نوقشت رسالة الماجستير الموسومة:
“إدارة فعالة للطاقة على أساس منصة إنترنت الأشياء المقترحة للعدادات الكهربائية الذكية”
التي اعدتها طالبة الماجستير مها يوسف حسن في قسم الهندسة الكهربائية – كلية الهندسة / جامعة بغداد كجزء من متطلبات نيل درجة الماجستير في الهندسة الكهربائية وبإشراف الاستاذ المساعد الدكتور ضياء جاسم كاظم يوم الاحد المصادف 13/2/2022.تكونت لجنة المناقشة لهذه الاطروحة من الاستاذ الدكتور فراس محمد طعيمة رئيساُ وعضوية الاستاذ الدكتور ولاء محمد حسن خلف والاستاذ المساعد الدكتورة منى هادي صالح.
خلاصة اطروحة الطالب كما يلي:
يركز هذا البحث على توفير تقنية مناسبة لضمان بيئة ذكية وآمنة لأنظمة فواتير الطاقة الكهربائية. من خلال استخدام مثل هذه التقنية ، يمكن إنشاء اتصال آمن وخاص بين مزودي الطاقة الكهربائية والمستهلكين. دفعت قضايا استهلاك الطاقة الكهربائية مثل الاستخدام المفرط و تجاوز جهاز قياس الطاقة الكهربائية الكلاسيكي البحث نحو البحث عن حلول جديدة لاكتشاف مثل هذه المشكلات ومعالجتها.
في هذا العمل ، تم اقتراح نظام متكامل لإنترنت الأشياء – عداد ذكي كهربائي (2IOT – ESM) للتنبؤ باستهلاك الطاقة الكهربائية ( (Kwh)) مثل المشاكل المذكورة أعلاه ، وأيضًا ليكون بمثابة نظام فعال لإدارة الطاقة. يتكون نظام (2IOT – ESM) المقترح من أجزاء الأجهزة والبرامج التي عند دمجها معًا ، باستخدام منصة إنترنت الأشياء المناسبة ، يمكنها تلبية متطلبات نظام فواتير الطاقة الناجح مع ميزات ذكية محددة.
يتكون النظام المقترح من ثلاث تقنيات متقدمة تعمل معًا. التقنية الأولى هي تقنية القياس الكهربائي الذكي (ESM) مع متحكم Arduino Mega المدمج المستخدم لتسجيل كمية استهلاك الطاقة الكهربائية ( (Kwh)) التي يستهلكها المستهلك في الوقت الفعلي وتكلفة الطاقة المقابلة لها. بعد ذلك ، يتم نقل البيانات المسجلة ، مع التفاصيل المحددة ، إلى منصة إنترنت الأشياء من خلال وحدة Wi-Fi مضمنة تضمن نقلًا عاليًا وفعالًا للبيانات كمدخل للتقنية الثانية. يتم تمثيل التقنية الثانية بواسطة سحابة Google firebase حيث يتم تخزين البيانات وتكون جاهزة للمعالجة بواسطة أداة تحليلية مناسبة يدعمها مركز المرافق. ثم تقوم أداة مركز المرافق الخاصة بإدارة استهلاك الطاقة (EECM) بإجراء تحليل لكل بيانات طاقة المستهلك وتقرير مشكلات استخدام الكهرباء المرتبطة وفقًا لذلك.
تتضمن الأداة التحليلية أيضًا إصدار فاتورة لكل مستهلك يمكن إرسالها بعد ذلك من خلال تقنية ثالثة يدعمها مركز خدمة عملاء المرافق. تتمثل التقنية الثالثة في تطبيق القياس الكهربائي الذكي التفاعلي (ESM-app) الذي يمكّن مركز خدمة العملاء التابع للمرافق من التواصل بكفاءة مع العملاء وإبلاغهم بفاتورة الطاقة الخاصة بهم عن طريق إرسال رسالة نصية سريعة. يتم إرسال كل رسالة بشكل خاص إلى المستهلكين بشكل فردي مع معلومات حول مقدار استخدام الكهرباء ، وسعر الوحدة بالكيلووات ساعة ، وفاتورة التكلفة المقابلة.
اعتمدت إدارة كفاءة استهلاك الطاقة (EECM) ثلاثة مناهج من أجل العمل بذكاء باستخدام طريقة التعلم الآلي (ML) التي يشارك فيها الذكاء الاصطناعي (AI) بمساعدة الشبكة العصبية (N.N) لتحسينها. الأساليب المستخدمة لحساب استهلاك ( (Kwh)) هي الطريقة التقليدية ، نهج التحقق ، والنهج الفعال. يتم اختبار هذه الأساليب والتحقق منها باستخدام البيانات المقاسة الفعلية والمقدرة وعبر الإنترنت على الفور لمعالجة قياسات الطاقة المستلمة وإيجاد استهلاك فعال للطاقة. علاوة على ذلك ، يمكن للعملية اكتشاف أي مشكلة يسببها المستهلك يدويًا فيما يتعلق بتجاوز استهلاك الطاقة المخصص أو تجاوز جهاز قياس الطاقة. يتم بعد ذلك جدولة قائمة بالبيانات التفصيلية لتشكيل قاعدة بيانات مفيدة وغنية بالمعلومات لتعلم بيانات الطاقة في مركز مزود الخدمة.
أخيرًا ، أظهرت النتائج التجريبية أن هذا البحث قدم مساهمة علمية قيمة في الكشف عن حالات إساءة استخدام الطاقة, والاستهلاك العالي للطاقة ، ومشاكل سرقة الطاقة داخل شبكة إمداد الطاقة الكهربائية. أظهرت النتائج أيضًا أنه يمكن تحقيق الحل الأمثل الذي يضمن استهلاكًا معتدلًا للطاقة والذي يمكن أن يحافظ على متانة إمدادات الطاقة الكهربائية للمستهلكين.
