🗊Презентация Автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии

Лекция 5. Автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии к.т.н., доцент Дичина О.В.

Для автоматизации функций расчетного и технического учета электроэнергии в настоящее время используется совокупность технических, информационных и программных средств, объединенных в автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ). Термин АСКУЭ широко применялся до недавнего времени. При разработке проектов комплексной автоматизации объектов электроэнергетики в настоящее время наиболее часто употребляется термин автоматизированная информационно-измерительная системы (АИИС), Определение АИИС - “иерархическая система, представляющая собой техническое средство, функционально объединяющее совокупность измерительно-информационных точек измерений, информационно-вычислительных комплексов энергоустановок, информационно-вычислительного комплекса и системы обеспечения единого времени, выполняющее функции проведения измерения, сбора, обработки и хранения результатов измерений, информации о состоянии объектов и средств измерений, а также передачи полученной информации в интегрированную автоматизированную систему управления коммерческим учетом на рынке электроэнергии с автоматизированном режиме”.

Измерения выполняются с помощью измерительных систем, которые представляют собой (ГОСТ Р 8.596-2002) “совокупность измерительных, связующих, вычислительных компонентов, образующих измерительные каналы, и вспомогательных устройств(компонентов измерительной системы), функционирующих как единое целое”. Под средствами учета понимается “совокупность устройств, обеспечивающих измерение и учет электроэнергии (измерительные трансформаторы тока и напряжения, счетчики электрической энергии, телеметрические датчики, информационно-измерительные системы и их линии связи) и соединенных между собой по установленной схеме”. Таким образом, при получении, передаче и обработки информации для целей учета электроэнергии установлена важность всех технических средств.

исходной информацией для систем должны служить данные, получаемые от счетчиков электроэнергии; системы должны создаваться как расчетные, использующие сертифицированное техническое и программное обеспечение. Для технического учета должны использоваться аналогичные комплексы технических средств; сбор, обработка, хранение и выдача информации об электроэнергии и мощности на объектах должны осуществляться с помощью метрологически аттестованных и защищенных от несанкционированного доступа устройств; информация об электроэнергии и мощности, образующаяся и циркулирующая в АСКУЭ, должна быть привязана к астрономическому времени ее образования и обеспечивать единые временные срезы измеряемых величин по системе в целом; АСКУЭ объектов энергосистем должны охватывать все точки расчетного и технического учета активной и реактивной электроэнергии с целью получения полного баланса электроэнергии на объекте, включая балансы по уровням напряжения; система сбора и передачи информации АСКУЭ должна по возможности совмещаться с системами автоматизированных систем диспетчерского управления.

формирование в электроэнергетической системе Федерального оптового рынка электроэнергии и мощности, включающего электростанции и сети ФСК и межсистемные подстанции АО-энерго, расчеты между субъектами которого должны производится в едином временном срезе; необходимость проведения расчетов с потребителями на розничных рынках электроэнергии и мощности в АО-энерго с использованием дифференцированных, многоставочных и блочных тарифов, необходимость контроля за соблюдением договорных отношений между энергоснабжающими организациями и потребителями; потребность осуществления энергосбережения, включая снижение технических и коммерческих потерь электроэнергии и рационализацию электропотребления, которые невозможны без точного и налаженного учета расхода электроэнергии.

осуществление точного, в единых временных срезах, учета и контроля электроэнергии на энергообъектах (электростанциях, подстанциях, промпредприятиях), а также учета и контроля балансов электроэнергии и мощности; представление легитимной и достоверной информации для коммерческих расчетов на рынке между его субъектами, а также представление возможности применения при этих расчетах стимулирующих энергосбережение тарифов; выполнение более точного учета и прогнозирования выработки и потерь электроэнергии в энергосистемах, электрических сетях и на объектах ЕЭС, а также удельных расходов топлива и других технико-экономических показателей электростанций; реализацию контроля и управления режимами электропотребления, в том числе контроля договорных значений потребления электроэнергии и мощности крупными промышленными предприятиями на основании коммерческих, метрологически обеспеченных данных и управлении их нагрузкой; формирование информации для автоматизированных расчетов с потребителями за отпущенную электроэнергию и мощность.

ЦЕЛИ УЧЕТА НА УРОВНЕ ЭНЕРГОСИСТЕМ финансовые (коммерческие) расчеты за электроэнергию и мощность между субъектами рынка; управление режимами электропотребления; определение и прогнозирование всех составляющих баланса электроэнергии (выработка и отпуск с шин, потери); определение и прогнозирование удельных расходов топлива на электростанциях; определение себестоимости выработки, передачи и распределения электроэнергии

ЦЕЛИ УЧЕТА НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ учет и контроль перетоков электроэнергии и мощности на границах балансовой принадлежности, а также баланса электроэнергии и мощности по предприятию; учет электроэнергии, переданной в участки электрических сетей данного района и по распределительным линиям всех классов напряжений для учета и контроля потерь электроэнергии в этих линиях; учет и контроль балансов электроэнергии и мощности по основным подстанциям; учет и контроль балансов электроэнергии по распределительным линиям всех классов напряжений; статистический учет и отчетность по показателям распределения и потребления электроэнергии, формирование архива данных по электроэнергии и мощности по подстанциям и распределительным линиям, а также формирование данных для суточной диспетчерской ведомости; формирование данных по электропотреблению для передачи на участки предприятий сбыта электроэнергии.

ЦЕЛИ УЧЕТА НА ПРЕДПРИЯТИЯХ, ВЫПОЛНЯЮЩИХ ФУНКЦИИ СБЫТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ статистический учет, контроль и анализ соблюдения договоров электропотребления группами потребителей; статистический учет и анализ режимов электропотребления; оперативный контроль за соблюдением договоров потребления электроэнергии и мощности с потребителями, находящимися на ежесуточном контроле; оперативный контроль мощности, потребляемой крупными потребителями в часы максимумов нагрузок; управление электропотреблением (с помощью средств телеуправления и команд оперативного персонала, обычно отключением за неуплату) и контроль за соблюдением заданных режимов электропотребления и вводимых ограничений для потребителей региона установка совместно с Сетевой организацией, учет, поверка электросчетчиков и информационно-измерительных систем, а также планирование ремонтов и замены приборов учета.

ЦЕЛИ УЧЕТА ДЛЯ БЫТОВЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ реализация гибкой тарифной политики – мультитарифное регулирование, дифференцированное по группам населения; предоставление информации о процессе потребления, формирование, анализ и прогнозирование профилей нагрузок; объективную и документированную систему расчетов между потребителями и поставщиками энергии; снижение расходов на сбор и обработку информации о потреблении электроэнергии; автоматическое опознавание и фиксация незарегистрированных абонентов; снижение и локализация коммерческих потерь электроэнергии; эффективную связь с финансовыми институтами на основе легитимной информации

Рекомендации по установке средств учета

ПРИНЦИПЫ РАЗМЕЩЕНИЯ ТОЧЕК УЧЕТА Субъекты рынка взаимно согласовывают схему размещения приборов коммерческого учета на энергообъекте с учетом границ балансовой принадлежности оборудования и взаимных интересов сторон. Схемы размещения приборов учета должны быть неотъемлемой частью договоров… В целях обеспечения договорных интересов субъектов рынка, точного определения потерь и взаимного резервирования счетчиков на линиях обмена электроэнергией и мощностью субъекты рынка должны устанавливать счетчики на обоих концах линии. В случае установки счетчиков не на границе балансовой принадлежности потери на участке сети от границы балансовой принадлежности до точки учета относятся на счет субъекта, на балансе которого находится этот участок сети. Процент потерь электроэнергии от места установки счетчика до границы балансовой принадлежности определяется расчетным путем и указывается в договоре.

Учет должен обеспечивать:

Тарифы на электроэнергию

Структура тарифа конечного потребителя

Ценовые категории энергосбытовых компаний Сайт Мосэнергосбыта: http://mosenergosbyt.ru/

Стоимость услуг по передаче электроэнергии

индукционные и электронные трехфазные счетчики активной и реактивной электроэнергии, доукомплектованные или имеющие встроенные (в электронных счетчиках) специальные датчики импульсов; информационно-измерительные системы (ИИС) и устройства сбора и передачи данных (УСПД), обеспечивающие сбор, обработку, накопление, хранение и передачу через каналы связи на верхний уровень управления информации о расходе электроэнергии и мощности в контролируемых точках; ; технические средства системы сбора и передачи информации от ИИС (УСПД) до серверов ЛВС предприятия, включая каналы связи, модемы, устройства коммутации сигналов и т.д.; система обеспечения единства времени (СОЕВ), чтобы обеспечивать единые временные срезы всех измеряемых величин по системе в целом и при передаче в АИИС верхнего уровня. вычислительная техника: сервер для хранения данных, локальная вычислительная сеть предприятия, персональные компьютеры рабочих станций специализированное программное обеспечение (СПО) для автоматизированных рабочих мест (АРМ).

КЛАССИФИКАЦИЯ СЧЕТЧИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

КЛАССИФИКАЦИЯ ТРЕХФАЗНЫХ СЧЕТЧИКОВ

Технические характеристики счетчиков

Технические характеристики индукционных счетчиков

Технические характеристики электронных счетчиков

выполнение более точного учета и прогнозирования выработки и потерь электроэнергии в энергосистемах, электрических сетях и на объектах ЕЭС, а также удельных расходов топлива и других технико-экономических показателей электростанций; реализацию контроля и управления режимами электропотребления, в том числе контроля договорных значений потребления электроэнергии и мощности крупными Классы точности измерительных трансформаторов тока (ТТ) и трансформаторов напряжения (ТН) для присоединения коммерческих счетчиков класса точности 0,2 принимаются, как правило, не ниже 0,2 (0,2S), для счетчиков класса 0,5 и 1 - не ниже 0,5 (0,5S) и для класса точности 2 - не ниже 1.

Общая схема учета электроэнергии

Количество измеренной счетчиком электроэнергии

УСПД предназначено в первую очередь для обмена данными с электронными счетчиками по цифровым интерфейсам АИИС уровня счетчиков и по цифровым интерфейсам верхнего уровня через каналы связи с корпоративной компьютерной сетью (сервером или рабочей станцией). УСПД может передавать данные со значительно меньшей скоростью, а это снижает требования к каналам передачи данных. Относительно счетчиков, УСПД является центром сбора данных по своему объекту, с другой стороны для более высокого уровня УСПД является объектом - типа счетчик. По каждой стороне первичной (счетчики) и системной УСПД работает независимо по своим алгоритмам и фактически является буферным устройством сбора и хранения данных со всеми требованиями по хранению и защите информации от несанкционированного доступа

RS-232 (2-, 3-, 4-, 5- сигнальный) RS-422 RS-485 (2- или 4-проводной) ИРПС (токовая петля 10 или 20 mA) ModBus (М- bus) Модем (встроенный) оптический интерфейс (по МЭК 1107)

Модем для двухпроводных коммутируемых/выделенных линий; Мультиплексор; Сотовый модем; Спутниковый модем; Коммутаторы; Маршрутизаторы и др.

Погрешности измерительного комплекса

Дополнительные погрешности

Погрешности трансформаторов тока

Причины низкой токовой загрузки ТТ

Определение эквивалентного коэффициента загрузки ТТ

Погрешности трансформаторов напряжения

Угловые погрешности ТТ и ТН

Погрешность счетчиков

Расчетные формулы для погрешностей измерительного комплекса учета электроэнергии

Причины недоучета электроэнергии

Обследование предприятия; Разработка и согласование технико-коммерческого предложения (ТКП); Выбор поставщиков и подписание договора; Разработка, согласование и утверждение технических условий (ТУ), технического задания (ТЗ) на проект и согласование проекта с различными инстанциями; Производство и поставка оборудования; Выполнение монтажных, наладочных и пуско-наладочных работ; Обучение; Сдача системы в опытно-промышленную эксплуатацию, поверка системы и ее перевод в промышленную эксплуатацию; Гарантийное и послегарантийное обслуживание. Техническая и консультационная поддержка во все время существования системы.

измеренные величины; техническая и технологическая информация; информация для сторонних систем КУЭ; отчетная и диагностическая информация.

АИИС КУЭ для оптового и розничного рынка АльфаЦЕНТР ПО АльфаЦЕНТР (www.izmerenie.ru) Предназначена для автоматического параллельного опроса счетчиков электроэнергии и УСПД с использованием различных типов каналов связи и коммуникационного оборудования. СУБД ORACLE. Расчет электроэнергии с учетом временных зон и т. д. Нахождение максимумов мощности для каждой временной зоны. Представление данных для анализа в табличном и графическом виде. Опрос параметров сети и вывод результата в виде графиков за день.

ПО для АИИС КУЭ для оптового и розничного рынка Пирамида 2000 ПО «Пирамида 2000» (http://www.sicon.ru/prod/po/pyramid2000) является ключевой составляющей информационно-измерительной системы (ИИС) «Пирамида» и применяется для формирования вычислительной среды в центрах сбора и обработки данных (ЦСОД), диспетчерских центрах. По совокупности решаемых задач в ИС на базе ПО «Пирамида 2000» условно выделяются три уровня: сбор и хранение данных, автоматизация расчётов; визуализация, мониторинг, управление локальным процессом; аналитика, контроль технологического процесса, помощь в принятии решений. В качестве СУБД используется Microsoft SQL Server или Oracle Database. В различных регионах России ПО «Пирамида 2000» успешно эксплуатируется в связке с системой управления сбытом энергии «Инфоэнерго-АСУСЭ», системой управления энергоресурсами «GlobalEnergy», системой управления ресурсами предприятия «Microsoft Dynamics AX», продуктами компании «1С».

АИИС КУЭ для розничного рынка ПО Матрица (www.matritca.ru). Система способна вести учет электроэнергии в пределах отдельной трансформаторной подстанции, города, административного района. Наращивание системы производится за счёт простого монтажа новых счетчиков и УСПД. Контроль текущих параметров сети: мощности, напряжения, частоты, тока, дифференциального тока, - с возможностью отключения встроенного силового реле при выходе параметров за допустимый диапазон.  Это позволяет защитить оборудование абонента в случае возникновения аварийной ситуации, а также бороться с попытками хищения отбора электроэнергии. За счет встроенного управляемого силового реле можно контролировать нагрузку абонента в соответствии с договором и производить ограничение режима электропотребления в случае несоблюдения условий договора. Кроме того, система позволяет контролировать загруженность линий и оборудования в часы пиковых нагрузок. Интеграция с любой биллинговой системой за счет использования стандартной СУБД MS SQL Server. 

Примеры ПО для АИИС КУЭ Блок нормативно-справочной информации Базы данных измерительных систем; Контрольно-расчетный блок; Аналитический блок

данные нормативных документов, относящихся к вопросам потребления электроэнергии и ее оплате; хранение, обновление и накопление архивной информации по индивидуальным данным потребителей и абонентов (тип потребителя, тип плит пищеприготовления, тип сооружения, тип льгот и т.д.); автоматизированное хранение и обновление, по мере необходимости, документов, сопровождающих присоединение каждого потребителя и абонента к электрической сети, договоров на электроснабжение с приложениями; база знаний по методам расчетов за электроэнергию в зависимости от характера потребителя и абонента, его индивидуальных признаков

хранение и накопление информации о реальном электропотреблении каждым потребителем и абонентом; просмотр данных о структуре технических средств АИИС (счетчиках, УПСД, каналов связи, трансформаторов тока и напряжения) их состоянии, характеристиках, местах установки; определение расчетного (прогнозного) электропотребления каждого потребителя или абонента на основании его характеристик и предыдущей статистики ; хранение данных и протоколов по контролю показателей качества ЭЭ, измеренных приборами параметров ЭЭ и хранение архивов данных о нарушениях.

хранение данных о выполнении проверок приборов учета, трансформаторов тока и напряжения, замен приборов учета; данные о аварийных состояния приборов учета, трансформаторов тока и напряжения; автоматизированное хранение, обновление и накопление информации о реальной плате за электропотребление каждым потребителем и абонентом ; автоматизированное хранение, обновление информации о расчетной плате за электропотребление каждым потребителем и абонентом ; автоматизированное хранение суточных графиков нагрузки абонентов по приборам учета; автоматизированное хранение графиков нагрузки заявленных потребителями в договорах на электроснабжение и автоматизированное хранение типовых графиков нагрузки потребителей и абонентов; расчет коэффициентов, характеризующих реальные и статистические режимы электропотребления. автоматизированный расчет реальных потерь электроэнергии по участкам сети по данных платежных документов, их хранение и накопление по месяцам и годам; расчет технических потерь электроэнергии, их хранение и накопление; оценка коммерческих потерь ЭЭ.

реальному электропотреблению и реальной оплате ЭЭ отдельных потребителей, групп потребителей в соответствии с их типами, группами, типами льгот, характеру производства и т.д.; расчетному (прогнозному) электропотреблению и расчетной оплате ЭЭ отдельных потребителей, групп потребителей в соответствии с их типами, группами, типами льгот, характеру производства и т.д.; сравнение графиков нагрузки потребителей реальных, типовых и статистических с расчетным с целью выявления их динамики и случаев внезапных их изменений; анализ режимов электропотребления однотипных потребителей и абонентов а также целых фидеров с целью выявления случаев внезапных их изменений; статистика по приборам учета (по типам, времени эксплуатации, регулярности проверок, состоянию и т.д.); автоматизированный анализ информации по приборам учета, трансформаторам тока и напряжения с целью выявления выборочных мест проверки, вместо работы по массовому их контролю; сравнительный анализ величин реальных, технических и коммерческих потерь электроэнергии для участков сети с целью выявления потребителей, абонентов участвующих в образовании коммерческих потерь. формирование и печать отчетов по установленным формам и данным аналитического блока.