Использование PLC-технологии передачи данных для автоматизации управления технологическими процессами в энергетике

Размещено на http://www.allbest.ru/

Использование PLC-технологии передачи данных для автоматизации управления технологическими процессами в энергетике

Морозов С.А., Манжула В.Г.

В повышении надежности работы генерирующих станций и распределенных силовых сетей важная роль отводится системам контроля и управления объектами электроэнергетики таким как: системам телемеханики, автоматизированным системам диспетчерского управления (АСДУ), а также недавно появившимся SCADA-системам и автоматизированным системам контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ) [1].

Комплексное решение задач автоматизации управления электроснабжением (контроль нагрузок, локализация повреждений, аварийная защита объектов, коммерческий учет электроэнергии и т.д.) связано со сбором данных от контролируемых объектов, распределенных по большой территории, и передача их на значительные расстояния. При этом основная проблема - отсутствие каналов связи. Использование выделенных телефонных линий, радиоканалов и оптоволоконных линий в городских электрических сетях или на предприятиях требует значительных затрат. В таких условиях целесообразно использовать каналы связи, образованные по распределенным силовым сетям на основе силовых кабельных и воздушных линий. Эти каналы уже существуют, являются собственностью предприятий городских энергосетей, а направление передачи телеметрической информации часто совпадает с линиями электроснабжения, что позволяет экономить на сооружении специальных линий связи [2].

В последнее время всё большее распространение в области энергетики получают технологии PLC (Power Line Communication), которые служат для передачи информации по силовым линиям.

Повышенный интерес к средствам передачи данных по линиям электропитания объясняется увеличением потребностей в средствах телекоммуникаций для систем управления и мониторинга в промышленности, на транспорте, при организации бизнеса и в других сферах деятельности.

Широкое распространение получают и новые виды информационного обмена, которые также нуждаются в развитой инфраструктуре связи (средства домашней автоматики, корпоративные сети, сети малых и домашних офисов, распределенные системы охранной, пожарной и других видов сигнализаций). В этой ситуации одно из главных преимуществ PLC в том, что данная технология не требует прокладки дорогостоящих кабельных сетей: она обеспечивает предоставление услуг в любой точке, где есть электропроводка. К тому же PLC работает на основе оборудования, которое устанавливается быстро и не требует высоких первоначальных капиталовложений. И, наконец, PLC предоставляет широкий ассортимент услуг, как в энергетической, так и в телекоммуникационной области.

Компания Schneider Electric, оценив перспективность данного направления, начала заниматься разработками в области PLC еще в 1982 году. Приобретя в 2003 году компанию Ilevo, Schneider Electric смогла объединить опыт работы этой шведской компании в области телекоммуникаций с собственными новейшими достижениями в области электротехники.

В результате совместной деятельности на свет появилось одно из самых впечатляющих предложений для данного рынка. Испытания технологии PLC наглядно продемонстрировали, что передача данных по сети не влияет на общую систему энергоснабжения, поскольку силовой и информационный потоки проходят независимо друг от друга. Расчетная скорость передачи информации достигла 100 Мбит/с. В ближайшем будущем этот показатель планируется увеличить до 200 Мбит/с.

На следующем этапе специалистам Schneider Electric удалось систематизировать весь накопленный материал и перейти от теории к практике. Особое внимание при этом уделялось соблюдению всех требований и обеспечению долговечности оборудования, а вопрос серийности производства находился на втором плане [3].

В 2006 году компания Schneider Electric перешла к коммерциализации своих разработок. Новые технологии позволяют подключаться к сетям с напряжением от 0,4 до 10 кВ. Устойчивый к внешним помехам информационный сигнал проходит по силовым электрическим линиям и позволяет получать доступ к Интернету в тех точках, где раньше такой возможности не было.

Сегодня компания Schneider Electric предлагает целую гамму устройств второго поколения, выполненных на основе PLC-технологии.

В состав простейшей системы передачи данных по силовым сетям входят:

· управляющий модем ТРЕ - служит для инжектирования (введения) информационного сигнала в электрическую сеть, а также для координации частоты и времени обработки этого сигнала абонентскими модемами СРЕ;

· промежуточный повторитель IR - применяется для усиления проходящего по электросети PLC-сигнала и преодоления эффекта затухания;

· абонентский модем СРЕ - включив его в электрическую розетку, конечный пользователь получает информационный сигнал.

Управляющий модем ТРЕ устанавливается в том месте, где необходимо получить PLC-сигнал (например, на распределительной или трансформаторной подстанции).

В зависимости от топологии сети, на вводе в здание могут дополнительно устанавливаться промежуточные повторители IR, позволяющие преодолевать эффект затухания PLC-сигнала. После этого достаточно подключить абонентский модуль к любой розетке данного здания, чтобы получить высокоскоростной доступ в Интернет.

В настоящее время рынок PLC развивается в двух направлениях:

· телекоммуникационное направление - это разработка коммерческих предложений для создания локальных сетей для жилых зданий и небольших офисов, доступ в Интернет и телефония;

· энергетическое направление - это создание сетей для целей АИИСКУЭ.

Сейчас российская энергетика приблизилась к рубежу, преодоление которого повлечет за собой дефицит электроэнергии, поэтому энергосбережение - одна из наиболее актуальных проблем нашего времени. Технология PLC позволяет более гибко управлять процессом производства и потребления электроэнергии и более эффективно бороться с потерями. Таким образом, одной из основных задач компании Schneider Electric в данный момент является взаимодействие с энергоснабжающими и энергосбытовыми компаниями в области АИИСКУЭ.

Сложным вопросом до сих пор остается процесс сбора информации со счетчиков. Списывание данных с прибора по-прежнему является единственным способом учета потребляемой энергии. Такой способ вряд ли можно назвать простым и удобным, ведь энергоснабжающими организациям необходима оперативная и точная информация.

Нужна система, которая, во-первых, создаст возможности для снижения потерь электроэнергии, а во-вторых, позволит применять дифференцированную шкалу расчетов. Технология PLC компании Schneider Electric может решить эти проблемы. С помощью PLC данные об электроэнергии, потребляемой каждой семьей, поступают по силовой сети в концентраторы, а оттуда - на компьютер диспетчера. В результате достоверность энергоучета увеличивается в сотни раз. Благодаря данной технологии энергосбытовые компании также получают возможность дистанционно отключать неплательщиков [4].

Кроме того, с помощью PLC можно выявлять сбои, осуществлять мониторинг нарушений в сети (бросков и кратковременного отсутствия напряжения и пр.) и управлять городским освещением.

Абонентам внедрение PLC-технологии передачи данных позволяет учитывать электроэнергию по тарифам «день-ночь» и тем самым реально снизить расходы на её оплату. В свою очередь за счет оптимизации режимов работы энергооборудования в дневное и ночное время значительно повышается энергосбережение.

В итоге внедрение PLC существенно улучшит надежность и качество обслуживания потребителей электроэнергии, поможет энергетикам бороться с несанкционированными подключениями к сетям и нетехнологическими потерями энергомощности, позволит Интернет-пользователям подключаться к глобальной сети с помощью компаний-поставщиков электроэнергии.

Потенциал PLC огромен, ведь благодаря этой технологии современный человек со временем сможет получать недорогой мегабитный доступ в любой точке, оснащенной электрическими сетями. Уже в ближайшем будущем технологии передачи данных по силовым сетям будут серьезно конкурировать с традиционными технологиями и дадут энергетическим компаниям новое направление развития.

станция генерирующая электроснабжение автоматизация

Список литературы

1. Валиков В.В. Повышение пропускной способности системы передачи дискретной информации по кабельным линиям электропередачи за счет съема информативного параметра в динамическом режиме: Автореф. дисс. канд. тех. наук. - Омск, 2004, с. 6 - 7.

2. Прозоровский Е. Е., Козырь А. В. Передача информации по силовым кабельным линиям: система НТС-7000.//Новости электротехники. Информационно-справочное издание, вып. 1(19). - СПб, 2003, с. 60 - 61.

3. ЗАО «Шнейдер Электрик». PLC - технологии умножают потенциал электроэнергетики.//Новости электротехники. Информационно-справочное издание, вып. 2(38). - СПб, 2006, с. 56 - 57.

4. Тубинис В.В. АСКУЭ бытовых потребителей. Преимущества PLC-технологии связи // Новости электротехники. Информационно-справочное издание, вып. 2(32). - СПб, 2005, с. 43 - 44.

Размещено на Allbest.ru