Signál HDO, snímání a přenos signálu

Tento článek popisuje vlastnosti a požadavky HDO, základní způsoby řízení instalace a připojení k systému Foxtrot. Článek vzniknul ve spolupráci s Pražskou energetikou, a. s.

HDO (hromadné dálkové ovládání) je technologie energetiky, která umožňuje přenášet po silovém vedení informace a umožňuje dálkově v odběrném místě (dále OM) řídit tarify a blokované spotřebiče. Současná tarifní struktura pracuje standardně se dvěma tarify VT (vysoký tarif, na elektroměru označen jako T1) a NT (nízký tarif, T2), experimentálně se lze setkat s použitím až čtyř tarifů, tzn. další T3 a T4. Přestože je technicky řízení tarifů a blokovaných spotřebičů na sobě nezávislé, u dvou tarifní dodávky elektřiny platí zásada, že NT je platný po dobu aktivity alespoň jednoho blokovaného spotřebiče.

HDO může být v elektroměrové rozvodnici implementováno jako samostatný přístroj, který řídí jedno nebo více odběrných míst, může být v provedení vestavného modulu v elektroměru, ale může být osazen i tzv. chytrý elektroměr (zatím experimentálně), který technologii HDO nevyužívá, nicméně rozvíjí myšlenku dálkového řízení vylepšenou o adresaci konkrétního OM se zpětnou vazbou. Nakonec může být v rozvodnici kombinace chytrého elektroměru i HDO (obvykle odběrná místa s fotovoltaickou elektrárnou). Použití konkrétního zařízení (dále jen spínací prvek – SP), je plně na rozhodnutí energetiky a zákazník jej nemůže ovlivnit, pokud to nesouvisí s nějakým smluvním produktem, který vyžaduje specifické řešení.

OM osazené spotřebiči, které jsou energetikou využívány k regulaci energetické soustavy (příprava teplé užitkové vody - TUV, akumulační vytápění – AKU, přímotopné vytápění – PV, smíšené vytápění, tepelné čerpadlo – TČ) a jsou patřičným způsobem dimenzovány na vlastnosti OM, vyžaduje více tarifní měření a jeho elektroinstalace musí být připravena na samostatné ovládání blokovaných spotřebičů v jedno či dvou obvodovém zapojení. Samostatné obvody jsou požadovány z toho důvodu, že TUV je během 24 h odblokováno na 8 hodin, zatímco smíšené vytápění 16, PV 20 a TČ 22 h. Časová pásma nemusí být souvislá. Mezi distribučními společnostmi jsou ale rozdíly takže např. ČEZ Distribuce a E.ON Distribuce řídí TČ tří povelově a vyžaduje samostatně řízený obvod pro bivalentní ohřev (PV). Detailní specifikace včetně počtu obvodů (počtu povelů SP) je uvedena v technických podmínkách připojení jednotlivých distribučních energetických společností, které jsou dostupné na jejich webových stránkách. 

V elektroměrovém rozvaděči je osazen SP, který OM signalizuje jednotlivé povely jedním až třemi ovládacími středními vodiči, tzn. obvykle stav TUV (+AKU), AKU – PV – TČ, (PV). Typicky se použije kabel 3C CYKY 1,5 a v případě potřeby dalších obvodů se fázová nebo i ochranná žíla přeznačí na světle modro. V době odblokovaného spotřebiče spojí relé SP střední vodič na PEN (N pokud je realizována změna sítě z TN-C na TN-C-S již v elektroměrovém rozvaděči, nebo v síti TT). Na straně domovní rozvodnice tím ve standardním zapojení sepne stykač, který je přes jistící prvek připojen k fázi. 

Z hlediska aplikace systému Foxtrot máme více možností a záleží na konkrétních potřebách. 

Pokud chceme pouze detekovat NT, stačí snímat blokovaný obvod, u více povelového SP snímáme obvod pro AKU-PV-TČ (ostatní jsou podmnožinou času NT). 

Pokud chceme blokované spotřebiče Foxtrotem i ovládat, musíme snímat u více povelového SP všechny obvody. Obvod lze technicky snímat přímým zapojením SP na 230V vstupy Foxtrotu, paralelním připojením 230V vstupu CP k cívce stykače (má smysl pouze při detekci NT), nebo použít pomocná relé, jejichž cívky jsou zapojeny stejně jako stykače, ale kontakty řídí vstupy Foxtrotu, případně je možné zvolit vhodnou kombinaci zmíněných metod snímání. 

Poznámky:

1. Vzhledem k vývoji v energetice, kdy země EU osazují nebo mají v plánu osadit pro měření a řízení OM chytré elektroměry, lze očekávat, že komunikace s OM bude v budoucnu v rámci vývoje standardu AMM (Automated Meter Management), nahrazena sběrnicí, a proto se zejména u nových OM, kde si investor instaluje, nebo uvažuje instalovat, systém inteligentního řízení domu, doporučuje z OM (technická místnost – plánované umístění řídicího systému) do elektroměrového rozvaděče položit současně s 3C CYKY 1,5 i stíněnou kroucenou dvoulinku, ideálně STP cat5e.
2. Systém Foxtrot je již nyní připraven na několik variant přímého připojení eletroměru jak drátovými tak bezdrátovými sběrnicemi (Wmbus apod.), tyto technologie se stále rozšiřují a vyvíjejí.
3. Technické podmínky připojení jednotlivých distribučních energetických společností doposud nezareagovaly na instalace inteligentního řízení domu a stále předpokládají, že je v OM na ovládacím středním vodiči připojena cívka stykače. Když pracovník energetiky přistoupí ke kontrole zapojení a nezjistí přítomnost fáze např. z důvodu zakončení ovládacího středního vodiče přímo na HDO vstupu Foxtrotu, může vzniknout spor, ve kterém rozhodují zmíněné technické podmínky připojení. Ovládání přímo stykačem také de facto znamená, že energetika nepočítá s tím, že by se mohl na řízení podílet ještě nějaký algoritmus v řídícím programu Foxtrotu a teoreticky může v okrajových případech opět nastat spor.
4. Pozor, stále ještě existují OM, která jsou zapojena dle dnes již neplatných norem, kde jsou povely SP realizovány nikoliv N ale L.
5. Další variantou, jak se dozvědět platnost tarifu a jak řídit spotřebiče na distribučním území PRE Distribuce by bylo stahovat data prostřednictvím webových služeb z webu PRE. Do vývojového prostředí Mosaic je připravována knihovna, která využije komunikaci s  rozhraním PRE Distribuce a uživateli poskytne tabulku s časy pro zadané povelové skupiny. Výhodou bude, že uživatelský program může znát i budoucí časy a může reagovat proaktivně.

V následujících článcích je primárně ukázána metoda snímání povelů SP. Kolik povelů a jakou metodou je již individuální záležitostí, která je na zvážení projektanta. 

V případě, že výstup HDO spíná více zařízení, tak tyto musí být napájeny ze stejné fáze, jinak při odepnutí výstupu (odepne se nulový vodič N) se může na některém zařízení objevit téměř sdružené napětí 400 V a zničit jej.