμενων συνδέσεων δικτύου. Σε αυτό το στρώμα λειτουργούν η ροή ελέγχου, η διόρθωση σφαλμάτων, καθώς και τα πρωτόκολλα σύνδεσης, όπως το TCP. Αυτό το στρώμα ασχολείται με το άνοιγμα και τη διατήρηση συνδέσεων μεταξύ των κόμβων στο Διαδίκτυο. Στρώμα διαδικτύου. Το στρώμα διαδικτύου σαν αποστολή του έχει την ανταλλαγή των πακέτων δεδομένων πέρα από τα όρια του δικτύου. Κατά συνέπεια, αναφέρεται επίσης ως το στρώμα που εδραιώνει την διαδικτύωση και πράγματι ορίζει και καθορίζει το Διαδίκτυο. Αυτό το στρώμα καθορίζει τις δομές διευθυνσιοδότησης και δρομολόγησης που χρησιμοποιούνται για το TCP / IP πρωτόκολλο. Το κύριο πρωτόκολλο σε αυτό το στρώμα είναι το Internet Protocol, το οποίο ορίζει τις διευθύνσεις IP. Σκοπός του κατά την δρομολόγηση είναι να μεταφέρει τα πακέτα δεδομένων στον επόμενο IP δρομολογητή ο οποίος έχει τη δυνατότητα σύνδεσης σε ένα δίκτυο που είναι πιο κοντά στον τελικό προορισμό των δεδομένων. Στρώμα διεύθυνσης. Αυτό το στρώμα καθορίζει τις μεθόδους δικτύωσης εντός του πεδίου εφαρμογής του τοπικού συνδέσμου στο οποίο οι διακομηστές επικοινωνούν χωρίς την παρέμβαση δρομολογητών. Αυτό το στρώμα περιγράφει τα πρωτόκολλα που χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν την τοπική τοπολογία του δικτύου και τις διεπαφές που απαιτούνται για την πραγματοποίηση της μετάδοσης των πακέτων δεδομένων του στρώματος διαδικτύου στο επόμενο γείτονα- διακομιστή. Εικόνα 1.1 Στρώματα τηλεπικοινωνιακών πρωτοκόλλων διαδικτύου. 13

15 1.2.2 Τηλεφωνία Με την συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση και χρήση της τηλεφωνίας από το καταναλωτικό κοινό έχουμε σαν φυσικό επακόλουθο την υποστήριξη της υπηρεσίας αυτής από τους παρόχους των BPL υπηρεσιών. Αν και μετά την εισαγωγή των ασύρματων τεχνολογιών η χρήση της τηλεφωνίας μέσω ενσύρματών δικτύων έχει μειωθεί δεν είναι δυνατών να παραληφθεί από την λίστα των πιο περιζήτητων υπηρεσιών σήμερα. Για την επίτευξη της παροχής αυτής της υπηρεσίας στη κλασσική της μορφή το δίκτυο δεσμεύει ένα τμήμα της χωρητικότητας του (συνήθως 64 kbps) καθόλη την διάρκεια της τηλεφωνικής συνομιλίας Υπηρεσία VoIP (Voice over IP) Στη σύγχρονη εποχή την οποία ζούμε σήμερα την ανάγκη για τηλεφωνία έρχεται να καλύψει και μία άλλη υπηρεσία η οποία ονομάζεται Voice over IP. Η υπηρεσία αυτή ανήκει στο φάσμα των υπηρεσιών ευρείας ζώνης πράγμα το οποίο αναγκάζει τα σύγχρονα BPL δίκτυα να έχουν τα απαραίτητα αυτά στοιχεία μέσω των οποίων θα γίνεται δυνατή η παροχή της υπηρεσίας αυτής. Τα ανά το παγκόσμιο δίκτυα που έχουμε σήμερα στη διάθεση μας βασίζονται στο πρωτόκολλο διαδικτύου (Internet Protocol -IP), το οποίο είναι σχεδιασμένο για την μετάδοση δεδομένων και όχι φωνής. Έτσι για την αξιόπιστη υλοποίηση της υπηρεσίας αυτής η οποία απαιτεί μικρές καθυστερήσεις κρίνεται απαραίτητη η ύπαρξη πρόσθετών μηχανισμών στη στοίβα των πρωτοκόλλων της BPL τεχνολογίας της οποίας τα δίκτυα προσφέρουν ταχύτητες σαφώς μικρότερες ταχύτητες από τα δίκτυα υψηλών ταχυτήτων. Με την προσθήκη αυτή παρέχεται υψηλή ποιότητα υπηρεσίας στη φωνή και κατ επέκταση επιτυγχάνεται υψηλή χρησιμοποίηση του δικτύου Προηγμένες Ευρυζωνικές Υπηρεσίες Με τον όρο προηγμένες ευρυζωνικές υπηρεσίες εννοούμε υπηρεσίες που απαιτούν αυξημένους ρυθμούς μετάδοσης και με υψηλότερες ανάγκες σε ποιότητα υπηρεσίας [Quality of Service - QoS]. Ένα παράδειγμα μίας τέτοιας υπηρεσίας είναι το Video on Demand που δίνει την δυνατότητα στο χρήστη να αναπαραγάγει ένα βίντεο, οτιδήποτε περιεχομένου και να είναι αυτό, κατά βούληση όποτε το χρειάζεται. Για την παροχή των υπηρεσιών αυτών τα BPL δίκτυα πρέπει να επιτρέπουν την μετάδοση μεγάλων όγκων δεδομένων πράγμα το οποίο στο παρόν στάδιο αδυνατούν να υλοποιήσουν τουλάχιστον όταν στο δίκτυο υπάρχει μεγάλος αριθμός συνδρομητών. Παρόλα αυτά υπάρχει ραγδαία ανάπτυξη των 14

16 τηλεπικοινωνιακών τεχνολογιών που περιλαμβάνουν μεταξύ άλλων και νέες μεθόδους μετάδοσης, αλλά και διαμόρφωσης δεδομένων οι οποίες μπορούν να σηματοδοτήσουν σημαντικές αλλαγές στην ανάπτυξη των BPL δικτύων για την επίτευξη υψηλότερων ρυθμών μετάδοσης. Κατά συνέπεια παρατηρούμε ότι κατά την ανάπτυξη της στοίβας πρωτοκόλλων που εναρμονίζει η BPL τεχνολογία, οι μηχανικοί που την υλοποιούν θα πρέπει να έχουν κατά νου την επεκτασιμότητα, αλλά και ευελιξία του συστήματος ώστε να είναι σε θέση να καλύψει τις ψηλές απαιτήσεις ποιότητας που χρειάζονται τόσο οι σημερινές, αλλά και οι μελλοντικές τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες με τις εφαρμογές τους. 1.3 Έξυπνο δίκτυο (Smart Grid) Ο όρος έξυπνο δίκτυο χρησιμοποιείται από το 2005, όταν εμφανίστηκε στο άρθρο "Toward A Smart Grid" από Amin και Wollenberg. [2] Ο όρος είχε χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν και μπορεί να χρονολογείται μέχρι και το Υπάρχουν πολλοί ορισμοί για το έξυπνο δίκτυο, μερικοί που επικεντρώνονται στα λειτουργικά χαρακτηριστικά, άλλοι στα τεχνολογικά χαρακτηριστικά και μερικοί που επικεντρώνονται στα οφέλη. Ένα κοινό στοιχείο για τους περισσότερους ορισμούς είναι η εφαρμογή της ψηφιακής επεξεργασίας και επικοινωνίας με το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας, καθιστώντας τη ροή των δεδομένων και τη διαχείριση των πληροφοριών στο επίκεντρο του έξυπνου δικτύου. Οι διάφορες δυνατότητες των δικτύων αυτών είναι άμεση απόρροια της βαθιάς και ολοκληρωμένης χρήσης της ψηφιακής τεχνολογίας με τα δίκτυα παροχής ηλεκτρικής ενέργειας, και την ενσωμάτωση των νέων ροών πληροφοριών δικτύου σε διαδικασίες και συστήματα χρησιμότητας. Πιο κάτω θα αναλύσουμε μερικά από τα χαρακτηριστικά οφέλη που μπορεί να έχει ένα τέτοια δίκτυο όπως είναι η αυτοματοποίηση της διανομής, οι κατανεμημένες μονάδες παραγωγής, η δυνατότητα λήψης απομακρυσμένων μετρήσεων, ο έξυπνος φωτισμός δρόμων και άλλα. 15

17 Εικόνα 1.2 Έξυπνο δίκτυο Αυτοματοποίηση της διανομής. Μέσω των σύγχρονων δικτύων BPL δίνεται η δυνατότητα στους παρόχους ηλεκτρικής ενέργειας να αυτοματοποιήσουν την παράδοση της ενέργειας τόσο στους οικιακούς χρήστες όσο και σε επαγγελματικούς χώρους. Με την αυτοματοποίηση της διανομής ο παροχέας θα έχει τον απόλυτο έλεγχο του συστήματος και θα μπορεί να ανιχνεύσει θέσεις σφάλματος, να ελέγξει το φορτίο σε πραγματικό χρόνο, να συνδέσει ή να αποσυνδέσει μία υπηρεσία, να πραγματοποιεί αυτόματο έλεγχο του συντελεστή ισχύος μιας εγκατάστασης ή του συστήματος. Άλλες δυνατότητες είναι η σταθεροποίηση της τάσης, η μείωση των απωλειών κατά την διανομή της ενέργειας και η αναβάθμιση στις διακοπτικές και προστατευτικές λειτουργίες Σύνδεση/αποσύνδεση υπηρεσίας. Ένα από τα πλεονεκτήματα που προσφέρουν οι έξυπνοι μετρητές εκτός από την ανάγνωση της μέτρησης της καταναλισκόμενης ενέργειας από την πλευρά του καταναλωτή, είναι και η ικανότητα από την πλευρά του παροχέα της σύνδεσης ή αποσύνδεσης της υπηρεσίας. Με τον τρόπο αυτό ο παροχέας θα είναι σε θέση να πραγματοποιήσει άμεσα την σύνδεση σε ένα καινούργιο πελάτη, αλλά και να διακόψει την παροχή της υπηρεσίας σε ήδη υπάρχουσες συνδέσεις. Με τον τρόπο αυτό ο παροχέας θα είναι σε θέση να μειώσει τον χρόνο που χρειάζεται για να επεξεργαστεί και να αντιδράσει στα αιτήματα εξυπηρέτησης που έχει από τους πελάτες της. 16

18 Ανίχνευση και αποκατάσταση σφάλματος μέσω BPL Τα έξυπνα δίκτυα θα είναι πλέον σε θέση να αναγνωρίσουν και να αντιδράσουν άμεσα στην περίπτωση που υπάρχει κάποιο σφάλμα στο δίκτυο. Οι εταιρίες που ασχολούνται σήμερα με την τεχνολογία των έξυπνων δικτύων, έχουν σαν προτεραιότητα την ανάπτυξη της υπηρεσίας αυτής γιατί επιφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα τόσο οικονομικά, αλλά και στον τομέα της καλύτερης εξυπηρέτησης των πελατών της. Σήμερα είναι διαθέσιμες διάφορες υπηρεσίες για ανίχνευση σφάλματος, απομόνωσης και επαναλειτουργίας της υπηρεσίας [ Fault Detection, Isolation and Service Restoration F.D.I.R.]. Τα πλεονεκτήματα μιας τέτοιας υπηρεσίας είναι: Περιορισμός της περιοχής που επηρεάζει το σφάλμα. Μέσω έξυπνων αλγορίθμων η υπηρεσία επαναφέρεται στον μέγιστο δυνατό αριθμό πελατών μετά από την εμφάνιση του σφάλματος. Περιορισμός της διάρκειας διακοπής της υπηρεσίας. Πάλι σε αυτή τη περίπτωση ενεργοποιούνται αλγόριθμοι αποκατάστασης οι οποίοι εξασφαλίζουν την μείωση του χρόνου αντίδρασης από τον παροχέα αφού το σύστημα μπορεί να προτείνει στα συνεργία αποκατάστασης τους διακόπτες και τα μηχανήματα που θα πρέπει να επισκευαστούν, προσφέροντας λεπτομερή αναφορά του σφάλματος ώστε να είναι σε θέση να έχουν μαζί τους τον απαραίτητο εξοπλισμό που χρειάζεται για την επισκευή. Ορθή τήρηση όλων των κανόνων ασφαλείας. Το σύστημα είναι σε θέση να σηματοδοτήσει για παράδειγμά τους ανοικτούς διακόπτες και τα σημεία του συστήματος γείωσης που επιδέχονται επισκευή, προωθώντας έτσι ένα ασφαλές περιβάλλον για τα συνεργεία επισκευής που θα κληθούν να φτιάξουν το σφάλμα. Οι επισημάνσεις και οι προτροπές για επισκευή που γίνονται από το σύστημα είναι συνάρτηση όλων των δεδομένων τόσο του δικτύου, όσο και των συσκευών ούτως ώστε μετά την επισκευή να μην υπάρξουν επιπλέον σφάλματα όπως είναι η υπερφόρτωση των συσκευών που είναι σε λειτουργία. [3] 17

19 Εικόνα 1.3 Ανίχνευση και αποκατάσταση λειτουργίας στους καταναλωτές Έλεγχος φορτίου σε πραγματικό χρόνο Οι πάροχοι ηλεκτρικού ρεύματος χρησιμοποιώντας το έξυπνο δίκτυο θα είναι πλέον σε θέση να διαμορφώσουν, να μεταβάλουν, αλλά και να εξισορροπήσουν το ηλεκτρικό φορτίο που προσφέρουν σε πραγματικό χρόνο. Όπως γνωρίζουμε το ηλεκτρικό φορτίο στα σημερινά δίκτυα μεταφοράς μεταβάλλεται σύμφωνα με τον χρόνο, αλλά και τις ανάγκες των καταναλωτών τους οποίους εξυπηρετούν, είτε αυτοί είναι οικιακοί χρήστες, ή βιοτεχνικές και βιομηχανικές εγκαταστάσεις κατανάλωσης. Ανάλογα με το τύπο της εγκατάστασης ο παροχέας θα πρέπει να αναμένει και να είναι σε θέση να ανταπεξέλθει στις διακυμάνσεις φορτίου σε πραγματικό χρόνο, άρα θα πρέπει να γνωρίζει και να συσχετίζει και χρονικά το σύστημα του π.χ. οι οικιακοί χρήστες είναι περισσότερο ενεργοί κατά τις νυχτερινές ώρες ενώ οι επαγγελματικοί χώροι έχουν τις περισσότερες απαιτήσεις κατά την διάρκεια της μέρας, όπως φαίνεται και στο σχήμα που ακολουθεί. Σημαντικό ρόλο παίζουν επίσης και οι κλιματολογικοί παράγοντες όπως η θερμοκρασία, ή υγρασία και η ηλιακή ακτινοβολία. Υπόψη επίσης πρέπει να ληφθούν και άλλα φορτία τα οποία σχετίζονται με το ενδιαφερόμενο φορτίο όπως επίσης και προηγούμενα στοιχεία, τιμές και καμπύλες του φορτίου. 18

20 Εικόνα 1.4 Συνολικό φορτίο συναρτήσει του χρόνου για τρεις τύπους καταναλωτών Οι πάροχοι ηλεκτρικής ενέργειας έχοντας στη διάθεση τους την αμφίδρομή και σε πραγματικό χρόνο επικοινωνία με τις συσκευές του δικτύου που παρέχετε μέσα από το BPL δίκτυο και το έξυπνο δίκτυο διανομής θα είναι σε θέση να βελτιώσουν τις υπηρεσίες τους, αλλά και να αυξήσουν την αποδοτικότητα του δικτύου τους. Ορισμένες από τις επιπρόσθετες δυνατότητες που θα έχουν αριθμούνται πιο κάτω: Αποστολή του κατάλληλου φορτίου αιχμής στις εγκαταστάσεις του πελάτη μέσω έξυπνων συσκευών δικτύου. Επιβεβαίωση και αναφορά σχετικά με τη μείωση του πραγματικού φορτίου εργασίας και βελτίωση της αποδοτικότητας. Παράδοση σχεδόν της διπλάσιας απόδοσης σε οικιστικούς ελεγκτές εναλλασσόμενου φορτίου, από τα συστήματα μονόδρομης τηλεειδοποίησης. Χρήση της σε πραγματικό χρόνο διαχείρισης φορτίου σαν εφεδρική υπηρεσία για την αντικατάσταση ή αναδιάταξη των στοιχείων παραγωγής του συστήματος. Μείωση του ηλεκτρικού φορτίου για την προστασία των συσκευών του παροχέα από υπερφόρτωση. Αύξηση της ενεργειακής απόδοσης και της αξιοπιστίας της υπηρεσίας. Εκπλήρωση των περιβαλλοντικών στόχων της εκάστοτε εταιρίας. [3] 19

21 Εικόνα 1.5 Σύστημα διαχείρισης φορτίου σε πραγματικό χρόνο. [3] Αυτόματος έλεγχος συντελεστή ισχύος και σταθεροποίησης τάσης Ένα άλλο μεγάλο κομμάτι που θα αυξήσει την αξιοπιστία των παρόχων ηλεκτρικής ενέργειας είναι η δυνατότητα της αυτοματοποίησης του ελέγχου του συντελεστή ισχύος των εγκαταστάσεων και η σταθεροποίηση της τάσης εισόδου από το δίκτυο. Με την χρήση της τεχνολογίας BPL μετρήσεις σε πραγματικό χρόνο της τάσης, της έντασης, αλλά και του συντελεστή ισχύος θα είναι διαθέσιμες στις εταιρίες παροχής. Μέσω των αυτοματοποιημένων συστημάτων παρακολούθησης και με την χρήση λογισμίκων που αξιοποιούν εξελιγμένους αλγορίθμους ελέγχου το σύστημα είναι σε θέση να διορθώσει αυτόματα το συντελεστή ισχύος με την χρήση πυκνωτών ή και σύγχρονων κινητήρων με αποτέλεσμα αυτός να παραμένει πάντα εντός των επιτρεπτών ορίων που ορίζονται. Όλα τα σημαντικά φορτία ή ομάδες φορτίων μπορούν να παρακολουθούνται εξ αποστάσεως έτσι ώστε κάθε αλλαγή της κατάστασης που έχει ορισθεί με βάση πάντα συγκεκριμένων παραμέτρων να μπορεί να διορθώνεται αυτόματα. Στην εικόνα που ακολουθεί περιγράφεται η μηνιαία κατανομή πραγματικής και άεργου ισχύος καθώς και ο συντελεστής ισχύος ενός ευαίσθητου φορτίου. 20

22 Εικόνα 1.6 Κατανομή της ενεργού (κόκκινο), άεργου (μπλε) ισχύος & συντελεστή ισχύος (πράσινο) σε ένα ευαίσθητο φορτίο που παρακολουθείτε για ένα μήνα Μείωση απωλειών κατά τη διανομή. Ακόμα ένα σοβαρό πλεονέκτημα που αποκτούν οι εταιρίες παροχής της ηλεκτρικής ενέργειας είναι πλέον η ικανότητα της μείωσης των απωλειών κατά τη διανομή. Οι απώλειες που προκύπτουν από το σύστημα είναι συνάρτηση διαφόρων παραγόντων που μεταξύ άλλων συμπεριλαμβάνουν και τις δυναμικές αλλαγές σε υπερφορτωμένους ή ελαττωματικούς εξοπλισμούς. Με την εποπτεία των ρυθμιστών και των πυκνωτών του συστήματος από το κέντρο διαχείρισης σε πραγματικό χρόνο θα υπάρξει μείωση της διακύμανσης της τάσης κατανάλωσης. Επίσης τυχών μειώσεις της ποιότητας της ηλεκτρικής ενέργειας θα γίνονται αμέσως γνωστές αφού τα χαρακτηριστικά της, που είναι η τάση, η ένταση, η πραγματική και άεργος ισχύς καθώς και η θερμοκρασία του εξοπλισμού είναι γνωστές σε ολόκληρο το δίκτυο σε κάθε χρονική στιγμή. Με ανάλυση των αντίστοιχων υπογραφών θορύβου υψηλής συχνότητας από τον παροχέα θα είναι πλέον δυνατός ο έλεγχος της ορθής λειτουργίας του εξοπλισμού που περιλαμβάνει τα καλώδια μεταφοράς, τους μετασχηματιστές του συστήματος και τον υπόλοιπο βασικό εξοπλισμό με τέτοιο τρόπο ώστε να προβλέπονται και να προλαμβάνονται επικείμενες βλάβες Αυτοματοποίηση στις διακοπτικές και προστατευτικές διατάξεις. Μία καινούργια έννοια που συναντάμε σήμερα στα έξυπνα δίκτυα διανομής είναι αυτή της αυτό-θεραπείας [self-healing]. Οι κλασικές μέθοδοι παρακολούθησης ενός ελεγκτή βραχυκυκλώματος μπορούν να αντικατασταθούν από συστήματα 21

23 αυτοματοποίησης τριών σημείων όπου τα δεδομένα λειτουργίας αποστέλλονται στην αίθουσα ελέγχου ενός υποσταθμού ή στο σύστημα SCADA, έτσι ώστε να είναι δυνατός ο αυτόματος έλεγχος των κυκλωματικών συνδέσμων δημιουργώντας έτσι το αυτό-θεραπευόμενο δίκτυο. Τέτοια εξελιγμένα συστήματα, που βασίζονται σε έξυπνο εξοπλισμό εγκατεστημένο στο δίκτυο που συνδέεται με την αίθουσα κεντρικού ελέγχου, είναι σήμερα τεχνικός εφικτά και σε πολλές περιπτώσεις οικονομικά βιώσιμα. Τέτοια συστήματα βασίζονται στην διαθεσιμότητα του κατάλληλου βασικού εξοπλισμού, στην ύπαρξη επικοινωνιακών συνδέσμων και στις έξυπνες ηλεκτρονικές συσκευές [Intelligent electronic devices] που υπάρχουν στο δευτερεύον σύστημα διανομής. Σημειώνεται ότι ο βασικός εξοπλισμός δεν αποτελείται μόνο από διακοπτικές διατάξεις (διακόπτες φορτίου ή κυκλώματος), αλλά και από μετασχηματιστές τάσης και έντασης, και μετρητές ποιότητας ή έξυπνους μετρητές που λειτουργούν σαν ελεγκτές για την αναγνώριση των συνθηκών πραγματικού χρόνου του συστήματος. Εικόνα 1.7 Παράδειγμα αυτοματοποίησης δικτύου διανομής που αποτελείται τόσο από υποσταθμούς Υψηλής Τάσης / Μέσης Τάσης και από δευτερεύοντες υποσταθμούς. Μελέτες έχουν δείξει ότι βελτιώνεται η αξιοπιστία απόδοσης με την ενσωμάτωση του συστήματος αυτό-θεραπείας. Η λογική βασίζεται στις ανεξάρτητες ομάδες έξυπνων συσκευών που τοποθετούνται στα τμήματα εισόδου του δικτύου και 22

24 μεταδίδουν λεπτομερείς δεδομένα στο κέντρο ελέγχου. Σε συνδυασμό αυτών επιτρέπεται πλέον ο έλεγχος των κυκλωματικών συνδέσμων για την απομόνωση σφαλμάτων και την επαναφορά της παροχής σε τμήματα που είχαμε διακοπή κατά την διάρκεια του σφάλματος. [4] Κατανεμημένες μονάδες παραγωγής (Distributed Generation) Με τον όρο κατανεμημένες μονάδες παραγωγής εννοούμε όλες τις πηγές ενέργειας ή τα συστήματα παραγωγής, που προκύπτουν από εκμετάλλευση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως είναι ο ήλιος, ο αέρος ή το νερό. Τα δίκτυα διανομής του σήμερα έχουν να αντιμετωπίσουν την όλο και αυξανόμενη ζήτηση για ένταξη στο ευρύτερο δίκτυο από τέτοια συστήματα παραγωγής που μπορεί να είναι φωτοβολταϊκά πάρκα ή πάρκα με ανεμογεννήτριες. Οι αλλαγές στο νομοθετικό πλαίσιο αλλά και η αύξηση της ενεργειακής συνείδησης τόσο στις επιχειρήσεις όσο και στο γενικότερο σύνολο του πληθυσμού βεβαιώνουν ότι η ζήτηση αυτή θα μεγαλώσει. Για την εποπτεία, συντήρηση και λειτουργία ενός τέτοιου δικτύου ικανού να υποστηρίξει τις σημερινές ανάγκες η τεχνολογία BPL μπορεί να προσφέρει πολύτιμα εργαλεία για την επίλυση των τεχνικών δυσκολιών που προκύπτουν για σε ένα τέτοιο δίκτυο διανομής. Ένα θέμα που μπορεί να προκύψει από την ενσωμάτωση πολλών κατανεμημένων πηγών ενέργειας είναι το φαινόμενο των διαφορετικών τιμών της τάσης ή και της συχνότητας που παρουσιάζεται στις μπάρες υψηλής και μέσης τάσης στους υποσταθμούς. Για την διασφάλιση της ορθής λειτουργίας του δικτύου ο διαχειριστής του πρέπει να έχει συνεχή εποπτεία κάθε πηγής που είναι συνδεδεμένη στο δίκτυο του. Μέσω της τεχνολογίας BPL και τις αμφίδρομης πλέον επικοινωνίας είναι δυνατή η εποπτεία και ο έλεγχος τόσο της τιμής της τάσης όσο και της συχνότητας σε κάθε τοπικό ανεξάρτητο παραγωγό ηλεκτρικής ενέργειας σε πραγματικό χρόνο. Αυτό δίνει την δυνατότητα της αυτόματης αποσύνδεσης από το δίκτυο μιας μονάδας της οποίας τα χαρακτηριστικά ποιότητας της ενέργειας που παράγει δεν είναι μέσα στα επιτρεπτά όρια, αποφεύγοντας με τον τρόπο αυτό περεταίρω επέκταση της αστάθειας που μπορεί να προκαλέσει σοβαρότερα προβλήματα. Τυπικές τιμές των επιτρεπόμενων ορίων για τιμές της τάσης σε παραγωγή μιας ανεμογεννήτριας είναι 18kV V 22kV και της συχνότητας 49.9Hz f 50.1Hz, έτσι εάν το κέντρο παραγωγής του πάρκου ανιχνεύσει τιμές μικρότερες ή μεγαλύτερες από τα επιτρεπτά όρια τότε θα τεθεί εκτός δικτύου. Το ρεύμα βραχυκύκλωσης και η σύνθετη αντίσταση όπως παρατηρείται από κάποιο σημείο σφάλματος έχουν σαφώς αυξημένες τιμές όταν στο δίκτυο υπάρχουν συνδεδεμένες πολλές μονάδες παραγωγής είτε συμβατικές είτε ήπιων μορφών ενέργειας. Σαν συνάρτηση αυτού όταν ένα δίκτυο συνεχώς προσθέτει νέες συνδέσεις με παραγωγούς ενέργειας πρέπει να γίνεται έλεγχος των επιπέδων των ρευμάτων βραχυκύκλωσης με κάθε νέα σύνδεση ούτως ώστε να υπολογίζεται 23

25 σωστά η διακοπτική ισχύς του αποζεύκτη και στις περιπτώσεις που κρίνεται απαραίτητο να γίνεται χρήση ισχυρότερων προστατευτικών μέσων. Έχοντας τη γνώση της τιμής του ρεύματος βραχυκύκλωσης στο δίκτυο ο διαχειριστής μπορεί να επιλέξει την σύνδεση του παραγωγού σε διαφορετικό σημείο του δικτύου ή να εγκαταστήσει πυκνωτές σε σειρά έτσι ώστε να μειώσει την συνεισφορά του στα ρεύματα βραχυκύκλωσης του δικτύου. Μέσω της τεχνολογίας BPL η μέτρηση και εποπτεία των επιπέδων του ρεύματος βραχυκύκλωσης γίνεται σε πραγματικό χρόνο και τα δεδομένα στέλνονται στο κέντρο ελέγχου από μονάδες BPL που είναι εγκατεστημένες κατά μήκος του μεγαλύτερου τμήματος του δικτύου μέσης τάσης. Τα δίκτυα πλέον περνούν από το στάδιο του παθητικού δικτύου στο στάδιο του δυναμικού δικτύου. Αυτό συμβαίνει γιατί πλέον με την παράλληλη σύνδεση και λειτουργία πολλών μονάδων παραγωγής έχουμε έγχυση ενεργού και άεργου ισχύος στο δίκτυο με αποτέλεσμα να επηρεάζεται η τάση στο περιβάλλον του δικτύου διανομής δυναμικά, δηλαδή από κάθε παραγωγό και κάθε χρονική στιγμή. Η ανάγκη για τη ρύθμιση της τάσης του δικτύου δεν μπορεί πλέον να καλυφθεί μέσω των παραδοσιακών τρόπων και απαιτείται ένας επανακαθορισμός της στρατηγικής που χρησιμοποιούμε για την αντιμετώπιση του θέματος αυτού. Ο κλασικός τρόπος ρύθμισης της τάσης γίνεται μέσω ενός μετασχηματιστή πολλαπλής λήψης, αλλά με την παράλληλη παραγωγή ενέργειας σε διάφορα σημεία του δικτύου ο τρόπος αυτός από μόνος του δεν μπορεί να μας δώσει ένα σταθερό και αξιόπιστο αποτέλεσμα. Χρησιμοποιώντας τις δυνατότητες που μας δίνει η τεχνολογία BPL είναι εφικτό να έχουμε έλεγχο του συντελεστή ισχύος κάθε μονάδας παραγωγής η οποία συμμετέχει μαζί με τον μετασχηματιστή πολλαπλής λήψης [On-Load Tap- Changer trasnformer] στη ρύθμιση της τάσης του αγωγού στον οποίο είναι συνδεδεμένα. Με αυτό τον συνδυασμό ελέγχου εξασφαλίζονται καλύτερα αποτελέσματα της τάσης στους αγωγούς του δικτύου διανομής. Συγκεκριμένα εάν παρατηρήσουμε κάθε αγωγό του δικτύου ξεχωριστά, γνωρίζουμε ότι η ισχύς ρέει αμφίδρομα κα στις δύο κατευθύνσεις, έχοντας σαν αποτέλεσμα η τάση να μην είναι απλά μειούμενη, αλλά να έχει και διαφορετικό χαρακτήρα σε καθένα από τους αγωγούς. Το γεγονός αυτό μας υποχρεώνει στο να πρέπει να αντιμετωπίσουμε διαφορετικά τη ρύθμιση της τάσης σε κάθε τμήμα του δικτύου. Επιπλέον η συνεχής διαφοροποίηση στη λειτουργία της κάθε μίας ανεξάρτητης μονάδας παραγωγής δεν μας επιτρέπει να χρησιμοποιήσουμε αποτελεσματικά οποιαδήποτε διαδικασία για την ρύθμιση της τάσης με βάση σταθερά και χρονικώς αμετάβλητα στοιχεία. Για τον αποδοτικό έλεγχο βασιζόμαστε στο γεγονός ότι σε ένα ακτινικό παθητικό δίκτυο διανομής η μέση τάση του δικτύου μας είναι πολύ στενά συνδεδεμένη με τις τιμές της ενεργού και άεργου ισχύος που παρατηρούμε να ρέει διαμέσω του κεντρικού υποσταθμού μέσης τάσης. Οπότε λαμβάνοντας υπόψη το ότι οι 24

26 διαφορετικοί αγωγοί έχουν διαφορετικές απαιτήσεις ρύθμισης της τάσης τους και του συντελεστή ισχύος ανάλογα, η νέα στρατηγική που εφαρμόζεται για την ρύθμιση της τάσης του ζυγού διανομής στηρίζεται στον τοπικό έλεγχο του συντελεστή ισχύος σε κάθε τοπικό ανεξάρτητο παραγωγό που είναι συνδεδεμένος στο δίκτυο. Έτσι εμείς θέλουμε να δίνουμε εντολή στον μετασχηματιστή πολλαπλής λήψης που βρίσκεται στον κεντρικό υποσταθμό εκτός από την ρύθμιση της τάσης στον ζυγό να ρυθμίζει και την άεργο ισχύ διαμέσω του μετασχηματιστή με στόχο πάντα την διατήρηση της επιθυμητής τιμής του συντελεστή ισχύος με τρόπο τέτοιο ώστε να δίνει το ρεύμα που απαιτείται για την κάλυψη όλων των αναγκών που έχουν τα φορτία σε ενεργό ισχύ. Εφαρμόζοντας αυτή τη στρατηγική έχουμε σαν άμεσο αποτέλεσμα την ανάθεση της ρύθμισης της άεργου ισχύος σε όλες τις απομακρυσμένες μονάδες παραγωγής, αναγκάζοντας τις να εγχύουν ισχύ πλέον με ένα συγκεκριμένο συντελεστή ισχύος. Η τιμή του συντελεστής ισχύος καθορίζεται αυτόματα σε κάθε ζυγό μέσω του κεντρικού ελεγκτή που βρίσκεται στη βάση των κόμβων των αγωγών μας. Γίνεται πλέον φανερό ότι με τη χρήση της τεχνολογίας BPL και των δυνατοτήτων που μας δίνει ο κάθε παραγωγός που είναι συνδεδεμένος στο δίκτυο διανομής, όταν βρίσκεται σε λειτουργία θα έχει ενεργή συμμετοχή στην ρύθμιση του επιπέδου της τάσης του αγωγού διανομής στον οποίο είναι συνδεδεμένος. Το BPL δίκτυο επικοινωνίας σε αυτή την περίπτωση επιτρέποντας την αμφίδρομη επικοινωνία μεταξύ των κατανεμημένων μονάδων παραγωγής και του μετασχηματιστή που βρίσκεται στον κύριο υποσταθμό μέσης τάσης μας δίνει την δυνατότητα της αποδοτικής λειτουργίας ενός δυναμικού δικτύου διανομής. Μία άλλη δυνατότητα που μας δίνει η τεχνολογία BPL είναι φυσικά ο εντοπισμός και η δυνατότητα αυτόματης αποκοπής από το δίκτυο μιας απομονωμένης μονάδας παραγωγής σε περίπτωση βλάβης ή σφάλματος. Στο πιο κάτω σχήμα μπορούμε να δούμε ένα παράδειγμα ελέγχου. Έχουμε στον υποσταθμό μέσης τάσης έναν πομπό Tx και στους ζυγούς μέσης τάσης έχουμε μονάδες BPL οι οποίες είναι σε θέση να θέσουν εκτός λειτουργίας τα φορτία του ζυγού. Με την αμφίδρομη επικοινωνία των δύο αυτών συσκευών αποκτάμε τον αυτόματο έλεγχο της διακοπής των φορτίων του ζυγού σε περίπτωση που παρουσιαστεί κάποιο σφάλμα που θα ανεβάσει το επίπεδο της τάσης ή θα θέσει τον συντελεστή ισχύος εκτός ορίων. Με αυτό τον τρόπο η τεχνολογία BPL έρχεται για να εξαλείψει της λανθασμένες ειδοποιήσεις και να αυξήσει την αξιοπιστία των παραδοσιακών συστημάτων ελέγχου που είχαμε μέχρι σήμερα. [5],[6] 25

27 Εικόνα 1.8 Χρήση BPL εξοπλισμού και δικτύου για τον έλεγχο απομακρυσμένων κατανεμημένων μονάδων παραγωγής Διαχείριση της ζήτησης από την πλευρά του καταναλωτή(demand Side Management-DSM) Μια άλλη εφαρμογή που θα προκύψει σαν άμεση συνέπεια της κατασκευής και διαχείρισης ενός δικτύου διανομής ενσωματώνοντας την τεχνολογία BPL, είναι η δυνατότητα διαχείρισης της ζήτησης από την πλευρά του καταναλωτή. Ο καταναλωτής ηλεκτρικής ενέργειας του μέλλοντος θα έχει πλέον ενεργό ρόλο στην διαχείριση της καταναλισκόμενης ενέργειας που χρησιμοποιεί, έχοντας τη δυνατότητα να προσαρμόσει τον χρόνο και την ποσότητα της κατανάλωσης του με βάση δεδομένα πραγματικού χρόνου που θα λαμβάνει μέσω ενός έξυπνου μετρητή για την εγκατάσταση του. Με τον τρόπο αυτό και τη σωστή διαχείριση από τον καθένα ξεχωριστά μεγάλες μειώσεις δαπανών μπορούν να επιτευχθούν τόσο για τους επαγγελματικούς όσο και για τους οικιακούς χρήστες του δικτύου. Η Διαχείριση της ζήτησης από την πλευρά του καταναλωτή αποτελείται από ένα σύνολο προγραμμάτων άμεσα συνδεδεμένων και ευέλικτων που δίνουν την δυνατότητα στους πελάτες να έχουν μεγαλύτερο ρόλο σε δύο βασικούς τομείς. Ο πρώτος είναι η μετατόπιση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας κυρίως κατά τις ώρες αιχμής της ζήτησης που ονομάζεται και απόκριση ζήτησης, και ο δεύτερος είναι η μείωση της συνολικής κατανάλωσης που γίνεται με τα προγράμματα διατήρησης της ενεργειακής απόδοσης. Οι δραστηριότητες αυτές έχουν σαν άμεσο αποτέλεσμα μικρότερο κόστος για τον καταναλωτή. Η πρώτη δραστηριότητα καλύπτεται από το σύνολο προγραμμάτων που ονομάζεται απόκρισης ζήτησης [Demand Response], ενώ η δεύτερη καλύπτεται από τα προγράμματα διατήρησης της ενεργειακής απόδοσης [Energy Efficiency]. Το σύνολο προγραμμάτων απόκρισης ζήτησης είναι σε θέση να μεταφέρουν το φορτίο ζήτησης των καταναλωτών από τις κρίσιμες ώρες αιχμής του δικτύου σε περιόδους εκτός αιχμής με αποτέλεσμα να έχουμε μείωση της ζήτησης σε ώρες αιχμής που το δίκτυο είναι πολύ φορτισμένο, αλλά και μείωση της συνολικής ημερήσιας ζήτησης. 26

28 Η μεταφορά του φορτίου γίνεται είτε μετά από αίτηση της εταιρίας παραγωγής ή ακόμα και μετά την διατίμηση της τιμής της κιλοβατώρας (KWh) από την εταιρία παραγωγής. Κύριος σκοπός της απόκρισης ζήτησης δεν είναι πρώτιστος η εξοικονόμηση όσο η ομαλοποίηση από πλευράς κόστους της καμπύλης του φορτίου ζήτησης. Η αναπλήρωση του φορτίου μπορεί να γίνεται αφού έχουμε την λειτουργία διάφορων άλλων παραγωγικών μονάδων όπως είναι τα πάρκα με ανεμογεννήτριες, αλλά και φωτοβολταϊκά. Ένα άλλο τεράστιο πλεονέκτημα που αποκτούμε με τη χρήση τέτοιων συστημάτων είναι το ότι μπορούμε να αποφύγουμε την κατασκευή επιπρόσθετων μονάδων παραγωγής ενέργειας για την αντιμετώπιση των ωρών αιχμής του δικτύου εξοικονομώντας έτσι ένα τεράστιο ποσό χρημάτων. Τα προγράμματα ενεργειακής απόδοσης σαν σκοπό έχουν την ενθάρρυνση των καταναλωτών σε ότι αφορά την αποφυγή της άσκοπης κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας με αντάλλαγμα βέβαια την μείωση των λογαριασμών και την εξοικονόμηση χρημάτων. Απλές ενέργειες όπως το να ανεβάσουν ορισμένους βαθμούς το κλιματιστικό κατά τις καλοκαιρινές περιόδους ή το να αντικαταστήσουν μια συσκευή που χρησιμοποιεί λιγότερη ενέργεια προσφέροντας το ίδιο επίπεδο υπηρεσιών, όπως για παράδειγμα την αντικατάσταση ενός ψυγείου χαμηλότερης ενεργειακής απόδοσης με ένα κατηγορίας Α που είναι πιο ενεργειακά αποδοτικό. Διάφορες έρευνες που έχουν γίνει δείχνουν ότι η σε πραγματικό χρόνο πρόσβαση του καταναλωτή σε πληροφορίες όπως είναι η κατανάλωση ή η ένδειξη του μετρητή μπορούν να επιφέρουν μειώσεις στη κατανάλωση κατά ένα δεκαοκτώ τοις εκατό μόνο και μόνο με την αλλαγή ορισμένων συνηθειών κατανάλωσης της ηλεκτρικής ενέργειας. Για να μπορέσει η Διαχείριση από την πλευρά του καταναλωτή να είναι εφικτή απαιτούνται τοπικές συσκευές, μαζί με ένα κανάλι επικοινωνίας BPL σε συνδυασμό με ένα κεντρικό έλεγχο. Έτσι οι τοπικές συσκευές είναι σε θέση να στείλουν τα τοπικά δεδομένα της κατανάλωσης και να δεχτούν εντολές ελέγχου από τον κεντρικό σταθμό ελέγχου πάντα χρησιμοποιώντας το κανάλι επικοινωνίας που παρέχει το δίκτυο BPL. [7] Στην εικόνα 1.8 που ακολουθεί μπορούμε να δούμε την επίδραση που έχει ένα σύστημα Διαχείρισης από τη πλευρά του καταναλωτή σε ότι αφορά τη μείωση της ζήτησης κατά τις ώρες αιχμής. Παρατηρούμε ότι μετά την εφαρμογή του συστήματος κατά τις ώρες αιχμής που είναι η ώρα 11:00, 14:00 και 17:00 η ζήτηση παρουσιάζει μείωση. Στην εικόνα 1.9 μπορούμε να δούμε την επίδραση που έχουν οι δραστηριότητες ενεργειακής απόδοσης στο ηλεκτρικό φορτίο σε μια τυπική μονάδα. Παρατηρούμε ότι το αποτέλεσμα είναι η συνολική μείωση του φορτίου ζήτησης καθόλη την διάρκεια της μέρας, πράγμα λογικό αφού με αυτές τις ενέργειες η ηλεκτρική απόδοση αυξάνετε με αποτέλεσμα να χρειαζόμαστε λιγότερη ενέργεια για να κάνουμε τις ίδιες ενέργειες και να έχουμε το ίδιο αποτέλεσμα. Σε 27

29 πολλές περιπτώσεις η μείωση αυτή δεν προσφέρει πάντοτε το αποτέλεσμα που περιγράφουμε εδώ, η γενικότερη φιλοσοφία είναι η δημιουργία μιας καθαρής μείωσης στην κατανάλωση σε όλες τις ώρες της μέρας. [8] Εικόνα 1.9 Επίδραση της μετατόπισης φορτίου κατά τις ώρες αιχμής. Εικόνα 1.10 Επίδραση της αύξησης της ενεργειακής απόδοσης των φορτίων Συστήματα λήψης αυτόματης μέτρησης. Οι πάροχοι ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιούν τα παραδοσιακά δίκτυα διανομής τα οποία έχουμε σήμερα στη διάθεση μας, όταν πρέπει να τιμολογήσουν τους καταναλωτές για τις προσφερόμενες υπηρεσίες τους παίρνουν μετρήσεις από το ρολόι κατανάλωσης της κάθε εγκατάστασης. Τιμές τις οποίες συνήθως παρέχει ένας υπάλληλος του παροχέα ο οποίος επισκέπτεται την κάθε εγκατάσταση ξεχωριστά με σκοπό την καταγραφή της ένδειξης. Σε μια προσπάθεια αποσυμφόρησης του μεγάλου φόρτου εργασίας που αυτό επιφέρει στους υπαλλήλους της εταιρίας οι περισσότεροι πάροχοι δεν παίρνουν την πραγματική ένδειξη του μετρητή για κάθε τιμολόγηση, αλλά αντί αυτού συνήθως κάθε δεύτερος 28

30 λογαριασμός είναι βασισμένος σε στατιστικά στοιχεία της καταναλισκόμενης ενέργειας από την συγκεκριμένη εγκατάσταση. Η απόκλιση που προκύπτει από το πραγματικό νούμερο διορθώνεται μέσω της επόμενης τιμολόγησης η οποία είναι βασισμένη στην πραγματική ένδειξη του μετρητή της εγκατάστασης. Με την εκμετάλλευση σήμερα των δυνατοτήτων που μας δίνονται από την αμφίδρομη επικοινωνία που μας προσφέρει το BPL δίκτυο υπάρχει η τεχνολογία ή οποία είναι πλέον σε ώριμη φάση για να μπορέσει να αντικαταστήσει την διαδικασία που περιγράψαμε πιο πάνω προσφέροντας άμεση και ακριβή ενημέρωση για την κατανάλωση ηλεκτρικού ρεύματος τόσο για τις εταιρίες όσο και για τους οικιακούς καταναλωτές. Την τεχνολογία αυτή θα περιγράψουμε πάρα κάτω χωρίζοντας την σε τρείς κατηγορίες με μικρές παραλλαγές η μία από την άλλη. [9] Αυτόματη λήψη ένδειξης του μετρητή. [Automated Meter Reading(AMR)]. Με τον όρο αυτόματη λήψη ή ανάγνωση του μετρητή εννοούμε αυτό ακριβώς που λέει η ονομασία. Το σύστημα αποτελείται από ένα απομακρυσμένο σύστημα ανάγνωσης του μετρητή που έχει σαν βάση προηγμένη τεχνολογία που επιτρέπει την απόκτηση και αποστολή της πραγματικής ένδειξης του μετρητή σε μεγάλες αποστάσεις. Μέσω λογισμικού το οποίο είναι σε θέση να κρατά αρχείο των μετρήσεων που λαμβάνει σε πραγματικό χρόνο ο παροχέας, αλλά και ο ίδιος ο καταναλωτής θα είναι σε θέση να λάβουν δεδομένα που ταξινομούνται ετήσια, μηνιαία, ημερήσια ή ακόμα και σε ωριαία βάση. Οι ενδείξεις της κατανάλωσης και η κατάσταση της εγκατάστασης μεταδίδονται σε ένα κεντρικό σύστημα με σκοπό την τιμολόγηση των υπηρεσιών, αλλά δίνοντας και την δυνατότητα της περεταίρω ανάλυσης τους. Με την αυτόματη συλλογή των δεδομένων μας δίνεται πλέον η δυνατότητα τιμολόγησης έχοντας σαν βάση μετρήσεις σε πραγματικό χρόνο της κατανάλωσης χωρίς να είναι ανάγκη να έχουμε την φυσική παρουσία κάποιου στο σημείο της εγκατάστασης. Γεγονός το οποίο σημαίνει μείωση του κόστους λειτουργίας για όλους τους παρόχους και πιο ορθή τιμολόγηση των υπηρεσιών Αυτοματοποιημένη / προηγμένη υποδομή μέτρησης. [Automated/advanced metering infrastructure (AMI)] Χρησιμοποιούμε τον όρο αυτοματοποιημένη/ προηγμένη υποδομή μέτρησης για να περιγράψουμε τα συστήματα που μας επιτρέπουν να έχουμε μετρήσεις τις οποίες μπορούμε να διαβάσουμε και να αναλύσουμε σχετικά με την κατανάλωση της ηλεκτρικής ενέργειας. Τέτοια συστήματα μπορούν να μετρήσουν όχι μόνο την κατανάλωση της ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά και αυτή του νερού ή και του φυσικού αερίου από απομακρυσμένες συσκευές. 29

31 Τα εν λόγω συστήματα μπορούν να θεωρηθούν και σαν επέκταση του απλούστερου συστήματος που αναφέραμε στην πιο πάνω παράγραφο, αφού έχουν τη δυνατότητα να επικοινωνήσουν αμφίδρομα συμπεριλαμβάνοντας όλο το φάσμα μετρητικών συσκευών, μαζί με το λογισμικό λειτουργίας τα μέσα επικοινωνίας και τα συστήματα διαχείρισης των δεδομένων που λαμβάνονται Αυτοματοποιημένη διαχείριση μετρήσεων. [Automated meter management (AMM)]. Έχοντας πλέον τους μηχανισμούς απόκτησης των δεδομένων μέσα από ολοκληρωμένα συστήματα το επόμενο βήμα είναι η σωστή διαχείριση των μετρήσεων αυτών. Για την ολοκλήρωση της σουίτας που ονομάζεται απομακρυσμένη λήψη μετρήσεων και παροχή υπηρεσιών τίθενται σε εφαρμογή συστήματα τα οποία έχουν την δυνατότητα εκτέλεσης τεχνικών λειτουργιών και μετρήσεων και τη διεξαγωγή διάφορων υπηρεσιών που λαμβάνουν χώρα μεταξύ του καταναλωτή και του κεντρικού συστήματος. Η πρόκληση που έχουμε να αντιμετωπίσουμε σήμερα δεν είναι πια το πώς μπορούμε να πάρουμε τα δεδομένα, αλλά κυρίως πως θα διαχειριστούμε τα δεδομένα αυτά με τον πιο αποδοτικό τρόπο ώστε να είναι αντλήσουμε όσο το δυνατόν περισσότερες πληροφορίες από αυτά με τέτοιο τρόπο που να είναι εποικοδομητικός τόσο για τον παροχέα όσο και για τον καταναλωτή Οφέλη των συστημάτων έξυπνης μέτρησης: Τα συστήματα έξυπνης μέτρησης που έχουμε αναλύσει πιο πάνω έχουν τη δυνατότητα να προσφέρουν μια πληθώρα ευεργετικών αποτελεσμάτων. Αποτελέσματα στα οποία θα αναφερθούμε σε αυτή την ενότητα. Με την χρήση των συστημάτων έξυπνης μέτρησης, τόσο της ηλεκτρικής ενέργειας όσο του νερού και του φυσικού αερίου, μπορούμε να παρατηρήσουμε ένα ποσοστό μείωσης στη χρήση των υπηρεσιών αυτών, με μοναδικό κριτήριο την γνώση της πραγματικής κατανάλωσης σε πραγματικό χρόνο. Με την γνώση αυτή οι καταναλωτές είναι πλέον σε θέση να επιλέξουν την μείωση της καταναλισκόμενης ενέργειας κατά τις ώρες αιχμής (που μπορεί τις ώρες αυτές το κόστος της υπηρεσίας να είναι υψηλότερο του κανονικού), με αποτέλεσμα η εταιρία παροχής να μην αναγκάζεται να παράγει επιπλέον ενέργεια για να καλύψει τις ανάγκες των ωρών αυτών. Αυτό θα έχει σαν αποτέλεσμα την μείωση του κόστους παροχής της υπηρεσίας αφού οι υποσταθμοί παραγωγής ενέργειας που χρησιμοποιούν σαν καύσιμο πετρέλαιο ή άνθρακα, τα οποία είναι ακριβά καύσιμα, δεν θα είναι πλέον ανάγκη να ενταχθούν στο δίκτυο για να διατηρήσουν την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος σταθερή κατά τις ώρες αιχμής. 30

32 Το γεγονός αυτό και μόνο επιφέρει και σημαντικά περιβαλλοντολογικά αποτελέσματα, αφού με την μείωση της χρήσης των ρυπογόνων σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας έχουμε και την ανάλογη μείωση στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου που έχουν σαν αποτέλεσμα την ρύπανση του περιβάλλοντος. Επίσης μέσα στα πλαίσια του νομοθετικού πλαισίου της Ευρωπαϊκής Ένωσης κάθε χώρα υποχρεούται να έχει συγκεκριμένα όρια ρύπανσης στα οποία μπορεί να λειτουργεί. Υπέρβαση των ορίων αυτών επιφέρει σημαντικές κυρώσεις σε χρηματικά ποσά τα οποία συνήθως επιβαρύνουν τις εταιρίες παροχής οι οποίες δημιουργούν και το πρόβλημα και οι οποίες μεταφέρουν το κόστος στους καταναλωτές. Με την χρήση των συστημάτων έξυπνης μέτρησης ακόμα ένα πλεονέκτημα το οποίο μπορεί να προκύψει είναι η μείωση των περιπτώσεων κλοπής ηλεκτρικής ενέργειας από μια μερίδα των καταναλωτών. Τα συστήματα αυτοματοποιημένης μέτρησης έχουν χρησιμοποιηθεί για την μείωση του φαινομένου των κλοπών αφού λαμβάνεται μέτρηση σε πραγματικό χρόνο από το ρολόι του καταναλωτή. Το ίδιο σύστημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για την μείωση των καθυστερημένων πληρωμών ή την μείωση του φαινομένου της μη πληρωμής των λογαριασμών. Τα συστήματα αυτά μπορούν επίσης να προσφέρουν αυξημένη ασφάλεια των δεδομένων αφού με την αυτόματη ανάγνωση του μετρητή προσφέρονται αυξημένες επιδόσεις στη συλλογή των δεδομένων. Λάθη στην ανάγνωση πλέον αποφεύγονται όπως επίσης και περιπτώσεις όπου έχουμε ελλείπει στοιχεία της μέτρησης. Επίσης η αυτόματη ανάγνωση δεδομένων μπορεί να παρέχει επίσης αυξημένη ασφάλεια στη ροή δεδομένων μεταξύ του συστήματα αυτόματης μέτρησης και των άλλων εφαρμογών. Βελτίωση στο προϋπολογισμό της ταμειακής ροής είναι ένα από τα οφέλη τα οποία μπορεί να μας δώσει η χρήση των έξυπνων μετρητών. Οι λογαριασμοί των καταναλωτών μπορούν πλέον να εκδίδονται αυτόματα με βάση της σε πραγματικό χρόνο μετρήσεις που λαμβάνουμε από τους έξυπνους μετρητές. Με τον τρόπο αυτό υπάρχει η δυνατότητα της δημιουργίας μιας σταθερής ταμειακής ροής για τις εταιρίας παροχής. Βλέποντας τα πιο πάνω παραδείγματα μπορούμε να πούμε ότι η χρήση της τεχνολογίας BPL μπορεί να είναι μια ιδανική λύση για τις εφαρμογές αυτές. Η χρήση του υπάρχοντος δικτύου διανομής ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να καλύψει όλους τους πιθανούς πελάτες γεγονός το οποίο δίνει της τεχνολογίας αυτής ένα στρατηγικό προβάδισμα απέναντι σε άλλες εναλλακτικές λύσεις. Επίσης μέσω αυτής της τεχνολογίας είναι δυνατή η μεταφορά δεδομένων από και προς τους μετρητές με την χρήση υψηλού εύρους ζώνης επικοινωνίες σε πραγματικό χρόνο και με ασφάλεια. Η δυνατότητα αυτή γεννά την ικανότητα της εξ αποστάσεως παρακολούθησης του μετρητή βοηθώντας έτσι στον έλεγχο των απωλειών και την 31