 Журнал "Энергия и Менеджмент", № 1, 2004.
НОВОЕ О ЗНАКОМОМ
А.А.Сапронов, директор ООО НПФ «Южно-Российский информационный центр»
А.Ю.Никуличев, главный инженер ООО НПФ «Южно-Российский информационный центр»
От редакции. Об автоматизированных системах контроля и учёта энергоснабжения (АСКУЭ) читатели «ЭиМ» — то есть (за малым исключением) все энергетики Беларуси — получили на страницах журнала за последние 4 года уже немалое количество информации. Разумеется, деятельный интерес к таким системам присущ и коллегам в России. Оригинальные технические и организационные решения для АСКУЭ 0,4 кВ предложили специалисты с юга России белорусским энергетикам, разработчикам и производителям АСКУЭ на семинаре, состоявшемся 27 ноября 2003 г. на базе Белорусской научно - промышленной ассоциации в Минске. На этом семинаре была продемонстрирована работа макетного образца АСКУЭ 0,4 кВ, сделаны доклады, прозвучали интересные вопросы и не менее интересные ответы на них. Далее судите сами.
АСКУЭ 0,4 кВ, разработанная в нашей организации , позволяет:
- Организовать процесс электроснабжения по:
- традиционной технологической схеме;
- схеме, обеспечивающей индивидуальный контроль задолженности каждого абонента за потреблённую электроэнергию (ЭЭ);
- схеме электроснабжения, предусматривающей предоплату потребляемой ЭЭ;
- многотарифной схеме оплаты;
- схеме, комбинирующей особенности и достоинства вышеперечисленных вариантов.
- Выполнять функции оперативного диспетчерского управления индивидуально и по группам:
- избирательно включать/отключать нагрузку потребителей;
- избирательно включать/отключать режим ограничения потребляемой мощности;
- избирательно задавать уровни ограничения потребляемой мощности.
- Проводить мероприятия, связанные с определением фактов хищения ЭЭ:
- контроль правильности расчётов за потреблённую ЭЭ;
- выявление несанкционированных вводов;
- контроль потребляемой мощности в линии при отключенной коммерческой нагрузке;
- выявление мест несанкционированного подключения к линиям электроснабжения.
- Проводить мероприятия, связанные с анализом режимов работы сетей электроснабжения:
- измерять и фиксировать фазные напряжения в узлах сети при разных нагрузочных режимах;
- измерять и фиксировать мощности присоединённых нагрузок в узлах сети;
- анализировать и прогнозировать суточные и сезонные нагрузочные режимы;
- прогнозировать эффективные направления развития сети.
- Защитить электрооборудование потребителей от повышения или понижения напряжения.
  СОСТАВ И НАЗНАЧЕНИЕ
ОСНОВНЫХ ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ (ПТС)
1. ПТС, устанавливаемые на предприятии энергосбыта
Программное обеспечение (ПО) АСКУЭ работает в локальной вычислительной сети (ЛВС). Позволяет проводить анализы, делать различные выборки и группировки. Его состав: система управления базой данных (СУБД), расположенная на сервере, ПО управления центральным передатчиком, автоматизированные рабочие места (АРМ) абонентского отдела, диспетчерской и технического отдела.
АРМ абонентского отдела обеспечивают обработку поступающей информации о платежах абонентов (касса, банк, платёжные карточки, печать документов (квитанции, ведомости, отчёты), информационное взаимодействие с центральной БД, формирование (на основании платежей) команд управления многофункциональными электронными счётчиками активной энергии (далее — счётчиками) и др.
АРМ диспетчерской обеспечивают дополнительное управление счётчиками и мобильными устройствами контролёров энергосбыта в технологическом режиме, когда требуется непосредственное вмешательство диспетчера в процесс управления АСКУЭ.
АРМ технического отдела обеспечивают учёт технических аспектов эксплуатации оборудования АСКУЭ, его метрологическое сопровождение, генерацию таблиц паролей и программирование внутренних уставок счётчиков.
ПО управления центральным передатчиком выполняет выборку команд из очереди на отправку, преобразует их к виду, необходимому для передачи в эфир (парольное кодирование и преобразование протокола связи).
Центральный радиопередатчик — УКВ ЧМ радиостанция мощностью 20–150 Вт (радиус действия ок. 30 км) со специальным модулем управления непосредственно от ПЭВМ или через модем удалённой связи. Может использовать штыревые или секторные антенны. Устанавливается стационарно на мачте, вышке либо на любом высотном объекте.
Устройство преобразования сигналов — специализированное устройство, подключаемое к ПЭВМ в техническом отделе, чтобы вводить в ЛВС энергосбыта информацию, собираемую мобильным устройством контролёра энергосбыта со счётчиков.
2. ПТС, устанавливаемые у абонентов
Счётчик (однофазный или трёхфазный) выполняет следующие функции:
- измерение и учёт потребляемой активной ЭЭ и мощности;
- учёт неоплаченной ЭЭ (учёт долга);
- предупреждение абонента, если долг превысил уровень 1;ограничение потребляемой мощности, если долг превысил уровень 2; отключение нагрузки, если долг превысил уровень 3 (значения пороговых уровней в кВт•ч задаются на этапе программирования счетчика );
- измерение действующего значения напряжения сети, регистрация фактов его выхода за нормативные пределы (задаются на этапе программирования счетчика) и защита электрооборудования абонента путём отключения нагрузки:
- ведение календаря и часов реального времени;
- многотарифный учёт ЭЭ;
- приём и выполнение радиокоманд управления;
- ограничение мощности нагрузки (параметры задаются на этапе программирования счетчика);
- включение/отключение нагрузки по команде диспетчера;
- ведение журнала событий электросети и журнала принятых команд;
- индикация состояния и режимов работы счётчика, параметров сети и нагрузки;
- передача содержимого энергонезависимой памяти счётчика на устройство контролёра по радио либо по инфракрасному (ИК) каналу связи;
- и другие (вспомогательные) функции.
В составе счётчика имеются:
- миниатюрный УКВ ЧМ радиоприёмник, принимающий команды на частоте центрального радиопередатчика системы ( f1);
- УКВ ЧМ радиомикропередатчик (либо ИК-передатчик), передающий содержимое энергонезависимой памяти на частоте связи с мобильным устройством контролёра энергосбыта ( f2) (либо по ИК-каналу связи);
- микропроцессорный блок управления счётчиком;
- таймер, реализующий функции календаря и часов реального времени;
- измерители-преобразователи (ток, напряжение) во входных цепях;
- энергонезависимая память, хранящая: адрес счётчика в системе, уставки, калибровочные параметры, измеренные значения величин, пароли, журнал событий электросети и журнал принятых команд.
УЗО (реле) служат коммутационными элементами в цепи нагрузки. Управляются счётчиком. Устанавливаются совместно с ним на DIN -рейке.
3. Прочие ПТС
Мобильное устройство контролёра энергосбыта предназначено для организации канала обратной информационной связи между счётчиками и АРМами ЛВС энергосбыта. Состоит из мобильной радиостанции, работающей на частоте f 1, и подключаемого к ней микропроцессорного модуля, содержащего 2 миниатюрных ЧМ радиоприёмника. Первый работает на частоте f 1, а второй — на частоте f 2. Кроме того, имеется интерфейс связи по ИК-каналу, обеспечивающий сбор информации от счётчиков и дальнейшую её передачу в ИК-порт ПЭВМ.
Калибровочный стенд (на рисунке не показан) , п редназначен для поверки, калибровки и программирования счётчиков.
ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АСКУЭ
- На этапе заключения договора с абонентом определяются:
- установленная мощность электрооборудования;
- одно- или многотарифная схема оплаты, моменты переключения тарифов;
- допустимые (пороговые) уровни долга по оплате за потреблённую ЭЭ;
- значения уставок срабатывания защиты по напряжению;
- уровень ограничения мощности при наличии долга, превысившего порог 2;
- формы принимаемых платежей (банк, касса, карточки оплаты);
- другие условия.
В соответствии с принятыми условиями производится программирование счётчика, установка его у абонента, а также формирование параметров лицевого счёта.
2. Абонент потребляет электроэнергию без ограничения в долг, пока тот остаётся меньше уровня 1. При переходе суммы долга за порог 1 счётчик активирует соответствующую индикацию. По достижении порога 2 счётчик переходит в режим ограничения мощности (например, можно включить только освещение). Если долг продолжает расти и , превысил порог 3, то счётчик отключает нагрузку абонента от электросети. Таким образом , абонент понуждается своевременно производить оплату ЭЭ в полном объёме её потребления.
Информация о платежах поступает на лицевой счёт абонента, хранящийся в центральной БД ЛВС энергосбыта. В соответствии с зачисленной суммой очередного платежа АРМ абонентского отдела формирует адресную команду управления. Далее она передается в эфир центральным передатчиком системы на частоте f 1 и принимается к выполнению только тем счетчиком, для которого она предназначена. Счётчик уменьшает долг по оплате на величину, указанную в команде. Каждая команда защищена своим уникальным одноразовым паролем, после её исполнения он уничтожается в таблицах центра управления АСКУЭ и исполнившего счётчика.
3. Периодический контроль правильности расчётов производится с помощью мобильного устройства контролёра, которое считывает данные, хранящиеся в памяти счётчика. Предварительно АРМ диспетчера формирует для соответствующего счётчика команду, обеспечивающую передачу содержимого памяти. Если счётчик непосредственно доступен контролёру, то чтение данных возможно по ИК-каналу связи между счётчиком и устройством контролёра, в противном случае (в радиусе порядка 100 м от счётчика) действует радиоканал на частоте f 2.
4. После окончания смены контролёр сдаёт своё устройство в технический отдел, где с помощью устройства преобразования сигналов данные вводятся в БД ЛВС энергосбыта.
5. АРМ диспетчера может формировать команды управления, не связанные с платежами, а вызванные какими-либо иными мероприятиями: аварийный сброс нагрузки (команда «Принудительное ограничение мощности нагрузки для части или для всех абонентов системы»); выявление фактов хищений электроэнергии (команда «Отключение нагрузки»); выполнение технологических измерений (команда «Измерить напряжение и мощность») и т.д.
ОСНОВНЫЕ ЗАЯВЛЯЕМЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Радиоканал управления:
- протокол связи по каналу управления — POCSAG;
- тип модуляции — частотная манипуляция (двухуровневая ЧМ);
- скорость передачи-приёма команд управления — 512, 1200 и 2400 бит/с;
- максимальная пропускная способность системы (в расчёте на одну частоту и один передатчик ) до 1010880 команд/сутки;
- защита передаваемой информации — парольная типа «одноразовый блокнот».
Счётчик (однофазный):
- чувствительность приёмника — не хуже 9 мкВ;
- номинальное напряжение сети — 220 В;
- номинальная частота тока в сети — 50 Гц;
- номинальный ток нагрузки — 5 А;
- максимальный ток нагрузки — 40 А;
- класс точности электронного счётчика – 0,5; 1,0 ;
- максимальные габариты — 90 X 75 X 100 мм;
- масса — не более 400 г.
Решения, принятые нами при разработке АСКУЭ, имеют патентную защиту.
 Версия для печати
|
