СОСТАВ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОММЕРЧЕСКОГО УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Шарков Н.В.¹, Руди Д.Ю.¹, Халитов Н.А.¹, Нурахмет Е.Е.¹, Руденок А. И.¹, Нифонтова Л.С.¹, Бубенчиков А.А.²

¹Магистрант, ²Кандидат технических наук, Омский государственный технический университет

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ №16-08-00243 а

СОСТАВ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОММЕРЧЕСКОГО УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Аннотация

В статье рассматривается состав современных автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии, ее главные составляющие, приведена к рассмотрению трехуровневая архитектура современной АСКУЭ, рассмотрены современные автоматизированные системы контроля учета электроэнергии и произошедшие изменения на рынке систем АСКУЭ, приведен пример полудуплексных каналов передачи информации по электросетям 0,4 кВ (PLC технология), а также рассмотрен вопрос о проблеме передачи информации в системах АСКУЭ.

Ключевые слова: автоматизированная система учета, контроль энергоресурсов, PLC-технология.

Sharkov N.V.¹, Rudi D.Yu.¹, Khalitov N.A.¹, Nurakhmet Y.Y.¹, Rudenok A.I.¹, Nifontova L.S.¹, Bubenchikov A.A.²

¹Undergraduate student, ²PhD in Engineering, Omsk State Technical University

COMPOSITION OF THE AUTOMATED SYSTEM COMMERCIAL ELECTRICITY METERING

Abstract

The article deals with the composition of the modern automated commercial electricity metering system, its main components, refer to the consideration of three-tier architecture of modern metering, considered modern automated electricity metering control system and the changes in the market of ASCME systems is an example of half-duplex transmission channels for the electricity grid of 0.4 kV information (PLC technology), as well as address the issue of information transfer problem in ASCME systems.

Keywords: automated system of control, control of energy supply, PLC- technology.

Ключевым элементом в развитии экономики любого государства и жизненно необходимым фактором существования человечества в современном мире является электрическая энергия. Все инфраструктуры считаются потребителями электрической энергии, поэтому необходимо своевременное и качественное снабжение ею всех отраслей. Внедрение автоматизированной системы контроля и учёта электрической энергии на промышленных предприятиях обеспечит регулирование режимов энергопотребления и энергосбережения [1-2].

Автоматизированная система контроля и учета электрической энергии (АСКУЭ) - это совокупность программных и технических средств, специализированных для автоматического учета электроэнергии и автоматического управления процессом электропитания. Внедрение данной системы разрешает получить верную информацию о расходах потребляемой электрической энергии и мощности.

Основополагающим принципом работы и предназначением системы контроля учета электроэнергии является сбор информации потребителей электрической энергии по напряжению и мощности для обработки полученной информации и создания отчета.

В сегодняшнее время в современных АСКУЭ применяется трехступенчатая архитектура современной АСКУЭ [1-2].

Верхняя ступень: приборами этой степени являются счетчики (электронные или индукционные), которые находятся у потребителя [2].

Промежуточная ступень: эта ступень связывающая системы, на линии которого помещены различного типа контроллеры, обеспечивающие передачу информации [2].

Нижняя ступень: на данной ступени собирается, обрабатывается, анализируется, и храниться вся информация системы контроля учета [2].

В составе современных систем учета входят определенные устройства, такие как [3]:

- устройства сбора информации;

- устройства передачи информации;

- блоки управления нагрузками;

- ограничители мощности потребления.

Электросчетчик является важнейшим элементом учета электрической энергии, измеряющий потребляемый ток и напряжение сети для сохранения и вычисления данных о количестве потребленной электроэнергии.

Российский рынок систем АСКУЭ на сегодняшний день может предложить большое количество типов автоматизированных систем коммерческого учета ресурсов, комплексов технических средств и устройств сбора данных. Самыми распространёнными комплексами являются [5]:

1. АСКУЭ ''ТСУ Пчела'' – ключевыми превосходствами этой системы считаются - повышенная надежность и низкая стоимость; большой спектр температур работы (от -40°С до +70°С); расширенный диапазон электропитания от сетей напряжением (130 ... 260) В или же (80... 120) В и частотой (50±1) Гц; удобная проверка.
2. АСКУЭ ''МСР-Энерго'' – главными ключевыми качествами являются: предоставление данных для коммерческого учета выполняется именно с первого уровня системы; повышенная надежность за счет защиты информации; открытая архитектура системы с потенциалом наращивания функций; работа на всех видах каналов связи; помощь распределенной структуры управления; гибкость и приспособленность.
3. Промышленная АСКУЭ ''ИСТОК'' – позволяет видеть действительную картину рассредоточения энергетической мощности в согласовании с организационно-технической и организационно- производственной структурой предприятия; видеть объективный и качественный анализ энергопотребления предприятия при всевозможных режимах и критериях работы; предоставляет подобающий контроль и учет вплоть до каждого определенного потребителя; гарантирует объективный расчет удельных норм расхода энергоресурсов на единицу продукции.

Так же существует много других систем промышленного учета энергоресурсов например: ПТК ''СПРУТ'', КТС ''Энергомера'', ПТК ''УИС'', ПТК ''Мир'' и другие.

При всем этом на рынке случились основательные высококачественные сдвиги. Сейчас не менее чем в сорока АО-энерго РФ системы АСКУЭ находятся в промышленном использовании и имеют статус коммерческих систем. В случае прошлых лет вся собираемая АСКУЭ информация применялась как справочные и как данные для технического учета, то в эксплуатируемых коммерческих системах она задействуется для финансовых расчетов на ФОРЭМ и расчетов с потребителями. Значимо возросло техническое обеспечение и квалификация работников МЭС, АО-энерго, энергосбытов, электрических станций и электрических сетей, обслуживаемых комплексами программно-технических средств АСКУЭ.  В данный момент буквально везде созданы надлежащие группы специалистов [5].

Для обмена информацией с пунктами диспетчеризации счетчики электроэнергии, применяемые для АСКУЭ, имеют интерфейсные линии связи. Разработаны ряд систем сбора данных с применением различных типов интерфейсов и протоколов связи [1]:

1. Проводные RS485/RS422, RS232 CAN, ETHERNET, BLUETOOTH;
2. Беспроводные GSM, GPRS, CDMA радио удлинители, работающие на частотах 433мГц и выше до 2,4Ггц.

Одной из главной составляющей проблемы в работе современного поколения систем АСКУЭ является изношенность электросетей 0,4 кВ, которые в большом количестве изобилуют ''скрутками'', старыми трансформаторами и др. Это все приводит к неправильности показаний датчиков системы. В настоящее время российским компаниям производителям уже удается справляться с этой проблемой. Разработан большой ряд серьезных программных комплексов выполняющие данные задачи с поддержкой радио- и GSM-каналов и оптоволокна с применением обыкновенной сети 0,4 кВ.

Плюсом подобной системы состоит в сверхтехнологичных каналах связи. Подобная АСКУЭ проводит сигнал прямо по электросети, с внедрением полудуплексных каналов передачи данных по электросетям 0,4 кВ (PLC технология). Данной технологии не страшны ни ''скрутки'' или внедрения в сетях всевозможных материалов и в том числе и в данных случаях сигнал протекает без искажений. На нынешнее время аналогов в предоставленной системе не существует, это доказано исследованиями во многих регионах страны.

В системе учтен двухсторонний PLC-модемный канал передачи данных. Данный канал выделяет вероятность прямого дистанционного доступа к устройствам учета и контроллерам, так же позволяет быстро менять тарификацию и дистанционно отключать потребителя за неуплату. Вероятность хранения данных именно на приборах учета, что исключает потерю информации при сбоях головного сервера дает значительное преимущество такому варианту АСКУЭ. Внедрение такой системы разрешает не только видеть счетчик каждого потребителя, а еще проводить полное тестирование энергопотребления.

Контроль за потреблением электрической энергии выполняется по самой распределительной силовой сети 0,4 кВ, так как использование технологии PLC наиболее отвечают понижению себестоимости точки автоматизированного учёта в нужде особых каналах связи с отдельно взятым электрическим счетчиком.

АСКУЭ технологии PLC позволяет решать задачи [1]:

- отдаленное получение в автоматическом или ручном режимах от каждого узла учёта об отпущенной или потребленной электроэнергии;

- контроль характеристик электрической сети с обнаружением и регистрацией отклонений сетевого напряжения и характеристик электрической сети от заданных норм;

- тест технического состояния или отказов устройств системы;

- подготовка информации об потреблении электрической энергии;

- вывод отчётов в биллинговые системы.

Непосредственными пользователями средств таких информационных сетей могут стать РАО «ЕЭС России», ОАО «Энергобаланс», ОАО «МРСК Сибири», ОАО «МОЭСК» и многие другие снабжающие компании. Это система дает допуск к информации ответственным специалистам мэрии, управы и префектуры.

Предоставленная АСКУЭ, непосредственно не изменяя технологической особенности, коммуникаций, не снижая размера энергопотребления, практически сразу собирает информацию об энергопотреблении, обеспечивая руководство мощным инструментом контроля энергопотребления и управления энергоснабжением.

На данный момент имеется острая потребность в недорогой, функциональной, простой в обслуживании и надёжной системе АСКУЭ. Задача в разработке этих систем АСКУЭ осложняется 2-мя причинами – большим числом узлов учёта всех подключенных потребителей и рассредоточением их на значительной территории, что затрудняет доступ к ним через классические каналы передачи информации на подобии как витая пара и интерфейс RS485 [4].

Этим образом, всевозможные системы АСКУЭ, содержат в себе подсистемы прогнозирования и поддержки принятия решений, она обязана увеличить эффективное управление производством, транспортировать и потреблять электрическую энергию за счет разбора и прогнозирования потребления электрической энергии с достаточно высочайшей точностью благодаря автоматической адаптации к разным режимам и графикам производства и потребления электрической энергии.

Литература

1. Система АСКУЭ PLC в бытовом секторе [Электронный ресурс] URL: http://www.kemaskue.narod.ru/bit.html (дата обращения 27.02.2016).
2. Волков В.М., Смолко Ю.Н., Чертов Е.Д. Система коммерческого учета электроэнергии. - Воронеж: Изд-во ВГТУ. – 2010. - №9. – С. 159-161.
3. Староверов Б.А., Гнатюк Б.А. Повышение эффективности системы автоматизированного коммерческого учета электроэнергии за счет введения функций прогнозирования. – Иваново: Изд-во ИГЭУ им. В.И. Ленина. – 2013 . - №6. – С. 26-29.
4. Саркисов С.А. Анализ основных особенностей сбора периодических типов данных в современных АСКУЭ // Наука, техника и образование. – Иваново: Изд-во Олимп. – 2015 .- №11 (17). – С. 46-49.
5. Автоматизированные системы контроля и учета энергоносителей (АСКУЭ) на промышленных предприятиях [Электронный ресурс] URL: http://edulib.pgta.ru/els/as_ucheta_energonositeley.pdf (дата обращения 15.03.2016).

References

1. The system ASCME PLC is in a domestic sector [Jelektronnyj resurs] URL: http://www.kemaskue.narod.ru/bit.html (data obrashhenija 27.02.2016).
2. Volkov V.M., Smolko Y.N., Cheryov E.D. System of commercial account of electric power. - Voronezh: VSTU. – 2010. - №9. – S. 159-161.
3. Staroverov B.A., Gnatyuk B.A. Improving the efficiency of the automated system of commercial accounting of electric power due to the introduction of forecasting functions. – Ivanovo: ISEU named after V.I. Lenin. – 2013 . - №6. – S. 26-29.
4. Sarkisov S.A. Analysis of the main features of collecting periodic data types in modern ASCME // Science, technology and education. – Ivanovo: Olympus. – 2015 .- №11 (17). – S. 46-49.
5. Automated control systems and metering of energy (ASKME) in industrial enterprises [Jelektronnyj resurs] URL: http://edulib.pgta.ru/els/as_ucheta_energonositeley.pdf (data obrashhenija 15.03.2016).