Примеры аскуэ для различных групп потребителей.
Бытовой потребитель.
АСКУЭ предназначается для осуществления эффективного автоматизированного учета электроэнергии и мощности бытового и мелкомоторного сектора, а также регистрации и хранения параметров электропотребления, формирования отчетных документов и передачи информации в центр сбора информации.
Сбор данных со счетчиков с цифровым интерфейсом
Модель АСКУЭ в основном для многоэтажных домов в крупных жилых массивах.
Наиболее применимо для нового жилья.
Достоинства – надежный сбор данных со счетчиков.
Недостаток – дополнительные затраты на приобретение и прокладку кабеля.
На этажах в этажные щиты (или в квартирах) устанавливаются много тарифные счетчики обеспечивающие коммерческий учет активной электроэнергии. В помещении ВРУ устанавливаются трехфазные многотарифные счетчики для общедомового учета, учета потребления лифтами, учета потребления в местах общего пользования (освещение подъездов, уличное и прочее). Счетчики объединяются в единую сеть кабелем (как правило экранированная витая пара).
УСПД выполняет сбор данных со счетчиков по шине в соответствии с заданным циклом опроса, обработку, хранение и передачу собранной информации во время сеанса связи по инициативе ЦОИ. УСПД может иметь режим ретрансляции запросов и команд к счетчикам системы для получения дополнительных данных не хранящихся в памяти УСПД и выполнения команд диспетчера по адресному управлению нагрузкой. УСПД ведет систему единого времени объекта и обеспечивает синхронизацию времени в счетчиках. Коррекцию времени УСПД осуществляет ЦОИ.
В качестве основных каналов передачи информации от УСПД в Центр сбора и обработки информации используются каналы GSM-связи, а также выделенные и коммутируемые телефонные линии. При расстоянии до центра сбора меньше радиуса действия радиомодема (100 метров при прямой видимости), можно использовать радиомодем. Сбор информации возможно производить непосредственно на переносной ПК (NoteBook или КПК) по кабельному соединению или с помощью радиомодема с последующим переносом информации в базу данных ЦОИ (резервный канал связи).
Применение УСПД обеспечивает промежуточное хранение данных, что дает уменьшение времени передачи в ЦОИ – передаются уже собранные данные.
АСКУЭ промышленных предприятий
Для реализации проекта создания АИИС КУ небольших промышленных предприятий, где центр сбора информации и точки размещения приборов учета расположены на одной территории с небольшим расстоянием между ними, можно предложить следующую схему. На присоединениях коммерческого учета устанавливаются многотарифные счетчики обеспечивающие учет активной и реактивной электроэнергии в двух направлениях. Счетчики объединяются в единый комплекс по интерфейсу RS- 485 (при длине шины не более 1200м) на УСПД, с которого передача данных на сервер по интерфейсу EIA232. На ПЭВМ может быть установлено технологическое ПО, обеспечивающее параметрирование счетчиков и сбор данных со счетчиков без ведение общей базы. Для выполнения функций автоматизированной системы коммерческих расчетов, ведения графиков интегрированных значений потребления по всем точкам учета, необходима установка ПО Центра обработки информации промышленного потребителя.
В состав ИИК входят:
счетчики электрической энергии;
измерительные трансформаторы тока и напряжения;
вторичные измерительные цепи.
ИИК обеспечивает:
автоматическое выполнение измерений величин активной и реактивной электроэнергии и других показателей коммерческого учета;
автоматическое выполнение измерений времени;
автоматическую регистрацию событий в «Журнале событий», сопровождающих процессы измерения;
хранение результатов измерений;
безопасность хранения информации и программного обеспечения;
предоставление доступа к измеренным значениям параметров и «Журналам событий» со стороны ИВКЭ или ИВК;
конфигурирование и параметрирование технических средств и ПО;
диагностику работы технических средств;
В состав информационной модели ИИК входят следующие данные:
конфигурационные параметры, записанные производителем счетчика (серийный номер, дата изготовления и т.п.)
конфигурационные параметры, заданные при конфигурации счетчика (сетевой адрес, наименование точки измерения и т.п.)
результаты измерений;
профиль нагрузки с получасовым интервалом на глубину не менее 45 суток данных по активной и реактивной электроэнергии с нарастающим итогом за прошедший месяц.
сведения о состоянии средств измерений - «Журнал событий» счетчика, фиксирующий время и даты наступления событий.
При организации каналов связи между ИИК и ИВКЭ используется фрагмент локальной промышленной сети, специально выделенный для целей коммерческого учета EIA 485.
ИВКЭ обеспечивает:
автоматический сбор информации по учету электроэнергии от ИИК;
автоматический сбор и обработку информации о состоянии средств измерений;
автоматический сбор и обработку информации о состоянии объектов измерений, а также обеспечивает интерфейсы доступа к этой информации.
В состав ИВКЭ входят:
специализированный промышленный контроллер УСПД-, обеспечивающий интерфейс доступа к ИИК и ИВК;
технические средства приёма-передачи данных (каналообразующей аппаратуры).
В состав информационной модели ИВКЭ входят следующие данные:
конфигурационные параметры, записанные производителем ИВКЭ (серийный номер, дата изготовления и т.п.);
конфигурационные параметры, заданные при конфигурации ИВКЭ (сетевой адрес, имя устройства и т.п.);
суточные данные о профиле нагрузки с получасовым интервалом на глубину 3 месяца по активной и реактивной электроэнергии с нарастающим итогом по каждому ИИК, обслуживаемому данным ИВКЭ;
данные об энергопотреблении (выработке) за месяц по каждому ИИК и по группам на глубину 3 года, обслуживаемых данным ИВКЭ;
данные о состоянии средств измерений со всех ИИК («Журналы событий» ИИК), обслуживаемых данным ИВКЭ;
данные о состоянии объектов измерений со всех ИИК, обслуживаемых данным ИВКЭ;
возможность хранения 3-х минуток;
контроль баланса по секции шин;
контроль коммутационного оборудования;
функция охранной и пожарной сигнализации объекта (для этого могут быть задействованы часть импульсных каналов учета);
контроль состояния качества электроэнергии (U, I).
Уровень ИВК в составе преобразователей интерфейсов, ПЭВМ с установленным программным обеспечением и оборудованием связи, обеспечивает информационный обмен между всеми компонентами системы, сбор и хранение данных коммерческого учета и диагностической информации, получение и предоставление персоналу обслуживаемого объекта оперативных данных, формирование форм и отчетов требуемого формата и номенклатуры;
На уровне ИВК обеспечивается:
автоматический сбор информации по учету электроэнергии от ИВКЭ;
автоматический сбор и обработку информации о состоянии средств измерений;
автоматический сбор и обработку информации о состоянии объектов измерений, а также обеспечивает интерфейсы доступа к этой информации.
Организация каналов связи между ИИК и ИВКЭ.
ИВКЭ обеспечивает сбор информации от ИИК по цифровому интерфейсу EIA485.
В качестве линий связи используется кабель типа «экранированная витая пара» с волновым сопротивлением 120 Ом. Имеется возможность применения числоимпульсного интерфейса для резервирования каналов связи между ИИК и ИВКЭ.
Рис.4
Рис.5
Рис.4
В настоящее время в мире активно разрабатываются, проходят опробование и внедряются отдельные технологии «умных сетей». Европа, США, Китай и другие страны вкладывают миллиарды долларов и евро в развитие интеллектуальной энергетики, обозначая в качестве ориентира сокращение выбросов углекислого газа, повышение надежности энергоснабжения, появление новых высокотехнологичных производств и рабочих мест.
В России также разрабатываются инициативы в области Smart Grid. И как следует из разности подходов в определении данного понятия, основными драйверами Smart Grid являются ОАО «ФСК ЕЭС» и ОАО «Холдинг МРСК».
Одни из российских проектов, заслуживающих внимания, является проект по установке интеллектуальных счетчиков, стартовавших в г. Перми на базе филиала ОАО «МРСК Урала» – «Пермьэнерго» в 2011 г. Целью данного проекта является отработка механизмов внедрения и функционирования технологии Smart metering с последующей трансляцией опыта по всей стране. Конечные цели внедрения технологии Smart metering представлены в таблице.
Государство |
Генерация |
Сети |
Сбыт |
Потребитель |
|
|
|
|
|
Достижение этих целей планируется за счет следующих характеристик системы учета энергоресурсов, построенной на базе технологии Smart metering:
интервальный учет мощности (30…60 мин с возможностью установки произвольного периода интеграции мощности);
отслеживание превышения лимитов нагрузки потребителей;
измерение параметров качества электроэнергии (значение напряжения, частота, длительность провала напряжения, глубина провала напряжения, длительность перенапряжения);
активное использование связи с приборами учета по силовой линии (ПЛК);
минимальный период опроса приборов учета (общедомовых, предприятий) – 15 мин;
удаленное (централизованное) управление приборами учета, в частности, ограничение/отключение;
предоставление данных пользователю через Web-интерфейс (включая просмотр данных через мобильные устройства).
Пример целевой архитектуры системы учета энергоресурсов на основе технологии Smart metering представлен на рисунке.