Дослідження АвтоматизованОї системИ комерційного обліку електричної енергії

Мета роботи: Ознайомитися зі структурною схемою автоматизованої системи комерційного обліку електроенергії та її функціональними можливостями. Зняти та проаналізувати графіки електричних навантажень і параметри режиму електричної мережі.

6.1 Призначення і функції аское

АСКОЕ призначена для здійснення комерційного обліку активної та реактивної енергії і вимірювання потужності в кожній точці комерційного обліку, побудови фактичних добових графіків навантаження, а також для збору, обробки, зберігання, відображення, документавання та передачі інформації про споживання електроенергії.

АСКОЕ являє собою дворівневу, територіально розподілену систему програмно-апаратних засобів збору, збереження, передачі і відображення інформації про споживання електроенергії та параметри режиму.

Автоматизована система комерційного обліку електроенергії (АСКОЕ) забезпечує:

- автоматизацію комерційного обліку електроенергії і вимірювання потужності (активної і реактивної) у кожній точці обліку;

- автоматичне зняття один раз на добу облікових даних з лічильників з метою забезпечення розрахунків за споживану електроенергію;

- щодобовий погодинний облік електроенергії за зонами доби;

- вимірювання усереднених значень потужності в кожній точці обліку і побудови півгодинних (погодинних) графіків навантаження на добовому, місячному і річному інтервалах часу;

- швидкість обробки і обміну інформацією;

- підготовку таблиць, довідок, актів, протоколів та іншої необхідної документації по обліку електроенергії згідно з діючими правилами Оптового ринку;

- створення загального інформаційного простору для всіх суб'єктів енергоринку:

- підвищення оперативності керування режимами електроспоживання;

- визначення і прогнозування складових балансу електроенергії;

- автоматизацію контролю технічного стану засобів обліку електроенергії. Самодіагностика системи виконується періодично в автоматичному режимі. Діагностика окремих компонентів системи може проводитися автономно з переносного комп'ютера.

Система АСКОЕ реалізує наступні задачі:

- вимірювання активної і реактивної електричної енергії в точках комерційного обліку в прямому і зворотному напрямках;

- визначення для кожного каналу обліку кількості електроенергії, усередненої на протязі 30-хвилинних інтервалів доби;

- зберігання усереднених значень електроенергії в первинній базі даних (ПБД) лічильника. Термін зберігання даних повинен бути не менше 65 діб;

- зчитування даних комерційного обліку із ПБД лічильників і передача їх в сервер АСКОЕ каналами зв’язку. Зчитування даних відбувається програмними та апаратними засобами в автоматичному режимі, або за запитом оператора (адміністратора) АСКОЕ.

- графіка даних комерційного обліку вручну по точках обліку, дані по яких не можуть бути введені автоматично. Дані комерційного обліку, введені вручну, повинні мати ознаку якості (достовірності) даних “ручний ввід” та відміткою періоду часу, якому вони відповідають.

- завантаження даних комерційного обліку електроенергії, які надійшли каналами зв’язку або шляхом ручного вводу, в БД АСКОЕ, з ознакою їх якості, часом і датою, яким вони відповідають. Термін зберігання первинних та розрахункових даних комерційного обліку по облікових періодах, починаючи з дискретності 1 година та більще в БД АСКОЕ не повинен бути меншим 3-х років.

- автоматична синхронізація часу в сервері АСКОЕ і багатофункціональних електронних лічильниках електричної енергії за часом time NTP-серверів INTERNET. Величина розсинхронізації часу в лічильниках не повинна перевищувати 5 с.

Автоматизована система АСКОЕ дозволяє :

- знизити комерційні втрати за рахунок підвищення точності обліку електричної енергії, отримання достовірної і своєчасної інформації про генерацію і відпуск електричної енергії для подальшого проведення фінансових розрахунків за електроенергію;

- автоматизувати процес збору, передачі і обробки інформації з розрахункових точок обліку;

- забезпечити роботу АСКОЕ із суміжними автоматизованими системами;

- забезпечити оперативний контроль електроспоживання та потужності навантаження;

- проаналізувати режими електроспоживання на підставі графіків навантаження;

- забезпечити оперативний автоматичний контроль працездатності лічильників і каналів передачі даних;

- забезпечити регламентований доступ до даних АСКОЕ з боку енергопостачальної організації.

Характеристика функціональної структури АСКОЕ

АСКОЕ створена у вигляді інтегрованої автоматизованої системи, яка відповідно до організаційної структури і особливостей розміщення технічних засобів включає дві підсистеми:

• автоматизовану систему накопичення і передачі інформації нижнього рівня;;

• автоматизовану систему формування баз даних, контролю і обліку електроенергії верхнього рівня.

На нижньому рівні АСКОЕ забезпечується вимірювання активної і реактивної енергії на базі трифазних електронних лічильників електроенергії і передачу інформації з цифрових виходів цих лічильників на верхній рівень.

Підсистема нижнього рівня забезпечує виконання наступних функцій:

• збір інформації з лічильників електроенергії;

• зберігання первинної інформації з лічильників електроенергії в базі даних лічильників (БД);

• узгодження протоколів обміну і маршрутизації;

• передачу інформації по каналах зв'язку;

• організацію додаткових (резервних) каналів передачі даних;

• забезпечення безпосереднього доступу з боку енергозпостачальної компанії.

У системі нижнього рівня використовують багатофункціональні лічильники електричної енергії «Енергія  – 9» типу СТКЗ (в подальшому лічильник), призначені для вимірювання активної та реактивної енергії у двох напрямках за диференційованими у часі тарифами. Лічильники «Енергія – 9» класу точності 0,5S забезпечують формування бази даних, яка містить вимірювальну інформацію, і передачу інтерфейсними каналами вимірювальної інформації, що зберігається в базі даних, пристроям обліку електричної енергії вищого рівня. Ці програмовані електронні прилади забезпечують вимірювання електричної енергії та потужності, а також моніторинг і контроль параметрів електричної мережі. Комунікаційні інтерфейси (оптичні, стандарту МЕК61107 і електричні RS-232 і RS-485) лічильника забезпечують обмін даними по стандартних протоколах.

Система АСКОЕ забезпечує періодичне опитування точок обліку електроенергії в автоматичному режимі. С труктурна схема системи АСКОЕ наведена на рисунку 6.1.

Електронні лічильники електроенергії Л, Л2 і Л3 обліковують електроенергію у трьох розрахункових точках обліку споживача. Ці лічильники з’єднані з центром збору та обробки інформації (сервером) інтерфейсним каналом зв’язку за допомогою перетворювача інтерфейсів RS485/RS232. Для передачі інформації, наприклад, в обленерго, можуть використовуватися засоби міжсерверного обміну за допомогою каналу GSM-зв’язку або інші канали.

Для обробки інформації, що поступає від розрахункових лічильників до сервера, служить спеціальне програмне забезпечення – Energo-S, розроблене фірмою ТЕГА (м.  Івано-Франківськ).

Основні функції, що реалізує програмний комплекс „Energo-S”:

- автоматичне опитування лічильників за заданим розкладом;

- зчитування з лічильників графіків навантаження, сумарних показників електроспоживання та показників за зонними тарифами, журналу подій, а також параметрів електромережі.

- формування необхідних звітів та графіків навантажень, з можливістю експорту даних в Ехсеl.

- забезпечення регламентованого доступу до даних з боку віддалених робочих місць та інших АСКОЕ.

Автоматизованим робочим місцем користувача (АРМ) є комп’ютер з програмним забезпеченням „Energo-S”. З метою ознайомлення студентів з принципами організації та функціонування системи АСКОЕ й дослідження режимів електроспоживання передбачено створення одного центру збору та обробки інформації без передачі даних на верхній рівень.

АСКОЕ забезпечує періодичне опитування розрахункових лічильників в автоматичному режимі за заданою програмою, а також у ручному режимі за запитом оператора.

Режими функціонування системи визначаються налаштуванням програмного забезпечення „Energo-S” „ Налаштування / автоматичне опитування”. Тут задається перелік точок обліку, періодичність опитування та параметри опитування.

Основний режим функціонування системи полягає в наступному. Програмні та апаратні засоби АСКОЕ з періодичністю, визначеною оператором (один раз на добу), автоматично виконують зчитування даних комерційного обліку за минулу добу з первинної бази даних (ПБД) лічильників електроенергії та передачу зчитаних даних каналами зв’язку в базу даних (БД) сервера АСКОЕ.

За необхідності, в будь-який момент часу оператор здійснює аналіз одержаних даних, формує необхідні звіти та здійснює моніторинг параметрів мережі. За запитом оператора в ручному режимі можуть бути прочитані будь-які дані з лічильників.

Функціонування АСКОЕ здійснюється неперервно в реальному часі.

Основні параметри, що характеризують якість системи. Враховуючи, що основною задачею АСКОЕ є збір комерційних даних по витраті електроенергії і навантаженню, на перше місце виходять вимоги по забезпеченню:

- точність вимірювання параметрів електроспоживання;

-достовірність передачі параметрів в систему;

-повнота контрольованих параметрів;

-захищеність інформації від несанкціонованого доступу;

-збереження інформації (у тому числі при аваріях);

-надійність роботи системи;

-швидкість обробки інформації й доступ до неї користувачів.

Рисунок 6.1 - Структурна схема системи АСКОЕ

Кількість, кваліфікація і функції персоналу, що обслуговує АСКОЕ. Експлуатація та обслуговування системи повинно проводитися спеціально підготовленим персоналом. Персонал, що буде експлуатувати АСКОЕ, поділяється на операторів (користувачів) системи, адміністратора та обслуговуючий персонал.

Користувачі системи повинні мати загальні поняття про роботу в середовищі Windows, поняття про функціональні можливості системи, об’єкт контролю і принципи роботи системи. Можливості конкретних користувачів щодо отримання і зміни інформації визначаються адміністратором АСКОЕ і регламентуються системою ідентифікації користувача і парольного захисту. Для запобігання несанкціонованого доступу до даних коло користувачів повинно бути чітко визначено.

Адміністратор АСКОЕ повинен мати поняття про роботу операційної системи, СУБД (MS SQL) і організації роботи мережевого програмного забезпечення, технічній і логічній організації лічильників та системи збору інформації. Адміністратор повинен вміти користуватися засобами резервного копіювання даних (мережевий файл-сервер, СD-RW тощо).

Обслуговуючий персонал здійснює підтримку працездатності і достатньої якості каналів зв’язку АСКОЕ. Перелік та вимоги до кваліфікації наведені в таблиці 6.1.

Таблиця 6.1- Вимоги до обслуговуючого персоналу

Персонал	Вимоги до кваліфікації
Інженер-програміст/ адміністратор	Вища професійна освіта, стаж роботи на посаді інженера АСУТП або техніка програміста
Інженер-зв’язківець	Вища або середня професійна інженерна освіта, стаж роботи в області систем передачі даних, знання основ цифрових каналів збору інформації систем АСУ ТП.
Інженер-електрик	Вища або середня професійна інженерна освіта, стаж роботи в якості інженера електрика.