Автоматизированная система технологического управления энергосистемами (АСТУЭ). Как расшифровывается АСТУЭ, в принцип работы.

АСТУЭ – автоматизированная система технического учета энергоресурсов

АСТУЭ — что это такое, требования предъявляемые к структуре системы

АСКУЭ — автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии. Она была создана экспертами для облегчения рабочего процесса. Если человек только столкнулся с этой отраслью, то для восприятия и понимания смысла все данные лучше рассматривать на примере многоквартирного дома. Правильный монтаж АСКУЭ открывает перед специалистами возможность дистанционного снятия показаний электросчётчиков с каждой квартиры. Данные поступают к месту назначения через специальные линии, которые надёжно защищены кодировкой. Обработкой информации занимается специальный сервер.

Умелое использование АСКУЭ
Умелое использование АСКУЭ позволяет в сжатые сроки принимать важные решения об изменении режима работы установленного электрооборудования, отслеживать текущий баланс, а также осуществлять оперативные расчёты потребления энергии. Сами специалисты утверждают, что установка такой системы будет полезна и на тех объектах, где многочисленные точки потребления тока разбросаны по разным местам, но объединены в одну сеть. Ярким примером являются гаражные кооперативы, многоквартирные дома, а также различные загородные посёлки.

Кроме бытовой отрасли, без АСКУЭ невозможно представить крупные транспортные и промышленные предприятия, железные дороги и порты, аэропорты и перегрузочные терминалы. Если специалиста интересует только фиксация показаний, то именно автоматизированная система учёта электроэнергии предоставляет отличную возможность в обозначенный срок собирать актуальные данные со всех установленных счётчиков по отдельности. Благодаря этому исключаются ошибки ручного переписывания показаний, а также не нужно проводить набор дополнительного штата сотрудников, которые будут заниматься обработкой информации.

  1. Структура системы АСТУЭ иерархическая включает в свой состав

    Проектируемое полевое оборудование: счетчики электроэнергии, установленные в ячейках рабочих агрегатов и машин, трансформаторов собственных нужд, КТПН предназначенных для нужд технологических установок, а также на вводах распределительных устройств. Счетчики предназначены для сбора информации активной и реактивной мощности в сетях переменного тока.

  2. Датчики давления и расхода, блоки питания.
  3. Проектируемый шкаф АСТУЭ с оборудованием для контроля и для сбора информации и передачи данных.
  4. Необходимое оборудование для передачи информации по существующим каналам связи.

В состав системы АСТУЭ должна входить математическая модель расчета производительности, КПД и удельных затрат оборудования.

Производительность.

  • возможность вывода данных в систему телемеханики;
  • контроль за режимными параметрами электроснабжения от приборов учета электроэнергии;
  • обеспечение сбора данных со всех приборов электрического учета, установленных в высоковольтных распределительных устройствах;
  • обеспечение передачи данных по всем каналам связи;
  • должна иметь связь с другими системами управления на контроллерах и приборами.

Надежность.

  • ведение круглосуточного сбора, формирования, обработки и архивирования данных;
  • система не должна выполнять самопроизвольные действия по включению или выключению рабочих машин или переходить на резервное питание;
  • иметь программное обеспечение с защитой от неквалифицированного и непрофессионального вмешательства обслуживающего персонала, способным привести к неправильным изменениям технологического режима;
  • обеспечение работоспособности при потере электропитания в течение 30 мин.

Схема подключения счетчиков системы АСТУЭ в ячейках (фидерах) на трансформаторной подстанции 35/10 кВ.

Схема подключения счетчиков системы АСТУЭ в ячейках (фидерах) на трансформаторной подстанции 35/10 кВ

В функции системы входит:

  • отображение реального состояния связи со всеми контролируемыми объектами;
  • сравнение параметров и расчетных характеристик различного числа однотипных объектов;
  • реализация системы по архитектуре «клиент-сервер» с защитой от сбоев по питанию
  • обеспечить доступ по WEB-интерфейс;
  • должна быть совместима со стандартными операционными системами и гибко интегрирована с существующим программным обеспечением;
  • должна максимально задействовать возможности телемеханики;
  • обеспечить надежную работу с плановыми остановками на техническое обслуживание не чаще 2-х раз за год;
  • обеспечить информационную безопасность хранимых материалов.

Структура

Структура построения АСТУЭ определяется отраслевой многоуровневой архитектурой системы технологического управления, которая учитывает территориальную распределённость сети информационного взаимодействия и физическую удаленность объектов, находящихся в управленческом подчинении.

Типовой программно-технический комплекс энергетического диспетчерского центра (ПТК ЭДЦ) представляет собой интегрированную аппаратно-программную платформу, состоящую из:

  • аппаратной группы отказоустойчивых серверных компонент,
  • совместимых с ней операционных систем и управленческих прикладных программ,
  • автоматизированных рабочих мест (АРМ) диспетчеров,
  • системы отображения оперативной технологической информации (СОИ),
  • cистемы единого времени (СЕВ).

Дополнительно, по заданию Заказчика, ПТК ЭДЦ может быть дополнен системой записи диспетчерских переговоров (СЗДП).

Аппаратная группа серверов представляет собой отказоустойчивый кластер, состоящей из группы хостов (физических серверов), связанных между собой сетью, и имеющий доступ к общему хранилищу данных. Отказоустойчивый кластер обеспечивает высокую надежность работы серверных компонент комплекса выполняющих функции управления, хранения и передачи данных. Построение отказоустойчивого кластера возможно, как на отдельных физических серверах, так и с применением технологий облачных и виртуальных архитектур систем обработки и хранения данных.

В качествеприкладной управленческой программыпредлагается использовать информационно-технический программный комплексСК-11 (ООО «Монитор Электрик»), который представляет из себя оперативно изменяемый набор программных приложений для создания автоматизированных систем оперативно-диспетчерского, технологического и ситуационного управления объектами электроэнергетики.

Чтобы изучить структурную схему АСКУЭ, нужно мысленно разделить её на три общих блока. Это наиболее распространённая, общепринятая компоновка, которая составляет базовую часть всей системы. Блок под номером один включает в себя мощные агрегаты для учёта энергии, представленные индукционными или же электронными электросчётчиками. Такие приборы устанавливаются исключительно у потребителя. Если же был вмонтирован инновационный счётчик, то сбор необходимой информации будет осуществляться через встроенный порт связи.

Отдельно стоит учесть, что на сегодняшний день основной процент приборов комплектуется на заводе мощным интерфейсом для включения в АСКУЭ. Если используется счётчик старого образца — индукционный, то специалисты дополнительно оснащают его считывающим устройством, за счёт этого происходит передача данных.

Структурная схема АСКУЭ,

Второй блок выполняет все функции связи. Те показания, которые были удачно собраны ещё на первом этапе, должны быть переданы и надёжно защищены от взлома мошенниками. Реализовать эту идею можно несколькими способами:

  • Через обычные телефонные линии связи.
  • Передача по Всемирной паутине.
  • Мобильная связь разных стандартов (3G, GPRS, Wi-Fi).
  • Совокупность всех существующих способов для гарантированной безотказной работы системы.

Третий блок сочетает в себе специализированные средства компьютерной обработки полученных данных. На этом этапе вся собранная информация обрабатывается и анализируется. С технической стороны третий блок обязательно состоит из мощного сервера или же компьютера с актуальным программным обеспечением. Благодаря этому эксперты могут максимально правильно настроить все узлы системы.

Принцип работы

Фиксация показаний счетчиков происходит в системе синхронно, через определенные программой промежутки времени. Данные учета каждого временного среза через устройства связи поступают на сервер, где осуществляется их хранение в определенном формате. В АСТУЭ используются интеллектуальные счетчики, оснащенные блоками памяти и интерфейсами для передачи данных. Некоторые типы счетчиков имеют встроенные модемы и могут самостоятельно, в заданное время осуществлять передачу показаний на сервер, используя телефонную линию, GSM сеть или радиоканал. Для успешного функционирования, все интеллектуальные компоненты системы должны быть синхронизированы по времени.

Внутренний учет электроэнергии на предприятии

Автоматизированная система технического учета электроэнергии позволяет осуществить:

  • мониторинг электропотребления отдельных структурных групп производства в режиме реального времени;
  • анализ структуры потребления электроэнергии по подразделениям, выявление нерационального расходования энергоресурсов;
  • использование полученных из АСТУЭ данных для выработки энергосберегающей политики.

Разновидности АСКУЭ

Так как цены на электроэнергию постоянно растут, специалисты стараются своевременно разрабатывать новые меры эффективного учёта. За счёт этого область применения универсальных автоматизированных систем управления постоянно расширяется. Внедрение новых технологий помогает эффективно и непрерывно контролировать и оптимизировать количество затрат. Статистические данные показали, что системы автоматизированного учёта применяются в следующих отраслях:

  • Разновидности АСКУЭ
    В жилых секторах, частной и коммерческой недвижимости.
  • Системы коллективного учёта, которые позволяют обслуживать до 50 абонентов.
  • Потребительские отрасли.
  • Крупные системы, где обслуживается до 1 тысячи человек.
  • В загородных домах и на дачах, а также в садовых товариществах.

Основная часть информационно-измерительных систем базируется на вычислительном комплексе, установленном в отдельных секторах учёта, а также обработке разной информации на подстанциях, в нефтегазовых организациях, электростанциях, а также на крупных производственных и промышленных предприятиях.

Сравнение АСТУЭ и АСКУЭ:

 
  
АСТУЭАСКУЭ
Цель создания системыЭкономия энергоресурсовОрганизация системы взаиморасчётов между поставщиком и потребителем энергоресурсов
Основная функция системыУчет потребления внутри предприятияУчет общей генерации и потребления
Требования к системеПредъявляются ЗаказчикомЖесткие требования к: архитектуре, оборудованию, точности измерений, каналам связи.

Применение АСКУЭ

Центр обработки информации (ЦОИ) устанавливается в диспетчерской, отдельное помещение не обязательно, в него стекаются данные о текущем потреблении энергии с каждой группы потребителей.

Система АСКУЭ 1

Со временем, автоматизированная система учёта стала внедряться на объектах с меньшим расходом мощности: например, в жилых микрорайонах. Серийное производство снижает цены, и внедрение АСКУЭ стало возможным даже на уровне небольших ЖСК. В этом случае, центр обработки информации может располагаться как в диспетчерской энергоснабжающей компании, так и в офисе правления ЖСК.

Система АСКУЭ 2

Современные технологии позволяют организовывать сеть обмена данными не только по специально оборудованным сетям. Собственная проводка достаточно дорогое удовольствие: стоимость кабеля, оплата труда монтажников, аренда несущих опор, согласование проекта. С появлением общедоступных средств коммуникации, стало возможным снижение затрат на функционирование автоматизации систем учёта. Беспроводная связь, облачные сети, свободный доступ к Internet, позволяют осуществлять контроль за потреблением энергии на мобильных устройствах и компьютерах, которые незачем покупать специально для АСКУЭ.

Система АСКУЭ 3

Любой пользователь, или назначенный оператор, контролирует оборудование индивидуальной или общественной АСКУЭ с виртуального рабочего места, или даже со смартфона. Основные затраты сводятся к приобретению аппаратов абонентского контроля и программного обеспечения. Сегодня активно внедряется технология «Умный дом», в рамках которой можно наладить учёт электроэнергии в небольших помещениях. Владелец жилья или офиса может автоматизировать потребление энергии, находясь на любом расстоянии от объекта контроля.

Ключевые особенности

Система АСКУЭ не может нормально функционировать без цифровых устройств учёта электроэнергии и мощности, коммуникаций, компьютеров, а также программного обеспечения. Сбор и передача информации происходит благодаря микропроцессорным устройствам, которые находятся в определённом секторе. К основным преимуществам таких агрегатов можно отнести способность учитывать активную и реактивную энергию в соответствии с действующим тарифом. Оборудование вычисляет показатель мощности во всех направлениях.

Вам это будет интересно  Подключение и установка реле напряжения УЗМ-51М

Система призвана фиксировать нагрузку в определённом временном промежутке и максимальную нагрузку, вся информация хранится в памяти АСКУЭ. Некоторые устройства способны измерять качественные параметры электроэнергии: провалы напряжения, частоту. Передача всей собранной информации может осуществляться только в том случае, если установлена связь. В противном случае данные будут заархивированы в киловатт-часах. Ещё некоторое время такая информация может храниться в памяти прибора учёта.

Система АСКУЭ

Коммуникации представлены специализированными телефонными каналами, а также телекоммуникационной аппаратурой (мультиплексоры, модемы, радиомодемы). Финальные работы всегда зависят от компьютеров. Для автоматизации процесса специалистами были разработаны универсальные интерфейсы передачи собранной информации:

  • PLS. Все данные передаются по проводам питания счётчика.
  • Интерфейс RS-485. Система представлена в виде кабеля, поддерживающего подключение до тридцати приборов. Благодаря этому специалисты могут в несколько раз увеличить скорость передачи данных. Но такой вариант подходит исключительно для маленьких объектов.
  • Мобильный интерфейс. Информация может передаваться только при помощи высококачественного модема.

Особое внимание всегда нужно уделять программному обеспечению, так как именно оно позволяет обмениваться с другими поставщиками и предприятиями.

Ключевые преимущества СК-11 и уникальные возможности для заказчиков.

  • Главное – обеспечение возможности перехода оперативно-диспетчерского и технологического управления электроэнергетическими системамиот мониторинга текущего режима к проактивным методам управленияс предвидением событий и своевременным инициированием изменений. Это достигается за счет:
    • кардинального сокращения времени подготовкии проведения расчетов при планировании режимов, а значит,ускорения темпов принятияиповышения качества решенийпо управлению энергосистемой;
    • значительного повышения точности режимных расчетов, основанных на данных о реальных физических электроэнергетических объектах;
    • включения в практику работы оперативного персонала нового класса приложений on-line моделирования текущих процессов, автоматическогопроактивного анализа надежности режимадополнительно к подсистеме SCADA и телеметрической информации реального времени;
    • создания условий дляприобретенияоперативно-технологическим персоналомпрофессионального опыта и квалификации в сжатые сроки.
  • Распределенная информационная инфраструктура, способная связать АСДТУ группы центров управления различной конфигурации, включая иерархическую –для крупных энергокомпаний, и одноранговую – длясмежных организаций, в том числе энергосистемсоседних государств.
  • Оценка состояния дляболее устойчивой работы on-line приложений сетевого анализа в условияхплохонаблюдаемых энергосистем.
  • Автоматическое эквивалентирование«полных» физических моделей энергосистем в рабочие.
  • Открытая платформадля интеграции приложений на базе международных стандартов и технологий – отсутствие зависимости пользователя от одного производителя программного обеспечения.
  • Предоставление возможности совместной работы приложений, поддерживающихCIM разных версий.
  • Современный,унифицированныйдля всех приложенийграфический пользовательский интерфейс: от однолинейных схем и трендов – до видеоряда и 3D-анимации; от видеостен высокого разрешения – до мобильных устройств.

Система отображения информации (СОИ)обеспечивает наглядное представление оперативных технологических данных в виде мнемосхем, окон управления и сигнализации. Средства отображения информации могут быть как индивидуальные (настольные мониторы АРМ диспетчеров), так и экраны коллективного пользования (мнемощиты), которые могут быть выполнены на базе просветных проекционных экранов (видеокубов) или видеостен из LED-панелей.

Система единого времени (СЕВ)обеспечивает временную синхронизацию всех устройств комплекса АСТДУ и оборудования автономных цифровых информационных систем энергосети – элементов противоаварийной автоматики (ПА), релейной защиты (РЗА) и учета потребления электроэнергии (электросчетчики). При этом, в обязательном порядке должна происходить синхронизация времени событий по отправкеприему результатов телеизмерений и сигналов телеметрии в центр обработки данных. В основе типового решения СЕВ, источниками единого времени являются группировка спутников общего пользования GPS ГЛОНАСС, эталонный сервер времени, транспортная сеть передачи данных по протоколу NTP и набор вторичных часов (при требовании Заказчика).

Система записи диспетчерских переговоров (СЗДП)предназначена для выявления и анализа причин возникновения сбоев в работе оборудования энергосистемы, восстановления картины происшествий в случае возникновения чрезвычайных ситуаций, а также для создания документальной базы переговоров диспетчеров на ответственных участках работы по линиям проводной связи. СЗДП представляет собой единый программно-аппаратный комплекс, который строится на серверной платформе, специализированных плат ввода и программного обеспечения. В обязательном порядке на сервере присутствует ПО базы данных, файл-сервера и клиентского программного обеспечения, установленного на АРМ(ы) управления. В качестве типового решения предлагается комплекс “Phantom Pro1” ООО «МДИС». Система состоит из двух отдельных серверов для повышения отказоустойчивости. Абонентское оборудование СЗДП (пульты диспетчерской связи) подключаются к серверам системы и АТС объекта.

Все оборудование ПТК ЭДЦ на территории объекта по техническим условиям Заказчика может размещаться компактно (в телекоммуникационной стойке/шкафу) или распределённо – в различных помещениях (в серверных и кроссовых помещениях или в аппаратных комнатах).

Все оборудование ПТК ЭДЦ относится к потребителям I категории надежности электроснабжения и должно быть обеспечено гарантированным и бесперебойным электропитанием.

Архитектура и принципы функционирования

Архитектура комплекса является модульной и распределенной, с централизованной интеграционной шиной. Для хранения информационной модели, данных временных рядов и журнальной информации используются соответствующие базы данных объектного хранилища АСТУ. Обеспечивается централизованное управление контекстами работы приложений (контекст реального времени, контексты режимов исследования), оркестрация приложений, резервирование сервисов и данных.

Платформа АСТУ поддерживает большое число шаблонов интеграции приложений. В зависимости от требований приложения к скорости обмена данными, наличию определенных видов сервисов, а также интеграционных возможностей самого приложения, выбирается нужный шаблон.
Основные технологии интеграции включают OPC Unifed Architecture (IEC 62541), доступ к данным модели и текущим данным режима посредством HTTP, XML Web-сервисов (SOAP), а также Open Data Protocol (OData). Для подключения внешних приложений, а также для организации межуровневого обмена информационными сообщениями и синхронизации информационных моделей может быть использована любая открытая сервисная (интеграционная) шина предприятия (ESB).

Комплекс АСТУ предлагает технологию мультимодельности, предоставляющую возможность создания нескольких вариантов частных информационных моделей для обеспечения совместной работы приложений, требующих различные форматы и версии модели данных (включая поддержку разных версий CIM и унаследованных «не-CIM» форматов).

Начнем с задач, которые выполняет автоматизированная система контроля и учёта расходования электроэнергии:

  1. Сбор данных с каждого индивидуального потребителя (группы потребителей) о расходе электрической энергии в текущий момент времени, и за определенный период.
  2. Передача данных с приборов контроля в единый центр обработки информации (ЦОИ). Информационные каналы невозможно перехватить или обойти, поскольку связь по ним кодируется.
  3. Обработка полученной информации, ее систематизация, получение сводных отчетов и текущей картины энергопотребления в реальном времени. Выполняется с применением вычислительной техники.

То есть, АСКУЭ позволяет с высокой степенью достоверности собрать информацию о потреблении энергии с объекта (группы объектов). При этом минимизируются возможные ошибки и сознательное искажение информации, что нередко встречается при ручном сборе данных (исключается пресловутый человеческий фактор). Это позволяет предотвратить несанкционированное подключение и незаконный отбор электроэнергии. Поэтому, крупные энергетические операторы приветствуют внедрение подобных технологий.

Система АСКУЭ 4

Кроме того, монтаж АСКУЭ на протяжении всей цепочки от электростанции, до конечного потребителя, в конечном итоге дает существенную экономию энергоресурсов. Не говоря уже о снижении издержек производящих компаний энергоснабжения, возникающих при несоответствии переданных мощностей с показаниями внутренних приборов учёта потребителя.

Технический учёт электроэнергии (АСТУЭ)

Автоматизированные информационно-измерительные системы технического учёта электроэнергии (АСТУЭ) предназначены для организации учёта электроэнергии внутри производственного предприятия. Основными задачами АСТУЭ являются:

  • учёт электроэнергии, потребляемой на различные нужды (потребление по отдельным производствам, цехам, участкам);
  • планирование потребления электроэнергии;
  • резервирование данных коммерческого учёта электроэнергии (замещение данных коммерческой системы учёта);
  • выявление нерационального использования электрической энергии;
  • снижение потерь электроэнергии на основе анализа учётных данных;
  • возможность использования данных потребления электроэнергии для анализа финансово-экономической деятельности предприятия.

Системы технического учёта электроэнергии (АСТУЭ) не подлежат государственному метрологическому надзору. Несмотря на это, АО ГК «Системы и Технологии» строит системы технического учёта на основе сертифицированных средств измерений, что позволяет получить точные данные по потреблению электроэнергии и в будущем следить за состоянием оборудования АИИС.

Для технического учёта особенно актуальна проблема интеграции создаваемой системы с существующими на предприятии аппаратно-программными комплексами, что требует индивидуального подхода к каждому объекту внедрения и часто приводит к доработкам существующих технических и программных средств. Опираясь на многолетний опыт внедрения АИИС, АО ГК «Системы и Технологии» проводит успешные внедрения систем технического учёта.

АСТУЭ строятся на основе технического задания заказчика. Такие системы, как правило, включают в себя большое количество точек учёта и часто характеризуются большой территориальной удалённостью мест установки счётчиков. При реализации подобных проектов дополнительное внимание уделяется прокладке кабельных трасс (линий связи) между отдельными производственными помещениями (объектами) в условиях проведения работ на объектах действующего производства. В некоторых случаях это приводит к необходимости модернизации существующих кабельных линий и кабельных сооружений (эстакад, лотков, кабельных каналов).

Предросылки автоматизации учета электроэнергии:

Автоматизированный учет дает возможность дистанционно контролировать и измерять электроэнергию. Система технического учета обеспечивает сбор информации, необходимой для дальнейших расчетов. С помощью нее учитываются технологические потери, происходит управление режимами энергопотребления. Наша компания предлагает создать комплексы учета электроэнергии для розничных и оптовых предприятий, городских сетей, промышленных организаций и ЖКХ.
     Наши системы учета электроэнергии могут контролировать объекты, находящиеся на разном расстоянии друг от друга. При этом информация собирается и передается с той периодичностью, которая удобна пользователям. Такие системы способствуют повышению качества контроля, обеспечивают своевременное поступление достоверной информации. При этом в организации происходит снижение потребления электроэнергии при сохранении эффективности производства.

астуэ, технический учет электроэнергии
 

Пример структурной схемы АСТУЭ

Система учета электроэнергии фиксирует нарушения штатной работы и сохраняет их в оперативном журнале, доступном диспетчерской службе.

Задачи, которые решают производитель и потребитель электроэнергии

  • Энергоснабжающие компании не тратят много времени и средств на выявление несанкционированного отбора электричества. Кроме того, при систематизации данных об уровне потребления, единые энергетические системы регионов и всей страны, могут своевременно распределять мощности для исключения критических точек избыточной нагрузки.
  • Потребитель контролирует свои расходы, благодаря чему экономит финансы. Автоматизированный учёт позволяет зачисление денег без необходимости снятия показаний с электросчетчиков, вычислений стоимости по тарифам, ручной оплаты счетов. Достаточно установить на компьютеры организации программное обеспечение, для учёта и формирования оплаты за электроэнергию.
  • Кроме того, работа с автоматизируемым контролем позволяет проводить анализ параметров стоимости, и выбирать цены за потребляемую электроэнергию с различными тарифами: включая разграничение по времени суток.

Система АСКУЭ 5

Эшелонирование системы

Для бесперебойной работы, и повышения надежности «на отказ», автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии выполняется по многоуровневому принципу.

  1. Первый уровень — это система абонентских приборов учёта. В разветвленных сетях к этому уровню относятся также накопители данных. Кроме того, можно использовать различные датчики, анализирующие действительную потребность в электроэнергии на конкретном объекте. Например, датчики освещенности или температуры.
  2. Второй уровень — система передачи данных и преобразования информации в формат, с которым работает программное обеспечение центра обработки информации. В некоторых проектах ко второму уровню относятся накопители данных, если они интегрированы в системы преобразования сигнала. Линии связи можно отнести ко второму уровню системы, или выделить их в отдельную структуру. Для простоты обслуживания они обычно привязываются к уровню №2.
  3. Третий уровень — это центры обработки информации: сервера управления и хранения готовых преобразованных данных. Как правило, в местах локации ЦОИ оборудуются автоматизированные рабочие места операторов (если используется обслуживаемая АСКУЭ). Аппаратное обеспечение монтируется с учётом защиты информации и резервирования систем. Если на ЦОИ завязано управление энергосистемой (распределительные и трансформаторные подстанции), непредвиденное отключение системы может привести к масштабной аварии энергосистемы.

В чём преимущества АСКУЭ по сравнению с традиционным энергоучётом

Автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии позволяет обеспечить точность и прозрачность взаиморасчётов между поставщиками и потребителями, а также реализует:

  • точное измерение параметров поставки и потребления энергоресурса;
  • непрерывный автоматический сбор данных с приборов учёта с отправкой на сервер и визуализацией в личном кабинете;
  • ведение контроля за энергопотреблением в заданных временных интервалах;
  • постоянное накопление и долгосрочное хранение данных даже при выключенном электропитании приборов учёта;
  • быструю диагностику данных с возможностью выгрузки информации за текущий и прошлый периоды;
  • анализ структуры энергопотребления с возможностью её корректировки и оптимизации;
  • оперативное выявление несанкционированных подключений к сети энергоснабжения или безучётного потребления;
  • фиксацию даже незначительных отклонений всех контролируемых параметров;
  • возможность прогнозирования значений величин энергоучета на кратко-, средне- и долгосрочный периоды;
  • удалённое отключение потребителей от сети с возможностью обратного включения.

Как следствие из вышеназванных факторов, внедрение АСКУЭ способствует энергосбережению, благодаря чему система в среднем окупает себя в пределах одного года.

Пора уже внедрять дистанционный способ снятия показаний приборов учета и автоматизированную обработку данных. Для этого у ресурсоснабжающих организаций есть все возможности.

 Правительство России однозначно отвечают на вопрос, нужна ли АСКУЭ. Проблемы, которые оно оставляет поставщикам электроэнергии, промышленным потребителям, управляющим компаниям и ТСЖ, сводятся к выбору оптимального оборудования для её проектирования и внедрения.

С точки зрения возможностей оптимизации учёта и энергопотребления, которые даёт АСКУЭ, минусы у системы практически отсутствуют. Они, конечно, есть, и связаны с конкретным её воплощением. Так, основными недостатками монтажа системы проводных АСКУЭ являются высокая стоимость и риск обрыва сети. Среди минусов беспроводных решений на базе GSM-протоколов следует выделить необходимость инсталляции сим-карты в каждый прибор учёта, высокую стоимость модемов, нестабильность сигнала при размещении счётчиков внутри железобетонных зданий или металлических шкафов.

Эти проблемы снимают решения для «умных домов» на базе ZigBee, М-Bus и Z-Wawe, однако радиус их действия (до 50 м) требует подключения дополнительных ретрансляторов, что увеличивает стоимость установки АСКУЭ и, соответственно, срок её окупаемости.

Как показывает анализ и сравнение современных технологий автоматизации энергоучёта, самым экономичным решением для внедрения АСКУЭ является технология LPWAN. Автоматизированная система, выстроенная по этой технологии не нуждается в дополнительном оборудовании: каждый прибор учёта одновременно является устройством сбора и передачи данных (средний уровень структуры АСКУЭ). При этом, его стоимость не намного превышает розничную цену обычного умного счётчика с аналогичными характеристиками.

Ключевые особенности

Система АСКУЭ не может нормально функционировать без цифровых устройств учёта электроэнергии и мощности, коммуникаций, компьютеров, а также программного обеспечения. Сбор и передача информации происходит благодаря микропроцессорным устройствам, которые находятся в определённом секторе. К основным преимуществам таких агрегатов можно отнести способность учитывать активную и реактивную энергию в соответствии с действующим тарифом. Оборудование вычисляет показатель мощности во всех направлениях.

Система призвана фиксировать нагрузку в определённом временном промежутке и максимальную нагрузку, вся информация хранится в памяти АСКУЭ. Некоторые устройства способны измерять качественные параметры электроэнергии: провалы напряжения, частоту. Передача всей собранной информации может осуществляться только в том случае, если установлена связь. В противном случае данные будут заархивированы в киловатт-часах. Ещё некоторое время такая информация может храниться в памяти прибора учёта.

АСТУЭ - автоматизированная система технического учета энергоресурсов

Коммуникации представлены специализированными телефонными каналами, а также телекоммуникационной аппаратурой (мультиплексоры, модемы, радиомодемы). Финальные работы всегда зависят от компьютеров. Для автоматизации процесса специалистами были разработаны универсальные интерфейсы передачи собранной информации:

  • PLS. Все данные передаются по проводам питания счётчика.
  • Интерфейс RS-485. Система представлена в виде кабеля, поддерживающего подключение до тридцати приборов. Благодаря этому специалисты могут в несколько раз увеличить скорость передачи данных. Но такой вариант подходит исключительно для маленьких объектов.
  • Мобильный интерфейс. Информация может передаваться только при помощи высококачественного модема.

Особое внимание всегда нужно уделять программному обеспечению, так как именно оно позволяет обмениваться с другими поставщиками и предприятиями.

О технических требованиях к системе

Поскольку надежность работы системы напрямую зависит от первого уровня, то основные требования предъявляются к приборам учета. Именно от их точность определяет достоверность данных.

Не менее важным показателем системы является допустимая погрешность при трансфере данных. Данный момент требует небольшого уточнения. Телеметрический выход прибора транслирует последовательность импульсов с частотой, соответствующей потребляемой мощности. Помехи и тепловые шумы могут вносить погрешность в такие данные, то есть влиять на отчет импульсов.

Чтобы избежать этого, информация передается в двоичном коде, высокий и низкий импеданс сигнала соответствует «1» и «0». Для проверки достоверности данных их определенная порция (как правило, байт) кодируется контрольной сумой.

Бытует мнение, что цифровая форма передачи защищена от погрешностей. Данное утверждение не является корректным, поскольку протокол передачи допускает определенную вероятность ошибки (необнаруженная ошибка). Собственно, данный недостаток, в той или иной мере, присущ любой системе передачи данных. Для уменьшения размера допустимой погрешности применяются специальные алгоритмы обработки.

Компании, занимающиеся разработкой АС, обязаны придерживаться типовых технических требований, разработанных ЕЭС Российской Федерации. В данных нормах указаны точностные характеристики информационного сигнала, класс точности приборов учета, рекомендуемое программное обеспечение, а также другие требования, необходимые для надежной работы системы. Соответственно, производители измерительных приборов, также должны учитывать принятые нормы.

Внедрение

Установка систем АСКУЭ производится по следующему алгоритму:

  • Создание рабочего проекта, где разрабатывается структура системы и ее отдельные уровни, составляется чертеж и другая сопутствующая конструкторская документация.
  • Выбирается система передачи данных, с учетом преимуществ, недостатков и возможностей технической реализации.
  • На основе проектной сметы приобретается необходимое оборудование.
  • Производится монтаж и настройка (наладка) АПК.
  • Осуществляется подбор состава обслуживающего персонала и, при необходимости его обучение.
  • Ввод системы в эксплуатацию.

Обратим внимание, что экономия на проекте, незамедлительно отразится на функциональности. Из-за недочетов могут расходиться данные с реальными показаниями счетчиков энергии, в результате использование такого комплекса будет не эффективным.

Какие есть альтернативы

Если говорить о садоводческих товариществах и подобных хозяйственных объединениях, внедрение распределённой системы учёта — единственный способ действительно справедливо распределять оплату за электричество между потребителями. Возникает вопрос: а зачем организовывать именно АСКУЭ, если можно довольствоваться переносом узлов учёта из зоны непосредственного доступа потребителей? Ведь по затратам оба мероприятия примерно сопоставимы.

Первая и основная проблема — отсутствие организованной системы инспектирования узлов учёта. Нужно искать средства опломбирования, регулярно проводить обходы с проверками состояния установочных боксов и снимать показания счётчиков. И даже в таком случае возможности для хищения электроэнергии не исключаются полностью.

Уличные электросчетчики

При использовании АСКУЭ не остаётся никаких лазеек для неучтённого потребления. Любой счётчик в сети практически мгновенно оповестит диспетчерский центр об изменениях в схеме подключения. Кроме того, постоянный контроль за параметрами сети позволит оценить естественные паразитные потери при транспортировке, что в конечном итоге введёт каждый киловатт под строгий отчёт.

Выбор и установка приборов учёта

Для работы в рамках АСКУЭ применяются счётчики электронного типа, преобразующие действующие в первичной цепи силу тока и напряжение в последовательность импульсов, подсчёт которых и определяет текущее потребление электроэнергии. Однако не каждый электронный счётчик обладает требуемым набором функций, в частности, важно наличие цифрового порта (телеметрического выхода) для подключения к устройствам передачи данных.

Электронный счетчик электроэнергии с интерфейсом RS-485
Пример счётчика с оптопортом и интерфейсом RS-485

Другой нюанс кроется в функционале счётчика. Если к АСКУЭ предъявляются требования по удалённому управлению, прибор учёта должен быть оснащён встроенным контактором. Также важна функция параметризации устройства для наладки взаимодействия с другими элементами системы. Последнее зависит от программного обеспечения, вшитого в контроллер и возможностей оного.

В простейшем случае может практиковаться дооснащение счётчиков специальными датчиками, считывающими число импульсов со светового индикатора или отслеживающими частоту оборота диска индукционных счётчиков. Однако такой подход не очень хорош с точки зрения унификации системы, к тому же датчики не позволяют вести удалённое управления энергопотреблением. Для кооперативной организации АСКУЭ наилучшим вариантом считается покупка однотипных счётчиков с необходимым набором функций.

Многофункциональный счётчик электроэнергии с коммуникационными интерфейсами: Ethernet, RS-232 и RS-485
Многофункциональный счётчик электроэнергии с коммуникационными интерфейсами: Ethernet, RS-232 и RS-485

На данный момент практически все электронные счётчики имеют телеметрический выход, поэтому внедрить в АСКУЭ получится даже те приборы учёта, которые уже установлены у потребителей. Но нужно помнить: попытки объединения разношёрстных счётчиков в единую сеть всегда чреваты проблемами с согласованием интерфейсов, кодированием сигнала и регистрацией показателей.

Монтаж и наладка системы

Каждый абонент АСКУЭ подключается в индивидуальном порядке. У лица, курирующего этот процесс, должен быть заведён Excel-файл с базой потребителей. В этой базе указываются имя и контактные данные абонента, а также модель и серийный номер счётчика. Если счётчик имеет цифровой телеметрический порт — нужно записать адрес сетевого устройства. Если на выходе дискретный сигнал — устанавливается датчик соответствующего типа, которому адрес сети задаётся вручную и также вносится в базу.

Счётчик или установленный на нём датчик подключаются к концентратору системы напрямую при проводной связи. Этим и хорош протокол UART: кабель можно прокладывать от абонента к абоненту на дистанции до километра, важно лишь пропорционально снизить скорость передачи. Способы связи в АСКУЭ можно комбинировать, например, подключая удалённые группы абонентов через радиоточку или по GSM. В конечном итоге все оборачивается только дополнительными затратами на оборудование для связи и преобразования сигнала, а также выбором соответствующих настроек программы. Способ подключения абонента обязательно заносится в базу в поле примечаний.

Система АСКУЭ

Перед установкой счётчика проводят его параметризацию: обнуляют настройки, синхронизируют часы реального времени, формируют корректный тип сигнала на выходе и настройки связи — пошаговая процедура согласно руководству пользователя. При использовании преобразователей интерфейсов им нужно предварительно установить адрес в соответствии с сетевой топологией, а также изучить инструкцию по эксплуатации и настроить параметры связи по действующему протоколу. Поскольку ядро системы всё-таки связано последовательным интерфейсом, подключиться к нему можно в любой точке. А потому всё оборудование, устанавливаемое на стороне потребителя, может быть предварительно установлено на стенд для наладки и теста в удобных условиях, а затем перенесено на место монтажа практически в сборе. В базе комплекса по администрированию настройки подключения абонента менять при этом не нужно.

Заключение

Сказанное выше показывает, что автоматизированная система технического учета электроэнергии способна служить мощным инструментом для выработки и реализации политики энергосбережения, при правильном использовании которого открываются большие возможности.

Следует особо подчеркнуть, что само по себе внедрение АСТУЭ не приносит экономии электроэнергии. Назначение и принцип работы комплекса состоит в предоставлении возможностей для анализа и разработки мероприятий по экономии энергоресурсов.

Несмотря на то, что внедрение данной системы не относится к дешевым мероприятиям, выгода, полученная от реализации разработанных программ экономии электрической энергии и оптимизации режимов работы электрооборудования, позволит окупить понесенные затраты.

Источники:

  • http://enargys.ru/astue-obshhie-polozheniya-primenenie-sistemyi/
  • https://www.ramec.ru/otraslevyie-resheniya/resheniya-dlya-energeticheskogo-kompleksa/avtomatizirovannaya-sistema-texnologicheskogo-upravleniya-energosistemami-(astue).html
  • https://samelectrik.ru/chto-takoe-sistema-astue.html
  • https://rusenergetics.ru/avtomatika/askue
  • https://avalonm.ru/napravleniya/avtomatizatsiya/astue
  • https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/schetchiki/sistema-askue.html
  • http://www.sicon.ru/prod/aiis/tech/
  • https://www.eg-arstem.ru/about_retail/energyres/systems-electric-power_sse/astue/astue_intro.htm
  • https://grand-electro.ru/elektrooborudovanie/astue-rasshifrovka-princip-raboty-otlichie-ot-askue.html
  • https://www.asutpp.ru/chto-takoe-askuje-rasshifrovka-termina.html
  • https://www.rmnt.ru/story/electrical/ustanovka-sistemy-ucheta-elektroenergii-askue-v-snt.1519729/
Предыдущая
ИнформацияСтепень защиты IP68 в смартфонах, часах?
Будет интересно➡  Печатные платы что это и их назначение?
Ссылка на основную публикацию
Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять