КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
АСКУЭ бытовых потребителей
В промышленном секторе к внедрению автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии приступили давно, но только недавно встал вопрос о разработке концепции дальнейшего развития АСКУЭ для бытовых потребителей (АСКУЭ БП) (Приказ РАО ЕЭС России № 432 от 07.08.2000 «О создании современных систем учета и контроля за энергопотреблением»). Доля бытового электропотребления в России 12 % (кВт × ч), в оплате – не более 4–6 %, учитывая перекрестное субсидирование (2001). За рубежом – 40–60 %. Несмотря на сложную экономическую ситуацию, потребление в бытовом секторе России неуклонно растет. При этом обостряется одна из главных проблем – ухудшение платежной дисциплины абонентов. Категорий неплательщиков сегодня две. К первой относятся те, кто платят, но делают это нерегулярно, ко второй – так называемые «злостные», те, кто не платит больше 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 месячного и суточного потребления, что необходимо для правильной выработки тарифных планов. В такой ситуации энергосбытовые компании, разумеется, не могут сидеть сложа руки. Возникла необходимость создания современной системы взаиморасчетов энергосбытовых компаний с бытовыми потребителями. Провести модернизацию энергосбытовой деятельности в бытовом и мелкомоторном секторе можно только при внедрении АСКУЭ. Система АСКУЭ БП должна обладать следующими свойствами: ¨ масштабируемость – возможность наращивания точек учета за счет пропорционального увеличения числа модулей; ¨ каскадируемость – системы могли каскадироваться между собой таким образом, чтобы доступ к ним осуществлялся через единый канал связи; ¨ разнообразие связных коммуникаций – для связи с системой регистрации могли быть использованы телефонная (выделенная или коммутируемая) линия, радиоканал, GSM-модем, локальная сеть, Интернет, прямое соединение и др.; ¨ низкие требования к качеству связи между счетчиками и УСПД; ¨ гибкость – поддерживание разных схем соединения модулей, обеспечивающих работоспособность системы в различных условиях, в том числе в случаях, когда электропитание в доме подведено от двух или нескольких переключаемых силовых трансформаторов; ¨ автономность работы – все модули системы могли в течение продолжительного времени работать автономно, без внешнего управления. При отключении любого из модулей остальные продолжали работать, выполняя свои функции. Указанное свойство позволяет менять неисправные блоки в процессе работы без остановки всей системы; ¨ возможность использования уже установленных в доме счетчиков с телеметрическим выходом и классом точности 2.0 и выше. При отсутствии импульсного выхода таких счетчиков – установка для них формирователей импульсов; ¨ отсутствие дополнительных проводов. Для сбора и обмена информации от нескольких сотен уже имеющихся в доме счетчиков, УСПД и централизованного блока сбора, хранения и передачи информации на верхний уровень должна использоваться обыкновенная бытовая электропроводка. Это не требует прокладки дополнительных проводов при простом и дешевом монтаже системы. Наиболее сложной по реализации подсистемой АСКУЭ в жилом секторе является приборный учет индивидуального потребления. Требуется обеспечить информационный доступ в каждый дом и каждую квартиру. При сборе информации со счетчиков возможны следующие линии связи: ¨ радиоканал; ¨ предварительная оплата; ¨ связь PLC (Power line carrier) по сети 0,4 до ТП. Радиоканал не требует дополнительной проводки, имеет большой выбор аппаратуры и отработанные решения. Но имеются проблемы в получении разрешения на радиочастоты в различных регионах страны из-за нехватки частотного диапазона. Возможны техногенные и природные помехи. ОАО «Сунэто» (Новосибирск) выпускает счетчик со встроенным радиоканалом ($100), данные снимаются ридером, который раз в месяц проносит контроллер. Это автоматизирует труд контроллеров, но контроль за потребителем невозможен. Нередко радиоканал используется для передачи данных с сумматоров в диспетчерский пункт. Предварительная оплата хороша для энергопоставляющих компаний по следующим причинам: – идет кредитование компании; – происходит автоматическое отключение потребителя при исчерпании кредита оплаты за энергию (проблема неплатежей снимается полностью); – автоматизируется трудоемкий ввод данных в биллинговую систему, интеграция с бухгалтерскими программами. Однако имеются и недостатки: – отсутствие юридической базы для автоматического отключения неплательщика; – отсутствие постоянного контроля над абонентом, что ведет к возможности воровства; – наличие картоприемника создает предпосылки для неумышленного повреждения и вандализма. Связь PLC по 0,4 кВ позволяет осуществлять постоянный дистанционный контроль за потреблением. В случае применения интеллектуального счетчика можно при реализации двухстороннего обмена переключать тариф, ограничивать потребление, отключать абонента, диагностировать систему, предоставлять абоненту услуги по линии связи. Такие системы наряду с передачей информации о потреблении различных видов энергоресурсов легко могут быть дополнены функциями противопожарной и охранной сигнализации и т.д. Сдерживает внедрение PLC-систем новизна и неотработанность технологии. Например, PLC-связь в АСКУЭ «ЭМОС-МЗЭП» реализуется на достаточно дешевой МСХ завода «Ангстрем» (Зеленоград), осуществляющей передачу путем генерации мощного импульса, создающего недопустимые импульсы в сети. Поэтому съем информации оказывается возможным раз в сутки в ночное время. Счетчики с телеметрическими выходами 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, не имея сам возможности изменить информацию. Счетчики с телеметрическими выходами и устройства сбора данных позволяют не только учитывать, Поэтому наиболее перспективными для нужд ЖКХ в целом являются 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, что позволяет большинству потребителей сохранить дешевые индукционные однотарифные счетчики с возможностью внедрять у каждого потребителя любые новые тарифные системы, изменяя только ПО обработки данных в УСПД. Использование силовой электросети (220 В, 50 Гц) в качестве информационного канала, не требуя прокладки коммуникаций, предоставляет широкие перспективы для развития различных специализированных и потребительских коммуникационных систем. 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. 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. Однако, в силу уже упомянутых особенностей отечественных бытовых электросетей, импортное оборудование не всегда обеспечивает заявляемые производителем характеристики. Из зарубежных АСКУЭ представляет интерес Talexus – система учета потребления энергетических ресурсов с предварительной оплатой компании «Шлюмберже». Система обеспечивает бытовой и коммерческий учет электроэнергии и газа, 100%-ный сбор средств за потребленные энергоресурсы без выставления счетов и при значительном сокращении эксплуатационных расходов. У потребителя устанавливаются счетчики электроэнергии и газа с использованием смарт-карт. Карточка абонента (смарт-карта) является платежным средством и одновременно средством переноса информации. На карточку записываются показания счетчика, параметры тарифа, действующего между абонентом и энергоснабжающей компанией, текущий уровень кредита, функциональное состояние счетчика (диагностика) и другие параметры. Платежный терминал, устанавливаемый в локальных отделениях поставщика энергии, используется для записи кредита (предоплаты) на карточку абонента и для считывания информации от счетчика. Терминал обслуживания абонентов (CST) в офисе энергоснабжающей компании выполняет основные административные функции: выдачу новых карточек абонентам или их коррекцию; введение новых или индивидуальных тарифов; связь с платежными терминалами и обработку всех данных о потреблении и об оплате и т.д. Подача энергоресурса начинается с момента, когда карточка вставлена в счетчик, сумма кредита переносится в память счетчика, данные о потреблении, системные сообщения и коды ошибок переносятся на карточку для передачи энергоснабжающей организации при следующей операции предоплаты. Подача энергоресурса прекращается после исчерпании предоплаты. Таким образом, задолженности у абонента быть не может. Система Talexus рассчитана на обслуживание минимальным количеством персонала. Сбор данных о потреблении через карточки означает отсутствие необходимости в традиционном дорогостоящем сборе показаний счетчиков с посещением помещений абонентов, необходимости выставлять счета и организовать сбор платежей. Благодаря этому затраты на установку системы будут компенсированы эффектом от ее работы. Только хищения сокращаются на 15–20 %. Следует отметить, что аналогичная система внедрялась и в ОАО «Пермэнерго» (200 счетчиков и три расчетных центра на 1.10.1999). Используются 1- и 3-фазные 1- и 2-тарифные электронные счетчики СРS с чип-ключом (фирма HTS-Elektronik (ФРГ)) и счетчики СПС со смарт-картой ЗАО «ЮС-ТРАНС» (Пермь) на прямое включение (до 100 А) и через трансформаторы тока. Счетчики могут сообщать на дисплее о вскрытии крышки зажимов или сразу отключать нагрузку через контактор или 2-стабильное реле. Счетчики могут работать Существуют клиент-карты (ключ) и сервисные карты (ключи). Сервисные карты позволяют: – безлимитно подавать электроэнергию при инициализации и проверке счетчика; – менять номер клиента, номер счетчика, устанавливать время; – производить окончательный расчет с клиентом при выводе счетчика из системы. Системы учета потребления электроэнергии с предоплатой несомненно найдут применение для мелкомоторных потребителей. Для бытовых потребителей это потребует замены существующих электросчетчиков на значительно более дорогие. Но 90 % счетчиков в ЖКХ работают без замены и поверки по 20–30 лет. Большинство из них – с классом точности 2,5 и требуют замены. Следует сразу устанавливать счетчики, адаптируемые к АСКУЭ БП. Около 30 % стоимости последних составляют затраты на средства измерений. Ряд АСКУЭ БП представлены в табл. 13.4, 13.5. Другие АСКУЭ БП: ¨ «Политариф-А» – ГЦИ СИ ГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» ¨ «ДЕКАРТ Ф. Альбион» (Челябинск) – смарт-карты. Рассмотрим одну из перспективных отечественных систем АСКУЭ БП. АСКУЭ «Континиум» (ИАЦ НТИ «Континиум», Москва, www.continium.ru) сертифицирована Госстандартом Российской федерации (№ 19687-00 в Государственном реестре средств измерений), Таблица 13.4 Характеристика существующих АСКУЭ бытовых и мелкомоторных потребителей
Окончание табл. 13.4
Таблица 13.5 Цены АСКУЭ бытовых и мелкомоторных потребителей
допущена к применению в стране для использования в системах коммерческого учета. Структура АСКУЭ «Континиум» представлена на рис. 13.3. АСКУЭ «Континиум» представляет 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. Рис. 13.3. Структура системы АСКУЭ «Континиум» Сбор информации и передача команд управления осуществляется: ¨ 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, сотовая связь, ноутбук); на уровне города – по высокоскоростным каналам связи; ¨ оперативная обработка информации осуществляется компьютерами, установленными в помещении оперативно-диспетчерской службы каждого района и в 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. Система АСКУЭ «Континиум» имеет иерархическую структуру, охватывающую несколько уровней: начиная от счетчиков электрической энергии, воды или газа, измеряющих величины расхода по отдельной квартире и кончая уровнем расчетного центра, централизованно учитывающего потребление по району, городу или области. В каждом конкретном случае уровни охвата системы могут быть ограничены в зависимости от поставленных задач, но всегда есть возможность впоследствии установить дополнительные модули и подсистемы, чтобы охватить большее число точек учета, расширить перечень измеряемых величин либо ввести дополнительные контролирующие функции (например, для локализации утечек при несанкционированном подключении) без изменения уже функционирующей части системы. На самом низком уровне система использует устройства сбора и передачи данных в виде электросетевого модема (ЭСМ) PLM-4C, подключенные к счетчикам с импульсным телеметрическим выходом. Каждый модуль регистрирует импульсы от 1 до 4 счетчиков расходуемых ресурсов, пересчитывая их в именованные величины (расхода электроэнергии, воды или газа) и сохраняя в энергонезависимой памяти. Связь со следующим уровнем системы (с уровнем дома) осуществляется по линиям бытовой электропроводки по протоколу IEC EIA-600 (CEBus) со скоростью передачи 2500 бод. Формирование и передача пакетов данных с обнаружением и исправлением ошибок. Метод доступа – CSMA/CD. На уровне дома система использует локальный блок сбора данных (ЛБСД), подключенный к трем фазам электропроводки, с одной стороны, и к средствам связи со следующим уровнем системы – с другой. На следующем уровне предусмотрена организация центральных диспетчерских (ЦД), каждая из которых отвечает за измерения по нескольким домам в пределах микрорайона. На этом уровне система представляет собой одно или несколько рабочих мест, с которых служащие энергосбытовой компании устанавливают связь с блоками ЛБСД, считывают с них показания за истекший период и проводят первичную обработку. УСПД устанавливаются непосредственно в местах регистрации показаний, подключаются к импульсным телеметрическим выходам счетчиков. Каждое устройство допускает подключение до 4 счетчиков одновременно. ЛБСД имеет степень защиты IP66. Устанавливается в любом удобном месте – в подвале, электрощитовой или трансформаторной подстанции. Опрашивает до 512 устройств УСПД, для связи с ними использует трехфазную бытовую электропроводку. Доступ к данным ЛБСД, а также изменение режима опроса счетчиков осуществляется дистанционно, с использованием любых каналов связи – по телефону, по радио, через Интернет и др. Возможен и режим полной автономности, с периодическим подключением к ЛБСД переносного компьютера и считывания накопленных показаний. Система обработки – это специализированное программное обеспечение, которое может быть развернуто на одном или нескольких компьютерах и служит для дистанционного считывания, хранения и обработки показаний. Центральная диспетчерская (ЦД) обеспечивает изменение режимов работы ЛБСД, считывание данных и мониторинг работы системы регистрации, осуществляет запись показаний в базу данных, позволяет проводить контроль балансных групп и формирование отчетности для энергетических компаний. Установка соединения и обмен данными с ЛБСД может быть произведен в любое удобное для обслуживающего персонала время (постоянная связь не требуется). Биллинговая подсистема. С помощью программного обеспечения биллинговой подсистемы энергопотребление пересчитывается в деньги с учетом заданных скидок, льгот и тарифных зон. Автоматически формируются счета на оплату. Поддерживается гибкий механизм изменения настроек, в зависимости от действующей системы льгот и других особенностей. Система АСКУЭ «Континиум» вандалоустойчива, неприхотлива к внешним условиям, удовлетворяет всем требованиям промышленной эксплуатации, защищена от несанкционированного доступа и рассчитана на длительный срок службы (не менее 30 лет). В настоящее время компания является членом Торгово-промышленной палаты Московской области и аккредитована при Энергетической комиссии Московской области в качестве экспертной организации. В компании организованы службы сопровождения, проводится обучение персонала заказчика для самостоятельной эксплуатации системы.
Назначение УСД-600. Обмен данными по трехфазной четырехпроводной силовой сети 0,4 кВ (А, В, С, N) со счетчиками электрической энергии ЦЭ2726-12М, ЦЭ2727М, обмен данными по интерфейсу RS485 со счетчиками электрической энергии ЦЭ2727 с RS485, передача данных об энергопотреблении по телефонной проводной (PSTN), сотовой (GSM) или компьютерной (LAN) сети в пункты учета энергопотребления. Устройство передачи данных УПД-600 со своим программным обеспечением представляет аппаратно-программный комплекс. В общем случае УПД опрашивает модемные счетчики, установленные на одном вводе (включенные в одну вторичную обмотку понижающего трансформатора 0,4 кВ). Основные функции УПД-600: ¨ чтение данных из счетчиков сети с записью в свою энергонезависимую память; ¨ отсчет текущего времени и регистрация времени обменов со счетчиками; ¨ обмен информацией между УПД и модемом PSTN/GSМ/LAN для передачи данных в пункты учета энергопотребления. Контроль доступа к памяти УПД со стороны модема PSTN/GSM/LAN; ¨ самодиагностика УПД в процессе функционирования. Конструкция. УПД выполнен в корпусе трехфазного счетчика ЦЭ2727 и имеет одинаковые с ним габаритные и установочные размеры. На щитке УПД для визуального контроля обменов и работоспособности установлены 8 светодиодов красного и зеленого цвета. Под щитком расположены 4 порта для программирования и опроса, выполненные на разъемах DB-9. Состав УПД: Концентратор для обмена данными между УПД и счетчиками Контроллеры: модемов силовой сети, порта интерфейса RS485, работы с модемом PSTN/GSM/LAN. Встроенные часы реального времени и источник их автономного питания (литиевая батарея). В состав УПД входят 3 микроконтроллера. Центральным является микроконтроллер концентратора. Его основные задачи – формирование кадров обменов для модема силовой сети, запись в энергонезависимую память данных от счетчиков и состояния завершения обменов, учет текущего времени и времени переходов зима/лето, учет времени обменов со счетчиками, тестирование внутренних ресурсов УПД после включения питания, арбитраж доступа к памяти со стороны контроллера телефонного модема. Объем энергонезависимой памяти концентратора 512 кбайт. Микроконтроллер модема силовой сети осуществляет помехоустойчивое кодирование и декодирование информации, реализует функции повтора кадров по силовой сети в случае ошибок обмена, производит адресную фильтрацию кадров обмена. Частота FSK модуляции сигнала в канале PLC 82 кГц при скорости 600 бод или 72 кГц при скорости 1200 бод. Микроконтроллер телефонного модема реализует кадровый и логический уровни обмена по модему PSTN/GSM/LAN. После установления связи между модемами микроконтроллер поддерживает пересылку данных из памяти УПД в пункт учета. Отдельные данные, считываемые и вводимые в счетчики ЦЭ2727М и ЦЭ 2727 с RS485 в АСКУЭ «Политариф-А», приведены в табл. 13.6. Таблица 13.6 Характеристики АСКУЭ «Политариф»
Окончание табл. 13.6
Дата добавления: 2015-05-29; Просмотров: 3063; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |