Автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии

метки: Система, Автоматизированный, Информационный, Бухгалтерский, Энергия, Энергопотребление, Передача, Рынок

В связи с переходом к рыночной экономике, возникла необходимость повысить эффективность управления энергопотреблением, поскольку это отвечает экономическим интересам поставщиков и потребителей электроэнергии. Одним из направлений решения данной задачи является точный контроль и учет электроэнергии. Именно это направление должно обеспечить значительную часть общего энергосбережения, потенциал которого составляет более 1/3 всего нынешнего объема энергопотребления.

Новые экономические отношения в сфере управления энергопотреблением проявляются в формировании единого рынка электроэнергии. Исходя из выше сказанного, рынок электроэнергии должен представлять собой многокомпонентный механизм согласования экономических интересов поставщиков и потребителей электроэнергии.

Одним из самых важных компонентов рынка электроэнергии является его инструментальное обеспечение, которое представляет собой совокупность систем, приборов, устройств, каналов связи, алгоритмов и т. п. для контроля и управления параметрами энергопотребления. Базой формирования и развития инструментального обеспечения являются автоматизированные системы контроля и учета потребления электроэнергии.

1. Рынок электроэнергии

В условиях государственного централизованного планирования энергопотребления баланс экономических интересов производителей и потребителей электроэнергии сводился на уровне государственных планов, при этом потребитель должен был получать запланированное количество дешевой электроэнергии в удобное для него время. Поэтому основное назначение электроэнергетической отрасли состояло в надежном, бесперебойном энергоснабжении потребителей в запланированных объемах. Для достижения этой цели осуществлялось управление процессом производства, передачи и распределения электроэнергии. Нагрузка регулировалась методом прямого управления — по требованию правительственных органов и энергокомпаний. В этих условиях электрическая энергия рассматривалась, прежде всего, как физическая субстанция, поэтому первоочередным (и единственно необходимым) средством управления энергопотреблением являлась автоматизированная система диспетчерского управления (АСДУ), выполняющая роль регулятора потоков электрической энергии в процессе ее производства, передачи и распределения.

Потребность в учете больших потоков электроэнергии при ее экспорте и при перетоках между энергосистемами, объединенными энергетическими системами и в масштабах Единой энергетической системы, обусловила необходимость создания локальных автоматизированных систем измерения (контроля) электроэнергии (АСИЭ).

Управление и контроль затрат по отклонениям

... в ходе их выполнения или по окончании бюджетного периода фактически достигнутые и плановые результаты. Если итоговый контроль выявил несущественность отклонений фактических результатов от плановых, ... целей и бюджетов. В теории и практике управления экономическими системами выделяют три типа контроля: социальный контроль, осуществляется членами социального окружения сотрудников и менеджеров; ...

В период перехода к рыночной экономике электроэнергия становится полноценным товаром — объектом купли-продажи. Поскольку процесс купли-продажи завершается только после оплаты (реализации), электроэнергия как товар выражается не только количеством, но и стоимостью. При этом основными рыночными параметрами становятся количество полезно отпущенной энергии и ее оплаченная стоимость, а формирующиеся розничный и оптовый рынки электроэнергии представляют собой по сути рынок полезно потребленной электроэнергии.

Развитие рынка электроэнергии на основе экономического метода управления потребовало создания полномасштабных иерархических систем: автоматизированных систем измерения электроэнергии (АСИЭ), учета потребления и сбыта электроэнергии (АСУПСЭ), диспетчерского управления (АСДУ), контроля и учета энергопотребления (АСКУЭ).

Основная особенность экономического метода управления – рассмотрение энергопотребления как главного звена, управляющего рынком электроэнергии, который в свою очередь представляется совокупностью собственно технологического процесса (производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии), учетно-финансового процесса энергопотребления, а также политико-экономического (отражающего текущую политику в области энергоиспользования).

Это и является предпосылкой для управления рынком электроэнергии посредством создания единой, интегрированной, системы управления энергопотреблением на базе систем АСИЭ, АСУПСЭ, АСДУ и АСКУЭ.

2. Организация проектирования автоматизированных систем контроля и учета энергии на примере Энергосбыта АО «Челябэнерго»

В разработанной в 1993 г. по заданию РАО «ЕЭС России» «Концепции инструментального обеспечения рынка электроэнергии и мощности РФ» и в «Типовых технических требованиях к средствам автоматизации контроля и учета электроэнергии и мощности для АСКУЭ энергосистем» нет четкого определения функций между системами, обеспечивающими управлением рынка электроэнергии. Это объясняется прежде всего тем, что указанные документы были разработаны специалистами по контролю электроэнергии , которые и отразили в основном вопросы, связанные с приборами и системами ее измерения (контроля), а также с системами передачи результатов измерений на верхний уровень, объединив их в рамках единой (не структурированной по функциям) системы АСКУЭ. Вопросы же, связанные с системами управления энергопотреблением на финансовом и экономическом уровнях и реализацией принятых там решений, а также с системами управления процессом распределения энергии, оказались только обозначенными. Во многом это объяснялось новизной проблемы и отсутствием в отрасли опыта создания систем управления с многоплановыми функциями, поскольку в энергосистемах занимались в основном автоматизацией измерений (контроля) электроэнергии, и только в отдельных энергосистемах (Рязаньэнерго, Пензаэнерго и др.) с самого начала проблемы контроля и управления электроэнергией стали решать комплексно.

Так, в АО «Челябэнерго» создается региональная многоуровневая автоматизированная система контроля и учета выработки, транспорта, распределения и потребления электрической энергии. Основой этой системы является автоматизация учета непосредственно у потребителей.

Автоматизированные системы учета тепловой энергии

... управления технологическим процессом и его контроля мог получить необходимые данные о протекающем процессе, используя при этом видеограммы дисплея, самопишущие приборы - регистраторы и мнемосхемы. Узел учета тепловой энергии ... а также в автоматизированных системах сбора данных, контроля и регулирования технологических ... заполнен жидкостью; должен быть электрический контакт преобразователя с измеряемой ...

Большинство предприятий-потребителей АО «Челябэнерго» имеют на своем балансе крупные узловые подстанции 110, 220 кВ, от которых питаются не только основной абонент и транзитные потребители системы, но и все их субабоненты. В связи с этим расчетный учет потребляемой электрической энергии и мощности находится на подстанциях потребителей, а не энергосистемы.

Для соблюдения порядка учета отпускаемых предприятию электрической энергии и мощности и учета всех тарифных групп потребителей, установленных в договоре на пользование электрической энергии, разрабатываемые автоматизированные системы коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) приходится размещать непосредственно у потребителей и создавать сложные иерархические структуры.

Разработка технических проектов на автоматизацию учета электрической энергии и мощности для промышленных предприятий невозможна без тщательной проработки вопросов выбора, размещения и установки технических средств АСКУЭ, устройств сбора и передачи информации, причем выполняться она должна, как правило, сотрудниками специализированных отраслевых проектных институтов. Однако из-за отсутствия в энергосистеме и на предприятиях инвестиций и собственных средств на разработку проектов и установку современных приборов учета энергии АСКУЭ существено тормозится.

В связи с указанным в Энергосбыте АО «Челябэнерго» было принято решение выполнять проектные работы своими силами, не привлекая специализированные организации, для чего на базе лаборатории энергоснабжения создана служба разработки и проектирования систем учета электрической и тепловой энергии. За 2 года накоплен определенный опыт в разработке проектов автоматизации расчетного учета электрической энергии и принят порядок подготовки технической документации.

Весь комплекс мероприятий включает два этапа:

• подготовительные работы и сбор информации по электроснабжению предприятия;
• разработка проектных решений и оформление технической документации.

На первом этапе проводятся обследование и изучение существующей схемы учета и системы расчетов за потребленную электроэнергию непосредственно на предприятии, в отделе сбыта энергии предприятий электрических сетей (ПЭС) и Энергосбыте электросистемы. Структурная схема технологических связей службы разработки и проектирования системы учета энергии АО «Челябэнерго» дана на рисунке 1. В первую очередь изучается договор на пользование электрической энергией между АО «Челябэнерго» и потребителем. При этом уточняются, анализируются и включаются в отчет следующие документы:

• перечень субабонентов, рассчитывающихся с основным абонентом по двухставочному тарифу;
• перечень субабонентов, рассчитывающихся с основным абонентом по одноставочным тарифам;
• перечень субабонентов, отпуск электроэнергии которым осуществляется в счет договорного значения абонента;
• перечень потребителей абонента, рассчитывающихся за электроэнергию по другим тарифным группам;
• перечень счетчиков электрической энергии (активной и реактивной), по которым ведутся расчеты с основным абонентом, его субабонентами и потребителями других тарифных групп, с указанием параметров учета (коэффициенты трансформаторов тока и напряжения, число импульсов на 1 кВт-ч);
• схема размещения всех вышеперечисленных счетчиков активной и реактивной энергии на принципиальной электрической схеме электоснабжения предприятия;
• акты разграничения балансовой принадлежности электрических сетей и трансформаторов между энергоснабжающей организацией и предприятием.

По результатам обследования специалистами Энергосбыта АО «Челябэнерго» проводится техническое совещание при главном инженере предприятия-потребителя, на котором обсуждаются принципиальные вопросы создания АСКУЭ, в том числе следующие:

Автоматизированные системы учета и контроля электроэнергии

... коммерческого и технического учета можно оптимизировать стоимость создания АСКУЭ и ее эксплуатации. 3. Требования к АСКУЭ Наиболее прогрессивные предприятия стали предъявлять к АСКУЭ более высокие требования. Система АСКУЭ предприятия должна быть, как системой коммерческого учета электроэнергии, ...

• на базе какой системы учета будет выполнена АСКУЭ? Если на предприятии имеется не более 16 счетчиков коммерческого учета, рекомендуется применять микропроцессорное устройство «Энергия-микро», при наличии большего числа расчетных приборов учета – комплекс технических средств (КТС) «Энергия»;
• место установки вычислительного комплекса АСКУЭ (на ГПП, в ОГЭ или на диспетчерском пункте предприятия);
• способ обеспечения связи счетчиков с устройствами сбора данных (УСД) или «Энергия-микро» и УСД с вычислительным комплексом АСКУЭ;
• способ передачи информации на пункт сбора отдела сбыта энергии ПЭС и центральный пункт сбора Энергосбыта АО «Челябэнерго»;

На втором этапе работ разрабатываются проектные предложения, готовится, согласовывается и утверждается проектная документация. Основным документом является проектная схема автоматизации коммерческого учета, отделом сбыта ПЭС АО «Челябэнерго» и утверждается руководством Энергосбыта АО «Челябэнерго». На проектной схеме показываются все места установки расчетных счетчиков, УСД и место расположения вычислительного комплекса АСКУЭ. В проекте предусматривается способ передачи информации на пункты сбора отделов сбыта ПЭС и центральный пункт сбора Энергосбыта АО «Челябэнерго». Передача информации в основном осуществляется по городской телефонной сети. Для этого на предприятии-потребителе выделяется определенный телефонный номер, и система учета укомплектовывается модемом типа «Ладога».

Для повышения надежности работы АСКУЭ, создаваемой на базе КТС «Энергия», в качестве УСД для счетчиков коммерческого учета электроэнергии используется преобразователь «Энергия-микро», имеющий защиту от постороннего вмешательства и обеспечивающий не только прием, но и накопление информации как по каждому учитываемому каналу, так и по выделенным группам. Существует также возможность контроля показаний расчетных счетчиков.

Электрическое питание устройства «Энергия-микро» и КТС «Энергия» предусматривается от сети переменного тока напряжением 220 В с устройством автоматического включения резерва. Для обеспечения непрерывной работы специализированного вычислительного комплекса КТС «Энергия» рекомендуется установка блока бесперебойного питания типа ВАСК-UPS-600 с мощностью, необходимой для работы системы учета в течение не менее 2 ч.

Электронные счетчики электроэнергии

... учет электроэнергии ведется в двух направлениях производит измерение качества и количества мощности производит хранение данных по учету электроэнергии длительное время простой доступ к данным по учету электроэнергии в случае хищения электрической энергии ...

В ходе реализации второго этапа проектирования АСКУЭ разрабатывается следующая проектная документация:

• принципиальная схема АСКУЭ, выполненная на базе существующей схемы электроснабжения предприятия с указанием счетчиков коммерческого учета, присвоенных им номеров каналов учета и линий связи их с УСП;
• структурная схема АСКУЭ, позволяющая проследить сбор и передачу информации от счетчиков до диспетчерских пунктов в отделах сбыта энергии ПЭС и Энергосбыте АО «Челябэнерго»;
• схема электропитания и электрических соединений всех элементов, входящих в состав АСКУЭ;
• перечень каналов коммерческого учета электроэнергии, подключенных к АСКУЭ;
• состав групп учета электроэнергии и мощности по узлу учета, по каждому абоненту и субабоненту и для каждой тарифной группы потребителей;
• порядок определения расхода электроэнергии и мощности для расчетов с потребителем по АСКУЭ;
• спецификация заказного оборудования и приборов.

Вся проектная документация выполняется с использованием программного продукта «AutoCad».

Несмотря на то, что автоматизированные системы коммерческого учета электроэнергии создаются на базе типовых приборов учета, единых «Типовых технических требований к средствам автоматизации контроля и учета электроэнергии и мощности для АСКУЭ энергосистем», утвержденных РАО «ЕЭС России» 11 октября 1994 года, использование их для финансовых расчетов за потребленную электрическую энергию и мощность для каждого предприятия имеет свои специфические особенности. В связи с этим в проектной работе особое внимание уделяется разработке раздела «Порядок определения расхода электроэнергии и мощности для расчетов с потребителем АСКУЭ». В этом разделе рассматриваются следующие вопросы: