Автоматизированные информационно-измерительные системы комерческого учета электроэнергии на базе PLC-технологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 334.764

Таразский государственный университет имени М.Х. Дулати, г. Тараз

Автоматизированные информационно-измерительные системы комерческого учета электроэнергии на базе PLC-технологии

Мынбаева З.Т., Омарова А.А.

Автоматизированные информационно-измерительные системы коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ) различают по следующим направлениям: измерительный учет электроэнергия автоматизированный

1. Для промышленных потребителей: сюда входят сетевые предприятия до уровня Межрегиональной сетевой компании (МРСК), различные предприятия от самых малых до крупных. Далее идет естественное деление АИИС КУЭ для коммерческих расчетов (коммерческий учет) и для собственных нужд предприятия (технический учет) - для анализа потребления электроэнергии структурными подразделениями, информация нужна для оценки уровня энергозатрат подразделений. В свою очередь АИИС КУЭ для коммерческого учета может быть регионального уровня и с участием на оптовом рынке электроэнергии (ОРЭ). Для АИИС КУЭ регионального уровня на этапе опытной эксплуатации требуется метрологическая аттестация комплекса АИИС КУЭ органами ЦСМ. При создании АИИС КУЭ для закупок электроэнергии на ОРЭ каждый комплекс сертифицируется как единичный экземпляр и вносится в Госреестр средств измерений после аттестации. При создании АИИС КУЭ для технического учета требуется калибровка средств учета, работа также проводится органами ЦСМ, выдается документ, подтверждающий достоверность измерений.

2. АИИС КУЭ для бытового потребителя. Здесь имеются два направления: 1) многоэтажные дома коммунального сектора; 2) Частный сектор в поселках или в пригородах городов. [2]

В настоящее время для промышленных потребителей применяются следующие типы счетчиков:

1) для ОРЭ: ЦЭ6850М, СЕ304.

2) для розничного рынка: ЦЭ6850М, СЕ303, СЕ301 (если есть ранее установленные счетчики типа ЦЭ6823М, ЦЭ6822, ЦЭ6850).

Для бытового потребителя: СЕ102 (в различном исполнении), СЕ201, СЕ301, СЕ303, ЦЭ6850М).

Костяк Комплекса технических средств (КТС) «Энергомера» образует УСПД-164-01К (И, М) - устройство сбора и передачи данных разной модификации и назначения, которое считывает данные со всех счетчиков, по которым на этапе конфигурирования (введения исходных данных по каналам учета) внесена исходная информация. Питается УСПД от блока питания БП-24 (220/=24В);

Вспомогательные устройства:

- интеллектуальный преобразователь интерфейсов «Энергомера» СЕ824 (его функции: преобразование сигналов интерфейса RS485 на RS232, Can Bus на RS232);

- разветвитель интерфейсов «Энергомера» - это клеммник, который позволяет компактно подключить на щину RS485 находящиеся близко (в пределах одного метра) шесть счетчиков, ещё две пары клемм для приходящего и уходящего кабеля с «витой парой»;

- преобразователь интерфейсов СЕ825 (RS485/RS232);

- преобразователь интерфейсов «CAN-RS232».

Программные средства:

1) ТПО AdminTools -самый важный программный продукт, используемый для программирования счетчиков и настройки УСПД и проведения всего объема пусконаладочных работ (ПНР);

2) ТПО PLC Tools -предназначена для программирования модемов, общения со счетчиками с данным интерфейсом;

3) CE831 Testing - предназначена для работы с радиомодемами и счетчиками на этапе ПНР;

4) ПО ЦОИ КТС «Энергомера» - для запуска программы требуется HASP ключ, с процедурой регистрации клиента. Программа позволяет после установки на Сервере сбор данных, ведение базы данных, имеет несколько АРМ-ов, каждый из которых имеет своё назначение.

Также к аппаратным средствам следует отнести модемы: СЕ832С4(С5) - модем по сети 0.4 кВ, СЕ831С1.01 - радиомодем стационарный, СЕ831Н2 - радиомодем переносной (питание и общение с ПЭВМ через USB разъем).

Особое место занимает терминал связи СЕ824СМ, который выпускается из завода с двумя SIM картами и в режиме GPRS передает через Интернет сервер данные с группы счетчиков (до 15 шт., любых, однофазных или трехфазных, имеющих интерфейс RS485), причем в течение первых пяти лет за передачу данных не нужно платить [3].

На сегодняшний день когда к организации учета электроэнергии на розничном рынке стали предъявлять более высокие требования, особенно остро встала проблема передачи данных от абонента до передающего устройства. Проводные системы передачи данных не окупали поставленных перед энергетиками задач. Дополнительные работы, связанные с прокладыванием проводов, в разы увеличивали себестоимость создания, установки и обслуживания автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ).

Как нельзя кстати, в начале текущего столетия получили развитие беспроводные схемы передачи данных. Стала развиваться инновационная телекоммуникационная технология, получившая название Power Line Communication (PLC). Она основана на использовании силовых электросетей для информационного обмена. Основное преимущество PLC-технологии - это возможность использовать уже существующие коммуникации и/или электрическую сеть для передачи данных.

Однако у этой технологии есть свои недостатки, не позволяющие ей быть незаменимой и совершенной. Сложность заключается в том, что существующие электросети не предназначались для передачи данных. На скорость и дальность передачи оказывают плохое влияние качество электропроводки (плохие контакты, множественные скрутки, несанкционированные подключения) и материалы, из которых изготовлены провода. Также сильное влияние оказывают помехи от различных электроприборов, ламп дневного освещения и импульсных помех. Но, несмотря на это, современные методы шифрования и кодирования данных позволяют обеспечить высокий уровень достоверности и защиты передаваемой информации.

При всем этом применение PLC-технологии на рынке автоматизированных систем учета энергоресурсов имеет большие перспективы. В первую очередь это связано с учетом энергоресурсов бытового потребителя на розничном рынке электроэнергии. Системы оптового рынка уже автоматизированы, а систем сбора данных от бытовых потребителей - считанные единицы. Дело в том, что современные системы учета энергоресурсов многофункциональны и позволяют вести контроль качества сети, использовать системы предоплаты, отключать нагрузку в электросети, вести тарификацию по времени суток, дистанционно отключать/подключать потребителя к электро-снабжению и др. [1]

Однако использовать все эти преимущества автоматизированных систем без технологии PLC было бы затруднительно и слишком затратно в территориальных условиях Казахстана. Именно поэтому, когда ТОО «Жамбылские электрические сети» и ТОО «Энергомера Онтустик Казахстан» и с российской стороны - ОАО «Концерн Энергомера» (г. Ставрополь) разворачивали в г. Таразе масштабный проект по созданию системы автоматизированного учета розничного рынка электроэнергии и бытового потребителя, была выбрана PLC-технология. Этот масштабный проект был начат в Таразе в 2010 г. (причем впервые в Казахстане) и сейчас близится к завершению. При таких масштабах работ создание проводной системы передачи данных обошлось бы несоизмеримо дорого для решения задачи. Кроме того, выезд рабочей бригады для монтажа был бы сопоставим со стоимостью прибора учета. Появление PLC-технологии позволило снять эту проблему и сэкономить существенные средства. Таким образом, PLC-технология открыла возможность создавать автоматизированные информационно-измерительные системы коммерческого учета на розничном рынке электроэнергии.

Однако при построении комплексных систем АСКУЭ бытовых потребителей, включающих в себя приборы учета воды, тепла и газа, необходимо использовать иные технологии передачи данных. Отсутствие существующих проводных линий до этих приборов и в большинстве случаев отсутствие возможности их проведения вынуждает прибегать к применению передачи данных по радиоканалу. В этом случае счетчик электроэнергии можно использовать как преобразователь радиосигнала в PLC для дальнейшей передачи в диспетчерский центр.

Большая распространенность низковольтных электрических сетей 0.22...0.38 кВ и отсутствие необходимости проведения дополнительных работ позволяют использовать эти сети в качестве среды передачи данных. Фактически сеть сбора может быть развернута на любом участке, на котором имеются линии электроснабжения. Особенно эта технология перспективна в применении к системам АСКУЭ бытового потребителя.

PLC-связь (или связь по низковольтной сети) осуществляется непосредственно по сетевым проводам 0,4 кВ. Это своеобразная трасса для передачи данных от счетчика к пульту контролера. В Казахстане, как и в России использование PLC-технологий при построении АИИС КУЭ особенно актуально и перспективно - ведь именно в наших странах самая высокая в мире протяженность низковольтных линий энергоснабжения. Система передачи информации по PLC-связи позволяет в режиме реального времени считывать показания счетчиков, как с частных, так и с многоквартирных домов, включенных в АИИС КУЭ. При этом контролеру вовсе не требуется доступ в помещение - необходимая информация автоматически или по запросу передается на необходимый уровень АИИС КУЭ, размещенный в энергосбытовой компании.

Преимущества АИИС КУЭ на основе счетчиков «Энергомера» с PLC-модемом:

- низкие затраты на развертывание системы (нет необходимости в прокладке дополнительных линий связи, счетчик готов к передаче данных с момента включения в сеть);

- высокий уровень защищенности линий связи (сеть 0,4 кВ) от разрушающих воздействий;

- нет ограничений по размещению счетчика;

- возможность опроса удаленных счетчиков и счетчиков, расположенных на зашумленных линиях - за счет механизма автоматической ретрансляции;

- высокая надежность, помехозащищенность и живучесть системы сбора данных, за счет наличия альтернативных маршрутов прохождения информации;

- двусторонний канал связи со счетчиком, что дает возможность дистанционного управления и изменения параметров.

Экономический эффект от внедрения АИИС КУЭ на основе счетчиков «Энергомера» с PLC-модемом достигается за счет:

- повышения точности учета, а следовательно расчетов за потребленную (отпущенную) электроэнергию;

- своевременного выявления и локализации очагов потерь и хищений;

- своевременного выявления неплательщиков;

- и при необходимости дистанционно отключать подачу электроэнергии «неплательщикам»;

- сокращения расходов на сбор и обработку информации (уменьшение штата контролеров);

- своевременного выявления и замены вышедших из строя приборов учета.

Литература

1. Турбинис В.В. АСКУЭ бытовых потребителей Преимущества PLC-технологии связи. Общероссийский журнал "Новости Электротехники", №5(71), 2011г.

2. А. Н. Ожегов. / Системы АСКУЭ: Учебное пособие / Киров: Изд-во ВятГУ, 2006 г.

3. www.energomera.ru/ Корпоративный сайт ОАО «Концерн Энергомера».

Размещено на Allbest.ru