Come funziona la telelettura di uno smart meter?

Sostenibilità e digitalizzazione. Sono due concetti che ormai permeano ogni aspetto delle nostre vite, dai piccoli ai massimi sistemi, dagli utenti finali alle aziende produttrici. Le necessità sociali e ambientali degli ultimi anni spingono per l’adozione di provvedimenti che vadano verso questa direzione e le Utilities non fanno eccezione. In Italia, a partire dal 1998, il settore elettrico è stato il primo a vivere la rivoluzione dello smart metering e il primo rollout con i contatori intelligenti di prima generazione. Nel 2008, è toccato al gas e, dal 2021, anche le aziende idriche hanno propiziato l’avvio di progetti di smart metering. Tuttavia, non è sempre chiaro a tutti cosa sia lo smart metering e, nello specifico, come uno smart meter e la sua telelettura funzionino. 

Cos’è uno smart meter?

Un meter, in generale, è qualunque strumento abbia la capacità di misurare la quantità di una sostanza. Un termometro, ad esempio, misura l’espansione del volume di mercurio, da cui viene determinata la temperatura. Nelle Utilities, quindi, un contatore misura la quantità di gas, acqua o energia elettrica erogata e consumata da un utente finale. Uno smart meter, invece, oltre ad avere la prima basilare caratteristica della capacità di misurazione, possiede un modulo di comunicazione che permette alle aziende distributrici di interagire con esso in maniera bidirezionale e da remoto. Ciò differenzia in maniera sostanziale un meter tradizionale da uno intelligente e consente molteplici operazioni che con il primo non sono possibili, abilitando funzionalità digitali e sostenibili prima inaccessibili. Il modulo di comunicazione che permette al meter di comunicare può essere esterno (come ad esempio un add-on, un plug-in, ecc.) e permette di rendere smart un dispositivo tradizionale. In alternativa, i contatori possono avere già il modulo di comunicazione all’interno, integrato nativamente in fase di costruzione. In questo caso, si parla di smart meter puri.

Un dispositivo smart concede l’enorme vantaggio di recuperare le informazioni di misura più velocemente e più frequentemente, con un dettaglio di informazioni sempre maggiore (si arriva fino a ogni quarto d’ora). Il trasferimento di tali informazioni avviene verso un centro di raccolta dati, chiamato Sistema di Acquisizione Centrale (SAC).

Come funziona la comunicazione tra smart meter e SAC?

La comunicazione tra i contatori intelligenti e il Sistema di Acquisizione Centrale può avvenire in diversi modi, come abbiamo spiegato approfonditamente anche qui. La comunicazione diretta, detta anche sincrona, consiste in un ponte diretto tra meter e SAC, senza dispositivi intermediari; quella indiretta, o asincrona, invece, comprende tutte le casistiche in cui il meter e il SAC comunicano attraverso un terzo dispositivo, il concentratore.

Nel caso della comunicazione diretta, se consideriamo smart meter alimentati a batteria come quelli gas o acqua, essa viene tipicamente avviata dal misuratore: lo smart meter, infatti, seguendo uno schema di configurazione stabilità dal distributore che lo gestisce, si attiva ed effettua una chiamata, inviando al SAC un pacchetto di dati preparato in precedenza, contenente letture, segnalazioni o dati di diagnostica. Il Sistema Centrale, dal canto suo, in caso di mancanza di informazioni necessarie, può chiederle allo smart meter entro una certa finestra temporale, variabile a seconda delle informazioni richieste oppure della tecnologia su cui il contatore intelligente si basa.

In caso di comunicazione indiretta, lo smart meter comunica con il SAC attraverso un apparato intermedio (concentratore o gateway): il meter si attiva e chiama, mandando le informazioni impacchettate al concentratore, questo a sua volta, impacchetta le informazioni che arrivano da più meter e le invia al SAC. Il Sistema Centrale, quindi, capisce che la comunicazione arriva dal concentratore e, di conseguenza, da moltissimi meter. Il procedimento successivo, quindi, è lo spacchettamento e la divisione delle comunicazioni per singolo meter. La comunicazione con lo smart meter, tuttavia, è possibile anche nell’altra direzione. Concentratore e SAC possono comunicare con cadenza fissa (fino ad un intervallo di un’ora), secondo parametri impostabili sempre dal Distributore. In questo caso, se il SAC deve richiedere altre informazioni necessarie non ricevute, manda le richieste al concentratore, che a sua volta memorizza la richiesta e la conserva. Nel momento in cui il contatore si risveglia e manda una nuova comunicazione al concentratore, quest’ultimo si accorge che lo smart meter è attivo e invia la richiesta pendente in memoria (come ad esempio un comando). Il contatore, infatti, rimarrà attivo per tutto il tempo necessario per ricevere informazioni dal concentratore (tempo di time-out). 

Il Network Manager

Nel caso della comunicazione asincrona, la presenza dei concentratori presuppone anche l’impiego di un network manager. I concentratori, infatti, ascoltano tutti i messaggi inviati dai meter nell’etere, e necessitano di una gestione ordinata affinché più concentratori non riportino i dati dello stesso contatore. Per definire una rete ben organizzata, è essenziale, quindi, l’impiego del network manager, che indirizza le informazioni provenienti dal meter verso il SAC, interagendo con i concentratori e indicando agli stessi quali misuratori devono captare (arruolamento). In tal modo, ogni meter verrà ascoltato soltanto una volta da un solo concentratore, evitando che i dati vengano replicati.

La fatturazione

Una volta che i dati di misura e diagnostica sono giunti al Sistema di Acquisizione Centrale, questo li spacchetta, li interpreta e li invia al Meter Data Management (MDM). Il MDM raccoglie tutte le informazioni, le organizza e vi applica delle logiche tali da renderli fruibili a chi deve gestire i contatori e la telelettura. Ad esempio, mette insieme dati di diagnostica con quelli di misura per capire se sono validi o se sono non attendibili a seguito di errori, magari perché lo smart meter non funziona correttamente, effettuando, di fatto, un primo processo di validazione dei dati. Successivamente, in base alle regole normative di fatturazione e applicando un algoritmo configurato seguendo le esigenze del distributore, le letture vengono consegnate ad un software gestionale. Il gestionale, a questo punto, esamina tutti i dati ricevuti e ne verifica la plausibilità. Per ‘plausibilità’, si intende la coerenza del dato ricevuto rispetto al consumo che ci si aspettava sulla specifica utenza. La differenza tra le verifiche del MDM e del gestionale, infatti, consiste nel fatto che il gestionale considera i dati di un contatore e verifica che quel consumo sia coerente rispetto ai consumi che si aspettava per quell’utenza. Se i dati sono coerenti, verranno processati e inviati al processo di fatturazione e bollettazione. In caso contrario, invece, dovranno essere stimati: il gestionale considererà lo storico dei consumi di quell’utenza per quel periodo e farà una stima di quanto consumato, scartando la lettura non plausibile. Le letture reali o stimate, inoltre, al netto della loro plausibilità, devono essere anche inviate all’Autorità competente.