Быстрый переход к информационным материалам:
строительство > > > клеи > > краски > > > вентиляция > > кровельные материалы > > > отопление > > > полезное > смеси > > водоотвод > окна > теплоизоляция > > > бетон > > > отделочные материалы > > > сантехника > > > лестницы > плитка > > > архитектура > > > инструменты > > сети > > стекло > пиломатериалы > > > строительная техника > двери > > металлопрокат > > наливные полы электрооборудование > > >

Электрооборудование


Главная > Обзор > Электрооборудование


Автоматизированная система контроля и учета энергоресурсов на базе комплекса технических средств АСКУЭР «Континиум»Автоматизированная система контроля и учета энергоресурсов на базе комплекса технических средств АСКУЭР «Континиум»




В промышленном секторе к внедрению автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ) приступили давно, то только сейчас в практическую плоскость встал вопрос о разработке концепции дальнейшего развития АСКУЭ для бытовых потребителей (Приказ РАО ЕЭС России №432 от 7 августа 2000 года «О создании современных систем учета и контроля за энергопотреблением»).
В рыночных условиях этап реализации электроэнергии, безусловно, является ключевым как для энергосистемы, так и для потребителей.Для энергосистемы на этом этапе определяется, сколько электроэнергии и по какой цене отпущено потребителям и как произведена ее оплата. Для потребителей — начисленная и фактическая (с учетом штрафов и пеней) стоимость электроэнергии. Любые ошибки и неточности на стадии реализации непосредственно влияют на экономические показатели как энергосистем, так и потребителей электроэнергии.
Достаточно серьезная ситуация сложилась с расчетами за пользование электроэнергией бытовыми потребителями. Система оплаты потребления населением по принципу самообслуживания с учетом десятков льгот различными категориями граждан (иногда по несколько на одну семью), дотации малоимущим, да еще введение дифференцированных тарифов часто ведут к утрате контроля Энергосбыта за правильностью и своевременностью оплаты. Поэтому в условиях, когда энергосбытовая организация каждый раз ставится перед свершившимся фактом и вынуждена быстро реагировать на все нововведения, помочь может лишь автоматизация расчетов, т.е. внедрение аппаратных и программных средств, отличающихся высокой надежностью, простотой и удобством для пользователя, способных гибко реагировать на изменения как экономического, так и технического плана.

Ситуация с потреблением и платежами в бытовом секторе

Не смотря на сложную экономическую ситуацию в стране, потребление в бытовом секторе неуклонно растет. При этом обостряется одна из главных проблем - ухудшение платежной дисциплины абонентов. Категорий неплательщиков сегодня две. Первая - те, кто платят, но делают это нерегулярно. Так, в первом городском отделении Энергосбыта ОАО «Мосэнерго» имеется 330 тыс. абонентов. Из них 73 тыс. (или 22%) абонентов задерживают оплату на два месяца, 39 тыс. (11%) — на три месяца, более 30 тыс. (9%) — на пять месяцев.
Аналогичная картина наблюдается и в других энергокомпаниях. По данным Петроэлектросбыта 19,8% абонентов являются должниками по оплате потребленной энергии, около 30% не платит более 2-х месяцев.
Другая категория неплательщиков — так называемые «злостные», те, кто не платит больше года. Процент таких абонентов, к сожалению, увеличивается и колеблется сегодня в Москве от 6 до 10%. И здесь ситуация во многих регионах схожая: в Омске — 10-12%, в Красноярске 10% бытовых потребителей имеют задолженность по электроэнергии. В Якутском отделении «Энергосбыта» на сегодняшний день задолженность перед энергетиками физических лиц за потребленные киловатты составила 195,8 млн., что на 44,5% больше уровня прошлого года. Одна из причин неплатежей — отсутствие организационной и технической базы для обеспечения оперативной и достоверной информации о потреблении электроэнергии каждым потребителем.
Кроме того, отсутствие объективных данных не позволяет иметь точную картину распределения абонентов по величине ежемесячного потребления, что необходимо для правильной выработки тарифных планов. На рис.1 приведены распределения ежемесячного потребления абонентами бытового сектора.
Как следует из приведенных графиков заявляемое абонентами потребление электроэнергии искажает реальную картину в сторону занижения величины ежемесячного потребления. Количественные характеристики этого факта будут приведены ниже.

АСКУЭ или контролеры

В такой ситуации энергосбытовые компании, разумеется, не могут сидеть, сложа руки.
Еще в апреле прошлого года а ОАО «Янтарьэнерго» был начат эксперимент по переводу бытовых потребителей электроэнергии на систему счетов-извещений. Суть его в том, что контролер Энергосбыта сам ежемесячно снимает показания электросчетчика, а квартиросъемщик потом обнаруживает у себя в почтовом ящике квитанцию, где указано количество киловатт-часов потребленной в течение последнего месяца электроэнергии и, соответственно, подлежащая оплате сумма в рублях. Результат эксперимента превзошел, по мнению энергетиков, все ожидания, Показатели уровня оплаты электроэнергии у тех 17 тысяч бытовых потребителей области, которые были задействованы в эксперименте, оказались в среднем на 20% больше, чем у всех остальных калининградцев, рассчитывающихся по старой схеме.
В первом квартале наступившего года энергетики Якутска приступили также к «интенсивной» работе с проблемной группой потребителей тепло- и электроэнергии — бытовыми абонентами. Задолженность населения перед энергетиками по-прежнему растет. Так, долг горожан и жителей центрального энергорайона за электроэнергию на январь нынешнего года составил 206 млн. рублей, тогда как на начало 2001 года было 164 млн. рублей.
Это обстоятельство заставило сбытовые службы «Якутскэнерго» искать новые методы взаимоотношений с должниками. Так, с 8 января начали проводиться повсеместно рейды по исключению неоплачиваемого потребления, предотвращению хищений тепло- и электроэнергии, а также по укреплению платежной дисциплины среди бытовых потребителей.
Применяются и более экзотические способы: в Омске для всех регулярных плательщиков проводится лотерея.
На наш взгляд такого рода меры, позволяя решить какие-то текущие задачи, не приближают энергосбытовые компании к созданию современной системы взаиморасчетов с бытовыми потребителями. И в этой связи отметим следующие моменты:

  • во-первых, охватить контролерами всех бытовых потребителей представляется очень сложным в организационном плане, и главным здесь становится увеличение численности контролеров, их подготовка, ручной ввод данных результатов обходов в компьютер и, наконец, проблема попадания самих контролеров к местам установки счетчиков;
  • во-вторых, даже если ограничить количество контролеров задачей работы только с неплательщиками, остается нерешенной проблема недоплаты теми, кто регулярно приходит на пункты платежа; по имеющимся данным, полученным с помощью объективного контроля, объем недоплаты находится в пределах 10-18% от ежемесячного потребления;
  • в-третьих, все эти замечания справедливы и в случае двухтарифного учета — при тотальном контроле с помощью контролеров вдвое увеличивается объем работы по записыванию и вводу показаний, возрастает вероятность ошибок, а при выборочном - у потребителей становится больше возможностей по манипуляции, только теперь уже не только величиной потребления, но и распределением его по тарифам;
  • в-четвертых, выполнение контролерами функций по сбору данных о потреблении не позволяет решить другие важные задачи для энергосбытовой компании – иметь информацию о величине потребления в пиковые часы, своевременно обнаруживать хищения электроэнергии и иметь картину о технических потерях в жилых зданиях, которые в итоге приводят и к коммерческим потерям;
  • и, наконец, остается проблема мультитарифного регулирования потребления (в Берлине, например, конкурирующие между собой энергосбытовые компании предлагают бытовому потребителю от 3 до 7 тарифных планов, что привело к снижению цены на электроэнергию для населения после либерализации энергорынка 1997 по 2000 год на 10-15%).

Поэтому комплексно провести модернизацию энергосбытовой деятельности в бытовом и мелкомоторном секторе можно только при внедрении АСКУЭ. В этой связи основной целью реорганизации энергосбытовой деятельности в бытовом секторе является переход на расчеты с поставщиками электроэнергии на основании объективных данных о потреблении и выработка механизмов воздействия на потребителей для достижения своевременной и полной оплаты полученной электроэнергии.
Для достижения этих целей необходимо решить следующие задачи:

  • Получить точную цифру потребления электроэнергии в бытовом и мелкомоторном секторе.
  • Обеспечить выявление хищений, устранив, таким образом, коммерческие потери энергоресурсов.
  • Создать биллинговую систему для расчетов с потребителями.
  • Регулярно выставлять счета за потребленные ресурсы, ликвидировав, тем самым, кредитование потребителя и неполную оплату потребленных ресурсов.
  • Реально внедрить дифференцированные по времени суток и блочные тарифы (поскольку без АСКУЭ мультитарифное регулирование показало свою несостоятельность — опыт Нижнего Новгорода).
  • Обеспечить автоматический механизм воздействия на должника (ограничение потребления до «социального минимума»).

Решение этих задач в конечном итоге позволит внедрить обоснованную социально-ориентированную тарифную политику.

АСКУЭР «Континиум»

Принимая во внимание объем информации об электропотреблении в ЖКХ, который необходимо собирать и обрабатывать, необходимость реализации различных тарифных схем и других экономических механизмов регулирования потребления электроэнергии в ЖКХ следует сделать вывод о том, что вся система учета потребления электрической энергии требует совершенно новых подходов, основанных на использовании возможностей и преимуществ современных автоматизированных информационно-измерительных и управляющих сетей.
При внедрении, например, АСКУЭ бытовых потребителей счетчики с телеметрическим выходом и устройства сбора данных позволяют в течение нескольких секунд дистанционно считывать показания потребления электроэнергии за прошедший период и выписывать счета на оплату за любой промежуток времени. Делает это один оператор для многих тысяч потребителей. Они позволяют не только учитывать, но и снижать процент хищений энергоносителей (на 20 и более процентов), осуществлять контроль за электропотреблением, способствовать его оптимизации, минимизировать издержки, связанные с организацией учета и платежей.
Наиболее сложной по реализации подсистемой АСКУЭ в жилом секторе является приборный учет индивидуального потребления. Требуется обеспечить информационный доступ в каждый дом и каждую квартиру.
Поэтому наиболее перспективными для нужд ЖКХ и городского хозяйства в целом является АСКУЭ, использующие технологию передачи данных по проводам электросети. На ее базе могут быть созданы цифровые сети передачи данных об индивидуальном и общедомовом потреблении электроэнергии в бытовом и мелкомоторном секторе.
Использование силовой электросети (220В, 50Гц) в качестве информационного канала, не требуя прокладки коммуникаций, предоставляет широкие перспективы для развития различных специализированных и потребительских коммуникационных систем. При разработке концептуальных принципов и требований к составу, структуре и функционированию автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии в бытовом и мелкомоторном секторе (согласно вышеупомянутому приказу РАО «ЕЭС России») отдельно отмечена целесообразность использования электросетей для передачи информации в системах учета
В то же время, известно, что отечественные электросети отличаются в худшую сторону от европейских большим износом силовых кабелей и распределительных устройств, устаревшей бытовой техникой и аппаратурой, частым применением «самодельного» (несертифицированного) оборудования. Кроме того, наиболее типичные жилые дома в городах, где на данную технологию имеется спрос – это многоэтажные (до 16 этажей и выше) и многоподъездные здания с протяженной и разветвленной электропроводкой.
В развитых странах давно внедряются АСКУЭ для бытового сектора, в том числе с передачей данных по силовой сети. Schlumberger, Landis&Gyr, ABB, Turtle, Metering Technology Corporation, Unique Technologies, Hunt Technologies и другие. Есть опыт разработки таких систем и в нашей стране — АСКУЭ БП «ЭМОС-МЗЭП» (Москва). Однако, в силу уже упомянутых особенностей отечественных бытовых электросетей, импортное оборудование не всегда обеспечивает заявляемые производителем характеристики. В частности, по дальности и надежности связи.
Московской компанией ИАЦ НТИ «Континиум» разработана и производится Автоматизированная система учета и контроля энергоресурсов АСКУЭР «Континиум», представлящая собой информационно-измерительную систему для удаленного измерения количества импульсов с телеметрических выходов счетчиков электроэнергии, счетчиков холодной и горячей воды, счетчиков газа, преобразования собранной информации в цифровую форму для ее хранения, привязки к астрономическому времени и передачи по цифровым каналам связи (по электросети 220/380 В, по выделенной линии, по телефонной линии).
Сбор информации и передача команд управления осуществляется следующим образом:

  • в пределах объектов, питающихся от одной трансформаторной подстанции, по кабельным и домовым электросетям сетям 220/380 В;
  • в пределах ЖЭК или другой административно-территориальной единицы выбор системы передачи информации определяется по желанию заказчика (электросеть, телефонный канал, выделенная линия, радиомодем, ноутбук);
  • на уровне города — по высокоскоростным каналам связи;
  • оперативная обработка информации осуществляется компьютерами, установленными в помещении оперативно-диспетчерской службы каждого района и диспетчерских службах поставщиков энергоресурсов.

Система может применяться энергокомпаниями и местными электросетями, муниципальными коммунальными предприятиями, а также компаниями и предприятиями, обслуживающими жилищные кооперативы, кондоминиумы, дачные и коттеджные поселки. АСКУЭР «Континиум» сертифицирована Госстандартом Российской федерации (№ 19687-00 в Государственном реестре средств измерений), допущена к применению в стране для использования в системах коммерческого учета и внедрена на объектах в Подмосковье, Санкт-Петербурге, Малоярославце. Реализован пилотный проект в г. Москве.
Использованные при разработке и производстве подходы отвечают современным тенденциям мирового развития средств коммуникаций и вычислительной техники, которые требуют:

  • максимальную обработку первичной информации «на месте»;
    привязку показаний приборов учета ко времени и фиксирование показаний в энергонезависимой памяти длительного хранения;
  • возможность длительной, автономной работы устройств сбора и передачи данных разных уровней;
  • стандартизацию механизмов межпроцессорного взаимодействия;
  • стандартизацию протоколов обмена информацией и форматов команд.

Реализованные в соответствии с этими требованиями системы, использующие технологию и аппаратуру передачи данных по электросети, предоставляют возможность оперативного создания необходимой распределенной информационно-измерительной инфраструктуры с минимальным объемом монтажно-наладочных работ. При этом не требуется прокладка этажных, межэтажных и магистральных линий связи и электропитания. Обеспечивается доступ к данным показаний в каждом доме и в каждой квартире в любое время суток.
В состав АСКУЭР «Континиум» входят следующие устройства:

  • счетчики электроэнергии;
  • устройства сбора и передачи данных (УСПД), выполненные в виде многоканальных электросетевых модемов (с интерфейсным модулем и контроллером счетчиков) — для считывания, запоминания и передачи по электросети в локальный блок сбора данных показаний приборов учета;
  • локальные блоки сбора данных (ЛБСД), служат для задания программы работы электросетевых модемов, считывания из них показаний приборов учета, их накопления и передачи в центральную диспетчерскую, синхронизации «часов» автономных блоков;
  • в компьютере центральной диспетчерской (ЦД), осуществляется обработка показаний приборов учета, расчет суммы платежа за потребленные ресурсы, поддержка мультитарифного регулирования, выписывание счетов.

Измерительный канал построен следующим образом (рис.2).
Телеметрический выход счетчика электроэнергии подключен с помощью телеметрического кабеля к входу интерфейсного модуля многоканального электросетевого модема, устанавливаемого в этажном щитке (рис.3). В электросетевых модемах телеметрическая информация интегрируются, показания привязываются ко времени и фиксируются в энергонезависимой памяти в соответствии с заданной извне программой.
Для передачи в ЛБСД первичная телеметрическая информация преобразуется в ЭСМ к виду, обеспечивающему ее передачу без потери и искажений по электросети.



ЛБСД представляет из себя автономный модуль с несколькими устройствами для приема и передачи информации. К каждой из трех фаз силовой электропроводки ЛБСД подключен с помощью трех встроенных ЭСМ. Устанавливается локальный блок сбора данных либо в трансформаторной подстанции, либо на вводе в здание.
ЛБСД через последовательный интерфейс и телефонный модем передает данные по коммутируемой или выделенной линии на компьютер ЦД. Для децентрализованных систем считывание первичной информации осуществляется непосредственно из ЛБСД с помощью переносного носителя информации, которым может быть ноутбук, подключаемого к ЛБСД. Один ЛБСД обслуживает до 2048 счетчиков.
Центральная диспетчерская представляет из себя аппаратно-программный комплекс регистрации, обработки и отображения информации о потребляемых ресурсах. Логически программное обеспечение ЦД делится на две части: это оперативная связь с ЛБСД и обработка собранной информации (рис.4).
Вся информация, необходимая при работе программы, и информация, предназначенная для передачи в ЛБСД, хранится в базе данных.
При обработке собранной информации программное обеспечение центральной диспетчерской реализует следующие функции:

  • выписка счетов
  • печать счетов для каждой квартиры
  • обоснование счетов
  • сведение баланса по балансным группам
  • формирование сводной таблицы потребления за текущий и предшествующие периоды.

Для защиты метрологических характеристик системы от несанкционированных изменений (корректировок) предусмотрены шифрование информации и многоступенчатый доступ к текущим данным и параметрам реализуемый с помощью средств, предоставляемых SQL-сервером.
Практические потребности и реальные возможности реализации такой автоматизированной системы учета в конкретных случаях могут потребовать различных вариантов ее построения.
Поскольку для ее функционирования не требуется создания каких-либо «каркасных» информационных магистралей, в основу архитектуры такой сети положена «кластерная» технология. Кластером мы называем группу потребителей, имеющих канал связи с центральной диспетчерской. При этом внедрение системы может начинаться со сколь угодно малого функционально полного фрагмента сети (например, дома, группы домов, микрорайона и т.д.), а развитие и наращивание мощности (до максимального расчетного объема) производится в дальнейшем только за счет монтажа периферийных устройств в квартирах и установки дополнительных компьютеров в центральную диспетчерскую без нарушения нормального функционирования ранее установленной части системы.

Некоторые результаты

Как уже упоминалось эксплуатация АСКУЭР «Континиум» ведется в нескольких городах страны. В результате получена информация, подтверждающая практическую целесообразность внедрения таких систем. Методика анализа полученных данных коротко состояла в следующем.
Исходными данными являются объективные показания системы учета и данные абонентских отделов энергосбытов о заявленном потреблении и соответствующей оплате его потребителем. Анализировалось расхождение между величиной фактического потребления электроэнергии и заявленным потреблением W = Wфакт-Wзаяв. Для сравнения картины в различных (по величине среднего ежемесячного потребления) группах все абоненты были разбиты на следующие категории: < 50; 51-150; 151-300; 301-500 и > 500 кВт•час. Далее потребители были распределены на следующие подгруппы: неплательщики – те, кто за рассматриваемый период не заплатил ни разу, нерегулярные плательщики – те, кто платит не каждый месяц, и регулярные плательщики – те, кто платит ежемесячно. Анализ платежей по этим группам месяцев приведен в сводной таблице 1.

Параметр < 50 кВт•ч/мес(3,0%) 50-150 кВт•ч/мес(25,1%) 150-300кВт•ч/мес(44,2%) 300-500кВт•ч/мес(23,2%) >500 кВт•ч/мес(4,4%)
а б в а б в а б в а б в а б в
Доля абонентов, % 47,0 21,4 2,2 25,7 49,3 26,5 25,8 58,3 43,1 26,3 62,1 24,2 33,5 56 4
Доля потребл. в группе, % 36,4 9,6 0,4 24,4 5,6 11,5 26 23,6 39,7 26,3 22,4 36,9 34,1 6,6 11,5
Недоплата по отн-ию к собств. потребл.,% 100 10 - 100 18,4 8 100 24,2 9,2 100 27,6 10 100 30,6 8,5

В таблице обозначены: а) — неплательщики, б) — нерегулярные плательщики, и) — регулярные плательщики.

Краткий анализ полученных данных говорит о том, что

  • В среднем каждый месяц на пункты приема платежей приходит от 48 до 53 % абонентов, минимальная доля приходящих платить приходится на июль месяц и составляет 33%.
  • При этом количество абонентов, не платящих подряд в течение нескольких месяцев, составляет следующие величины: 2 месяца — 26%, 3 месяца — 13 %, 8 месяцев — 7 % от общего количества абонентов.
  • Доля полностью не оплаченной электроэнергии непрерывно в течение нескольких месяцев составляет от 27% (3 месяца) до 8 % (8 месяцев) от общего потребления.
  • Подгруппа абонентов, которые, так или иначе, приходят платить, недоплачивает за потребленную электроэнергию от 13 до 26 %.
  • И, наконец, даже те потребители, которые платят регулярно, недоплачивают от 8 до 10 % за потребленную электроэнергию


Заключение

В качестве резюме стоит отметить следующие характеристики АСКУЭ для бытового сектора, использующие электросеть в качестве цифрового канала связи для сбора данных с индивидуальных электросчетчиков.

  • АСКУЭ с передачей информации по электросетям не требует выполнения работ по прокладке информационных кабелей.
  • Отсутствие кабелей и устройств переключения тарифов минимизирует работы по регламентному обслуживанию и ремонту системы.
  • Надежность системы учета определяется надежностью входящей в нее аппаратуры, все модули которой не требуют настройки на объекте и не требуют текущего обслуживания. Все это приводит к низкой стоимости эксплуатации системы.
  • Качество связи по электросети в совокупности с динамической самонастраиваемостью системы обеспечивает минимальные затраты на пуско-наладку системы, гарантированный сбор информации и надежность управления режимом работы системы.
  • Открытость системы позволяет расширять ее функциональные возможности в части включения подсистем учета других видов ресурсов, потребляемых в бытовом секторе, ведения мониторинга показателей качества электроэнергии.

Н.А. Макаров, к.т.н., ИАЦ НТИ «Континиум»


Источник: HEAT&VENT FORUM MOSCOW 2002

Внесено: 22 января 2003 г.



Вернуться к списку материалов

 

другие материалы на тему "Электрооборудование"
Энергоаудит и повышение эффективности систем теплоснабженияЭлектрические системы отопления для защиты крыш и водостоков

Трест "Востокхимзащита" выполняет работы в области промышленного и социального строительства: устройство минеральных оснований, защита металлоконструкций и технологического оборудования, нанесение полимерных систем, отделка и ремонт.

Технологическая служба предприятия использует самые передовые строительные материалы и технологии, гарантирующие высокий уровень качества и долговечный срок службы.