Kuhu kulub elekter? Aivar, Tiit, Jarmo, 29 Sep 2014

Kuhu kulub elekter? Hea küsimus, millele ei osata enamasti kohe vastata. Heal juhul on teada, kui suured on igakuised arved, paraku sellega asi tihti ka piirdub. Eesti Energia iseteeninduse ja Elioni kodujuhtimise arendustöödega tegelemine tekitas meis endis ühel hetkel huvi, kuhu me elekter kulub. Samuti motiveeris küsimus, kas tulevikus oleks võimalik targemalt tarbides ja börsihinnaga elektrit ostes raha kokku hoida.

Otsingud ja esimesed katsetused

Elektritarbimise analüüsimiseks oli esmalt vaja andmeid, mille pealt järeldusi teha. Võrguettevõttelt andmete saamine langes kohe ära, sest nende käsutuses oli heal juhul kord kuus esitatud näit. Tuli leida muu lahendus.

Hakkasime otsima seadmeid, mis oleksid ühest küljest mõistliku hinnaga ja teisalt võimelised mingil moel andmeid “karbist” välja andma. Siit saime ka kohe esimese tagasilöögi. Saada oli seadmeid, mis olid küll mõistliku hinnaga, käivad pistikusse ja näitavad tarbimist ekraanil. Samas ei ole võimalik nendest mitte mingil moel andmeid kätte saada. Proovisime isegi ühe sellise lahti võtta, lootes sinna vahele ronida ja andmed “jõuga” välja võtta. Lõpuks olime sunnitud siiski alla andma.

Teist sorti seadmed maksid mitu tuhat eurot ning olid mõeldud pigem tööstuslikuks kasutamiseks. Need suutsid oma ekraanile kuvada kõiksugu infot, aga mingit head reaalajas andmete kättesaamist polnud ka neil. Ja hinda vaadates ei oleks selline seade mitte kunagi end ära tasunud.

Peale vaadates lihtne ülesanne muutus üha enam võimatuks missiooniks. Teema jäi tahaplaanile kuniks avastasime müüki tulnud Wattson nimelise seadme, mis oli võimeline andmeid välja andma, oli mõistliku hinnaga ja tundus igatpidi sobivat. Seade mõõtis tarbitud energiat ampertangidega ja eeldas, et kusagil on koht, kus on mõlemad faasid eraldatud (või kolm) - näiteks arvestite juures. Paraku pidime ka selles lahenduses pettuma, sest ei meie kontoris ega ka enamustes kodudes ei olnud võimalik sellist kohta leida, kuhu ampertangid külge panna.

Mõni aeg hiljem avastasime Current Cost nimelised seadmed. Need sobisid igasse kodusse, sest mõõtmine toimus arvesti küljes oleva tulukese vilkumise loendamisega. Nimelt on igal arvestil tuluke, mis vilgub 1kWh tarbimise jooksul kas 1000, 10000 või rohkemgi korda. Current Costi sai ühendada ka arvutiga ja COM pordist andmeid lugeda. Ideaalne. Kirjutasime tarkvara, mis seadmetest tarbimise andmed luges ja 6 sekundilise täpsusega meie serverisse saatis.

Niimoodi oli projekt nimega Wizener lõpuks hoo sisse saanud! Kogusime ja kuvasime graafikutel umbes 10 kodu ja meie kontori elektritarbimist. Hakkasime nägema ja aru saama, millal ja kuhu meie tarbitud elekter kaob.

Näiteks “avastasime” ühest kodust põrandakütte, mis oli aegade algusest kogu aeg sees olnud ja millest tegelikult suvisel ajal mitte mingisugust kasu polnud. Ja kuna andmed olid sedavõrd täpsed, siis proovisime graafikute järgi tuletada, mida kodudes eri aegadel tehti. Näiteks on võimalik aru saada, kui ahi käima pannakse. Ja kui teadsime, mis seade parasjagu elektrit tarbis, hakkasime mõtlema, mis toitu seal teha võidi, võttes arvesse, kui kaua ahi töös oli. Diskussiooni käigus tuli peaaegu õige vastus välja, aga eksisime vaid liha päritoluga.

Olime üsna lähedal sellele, mida olime soovinud. Reaalse ärilise väärtuse loomiseks soovisime juba enamat ja hakkasime vaatama suurtarbijate poole.

Kontakt Tallinna Sadama Energiaga (TSE)

Arendasime Wizeneri edasi ja lisasime sinna mitmeid põnevaid vidinaid, mis andsid hea ülevaate tarbimisest. Näiteks reaalajas hinnainfo - igal võimalikul hetkel oli võimalik teada, kui palju elektrit on kulunud ja kui palju see maksma on läinud.

Esitledes Wizeneri energiasektori inimestele, saime ühel hetkel kontakti TSE inimestega. Neile idee meeldis. Otsustasime teha pilootprojekti, mille käigus saaksid piiratud hulk TSE kliente näha Wizeneri kaudu oma tarbimis- ja hinnainfot.

Erinevalt nii mõnestki teisest võrguettevõttest kogus TSE arvestitest informatsiooni tunnipõhiselt, mida saime edukalt ära kasutada. Liidestasime ülimalt primitiivsel viisil Wizeneri ja TSE süsteemid - iga tund saatis TSE tarbimisandmete kogumise tarkvara spetsiaalselt selleks loodud meiliaadressile eelmise tunni raporti, mille Wizener enda baasi importis. Selline lahendus sai valitud eelkõige seepärast, et meili teel andmete saatmise funktsionaalsus oli juba TSE-s olemas, mida kasutati küll muul eesmärgil. Saime asja üsna kiirelt käima.

Samal ajal (suvi 2012) oli käimas elektrituru dereguleerimiseks ettevalmistumine. TSE vaatevinklist tähendas see kohustust saata Eleringi Andmelattu tunnipõhiselt tarbimisandmeid. Polnud paremat hetke meie koostöö tihendamiseks, kuna olime samal ajal juba lõpetamas Eleringi Andmelao projekti.

Sukeldume arvestite hingeellu

Andmete edastamine Andmelattu oli siiski ainult pool ülesandest. Suurem mure oli tarbimisandmete kvaliteetne ja töökindel kättesaamine arvestitest.

TSE kasutab kahte tüüpi arvesteid - vanemaid Elsteri ja uuemaid ADD arvesteid, mis toodetud Moldaavias. ADD arvestitega oli seis üsna hea, sest neil oli tootjapoolne korralik näitudelugemise tarkvara. Elsteri puhul oli custom-made kohapeal kirjutatud tarkvara, mille suurimaks nõrkuseks oli süsteemi ebastabiilsus. Näitude server jooksis tihti kokku, mis põhjustas andmete kadu.

Pakkusime lahendusena välja kirjutada töökindlam tarkvara, mis on liidestatud Wizeneriga ja mis omakorda on liidestatud Andmelaoga. TSE saaks nii andmed Andmelattu kui Wizeneri, mille kaudu pakkuda klientidele lisaväärtusena hinna- ja tarbimisinfot reaalajas. Võtsime arvesti ja muud vajalikud vidinad kaasa ning hakasime nende hingeelu uurima.

Uurimise ja programmeerimise käigus saime sõpradeks RS485-ga ning pähe kulusid OBIS koodid. Kui olime arvestitest andmete pärimise sisuliselt selgeks saanud, tuli hakata mõtlema, kuhu tarkvara hiljem installeeritakse. Oli variant, et kasutatakse sama lauaarvutit, milles siiani tarbimisandmete tarkvara jooksis. Aga samal ajal oli meil just kontoris üle paar Raspberryt ja kaalusime ka nende kasutamise varianti. Raspberry eeliseks oli selgelt tema väiksus, olematu voolutarbimine; ta on rikke korral lihtsasti väljavahetatav ja loomulikult ka see, et see nägi väga äge välja. Ainus asi, mis murelikuks tegi, oli Raspberry jõudlus. Tegime mõned katsed ja tundus, et jõudlusega ei tohiks probleeme olla.

Kuna Raspberry ressursid on üsna piiratud, siis tuli mõelda päris mitmetele nüanssidele - näiteks logid ei tohi kunagi ületada selleks ettenähtud ruumi, sest muidu on ühel hetkel kettaruum täis ja näitude küsimine häiritud.

Teiseks tuli hoolitseda selle eest, et paigaldamine tähendab ainult võrgu- ja toitekaablite ühendamist, s.t. näitude kogumise tarkvara peab automaatselt ja kindlasti käivituma. Probleemide korral peab ta suutma kohe kedagi teavitada. Selle eest hoolitseb Monit, kes süsteemi kogu aeg jälgib ja hälvete korral üritab midagi ette võtta, et olukorda parandada ning teavitab e-maili teel ka administraatoreid.

Kolmandaks tuli arvestada ka kõiksugu eriolukordadega. Näiteks, mis juhtub siis, kui internetiühendust ei ole mitu tundi. Selle konkreetse mure lahendamiseks salvestatakse kõik näidud algselt Raspberrys jooksvasse andmebaasi, kust neid siis jõudumööda Wizeneri edastatakse.

Kokkuvõtteks suudab üks Raspberry ilma probleemideta hankida näitusid paarikümnest alajaamast, kus asub kokku ca 500 arvestit.

Väga sarnane Raspberry hoolitseb ka uuemate arvestite andmete saatmise eest Wizeneri. Erinevus seisneb ainult selles, et näitude info võetakse otse arvestist küsimise asemel andmebaasist.

Wizener raspberry

Andmetest saab info

Täna on TSE klientidel võimalik Wizeneri abil saada graafiline ülevaade oma elektritarbimisest. Andmed uuenevad sisuliselt reaalaajas ja on maksimaalselt ühe tunni vanused. Suuremaid ja erisoovidega kliente silmas pidades on Wizenerist võimalik saada ka csv formaadis raporteid, näiteks teavitamaks börsi oma järgmise päeva elektrivajadusest.

Wizener graphs

TSE administraatoritele on Wizeneris klientide haldamise kasutajaliides Saab uut klienti luua, muuta, kustutada; määrata elektripaketti, arvesteid ning anda andmetele ligipääsu. Lisaks sellele saab perioodi lõpus alla laadida raporti, mis on aluseks arvete koostamisel. Raport sisaldab kliendipõhiselt grupeeritud tunniandmeid, kuhu on lisatud iga tunni hind. Eriti oluline on see börsipaketiga elektrit ostvate klientide puhul.

Wizener admin

Osade klientide jaoks on TSE vaid elektrimüüja ja võrguteenust pakub keegi teine. Sellisel juhul toimib Wizener teistpidi ning toob Eleringi Andmelaost andmed enda baasi ning ka selliste klientide info kajastub kuuraportites ja aitab neile arveid koostada.

Targad teavitused

Wizener monitoorib mitmeid sündmusi ning raporteerib jooksvalt vajalikke osapooli.

TSE administraatoritele ja meie inimestele saadetakse teavitused, kui mõnest arvestist ei ole teatud aja jooksul andmeid kätte saadud. See annab võimaluse võimalikult kiirelt reageerida võimalike rikete puhul ja vältida võimalikke andmekadusid. Teisalt hoitakse Wizeneriga arenduse/haldusega tegelevaid inimesi kursis uute kasutajate lisandumisest, arvestite lisandumisest ja muudest sündmustest. Lisaks ka Andmelattu andmete saatmise/toomise probleemidest või ka börsihindade laadimise muredest. Codebornes Wizenerile eraldi rakendusadministraatorit ei ole ehk lahendus peab ise hakkama saama või teada andma, kui enam ei saa. Sisuliselt teavitab ta kõigest, mis vajaks kiiret reageerimist.

Sama nutikas ja isemajandavad on ka andmete kogumise/saatmise Raspberry’d. Voolu kadumisel läheb kogu süsteem ise uuesti tööle. Kui mingil põhjusel peaks tarkvara crashima (aegajalt lõpetab raspberrydes olev JVM oma töö arusaamatutel põhjustel), siis saadetakse administraatoritele selle kohta teade ning tehakse tarkvarale automaatne restart.

Tulemus

Tiheda koostöö tulemusena kasutavad TSE kliendid juba täna kogu maailmas väga innovatiivset lahendust targaks elektritarbimise juhtimiseks, mis aitab muuhulgas ka ennustada homset tarbimist, mida suurtarbijad peavad börsile edastama.

Edasi?

Elektri kui energiakandja tähtsus ainult suureneb ajas, olgu selleks majanduslikud, ökoloogilised või julgeolekulised tegurid. Elektri tark ja kaalutletud tarbmimine on käivitanud paljusid suuri riiklikke ja riigiüleseid initsiatiive. Oleme omalt poolt sellel suunal esimesed reaalsed sammud astunud ning mõtleme aktiivselt edasi, kuidas kättesaadud real time andmetest ära kasutada ja ärilist väärtust luua. Ja meile meeldib sügavale asjade sisse minna: vahet pole, mis tehnoloogiaga on tegemist!

Vaata ka wizener.com