Eng
Каталог продукции Цены Реализованные проекты О компании АИИС КУЭ Задачи автоматизации учёта электроэнергии АСКУЭ бытовых потребителей АСКУЭ предприятий АИИС «Integrity» АСУ Программное обеспечение Коммуникационные технологии Контроллеры Integrity Охранные системы объектов предприятия Файлы для загрузки Архив новостей

Задать вопрос:

Ф.И.О.:
Ваш E-mail:
Организация:
Сообщение:
Введите код:

АИИС КУЭ /Задачи автоматизации учёта электроэнергии

Задачи автоматизации учёта электроэнергии

Общепринятые стандарты, определяющие требования к системам учёта электроэнергии в розничном секторе российского рынка, в настоящее время практически отсутствуют. Мы, специалисты фирмы «Аналитика», на основе многолетнего опыта работы в данной отрасли, предлагаем свой взгляд на стандартные требования к АИИС КУЭ.


Задачи учёта электроэнергии на розничном рынке классифицируются нами следующим образом:

  • коммерческий учёт для энергосбытовых компаний, покупающих электроэнергию на оптовом рынке и перепродающими её своим абонентам;
  • коммерческий учёт для ДУК, ТСЖ, ЖСК и тому подобных субъектов рынка, в обязанности, которых входит учёт расхода электроэнергии бытовыми потребителями;
  • технический учёт для сетевых компаний, занимающихся транспортировкой электроэнергии через свои сети;
  • коммерческий и технический учёт электроэнергии для промышленных организаций, являющимися крупными потребителями электроэнергии.

Различие понятий технического и коммерческого учёта электроэнергии можно сформулировать следующим образом:

- задача коммерческого учёта имеет конечной целью определение фактического объёма отпущенной и потребленной электроэнергии за отчётный период для использования в финансовых расчётах;

- задача технического учёта заключается в оперативном контроле состояния энергосистемы, информация о которой в зависимости от технической оснащённости электросетей может складываться из следующих составляющих:

  • уровень потребительской нагрузки;
  • качество электроэнергии (соответствие параметров качества электроэнергии (ПКЭ) установленным нормативам);
  • состояние электротехнического оборудования;
  • аварийные и исключительные ситуации (выход из строя оборудования, прохождение тока короткого замыкания, незаконные подключения, несанкционированное проникновение людей на объекты электросетей и т. п.).

Основными данными, используемыми для коммерческих расчётов, являются показания приборов учёта (нарастающий итог потреблённой энергии) взятые на границах расчётного периода и получасовые (иногда часовые) срезы мощности. Под срезами мощности понимается среднее значение мощности на некотором временном интервале, например за полчаса. Электронные счётчики, как правило, хранят архив срезов мощности в течение нескольких месяцев, чтобы предоставлять подробную информацию о нагрузке в течение последнего отчётного периода. По срезам мощности можно вычислить расход электроэнергии за период времени кратный интервалу усреднения.

Основными данными, используемыми в задачах технического учёта, являются параметры качества электроэнергии (ПКЭ): токи, фазные, межфазные и линейные напряжения, коэффициенты мощности (cosφ), мгновенные значения активных и реактивных мощностей, частота сети.

В большинстве случаев для измерения всех вышеперечисленных параметров используются цифровые приборы учёта – счётчики электроэнергии. В некоторых случаях, для повышения точности измерения используют специализированные устройства – измерители ПКЭ. Счётчики способны измерять параметры с различной точностью и дискретностью. Результаты измерений счётчика можно считать при помощи программного обеспечения, реализующего соответствующий протокол передачи данных.

В целом штатные задачи технического и коммерческого учёта электроэнергии выглядят вполне просто и очевидно. В них не требуется производить сложной обработки информации или выполнять объёмные математические расчёты. В основном, проблемы, возникающие у пользователей, разработчиков и интеграторов АИИС КУЭ, заключаются в следующем:

  • сложность сбора данных с разнотипных приборов учёта;
  • необходимость унификации различных форматов представления данных в рамках единой системы;
  • минимизации расходов на внедрение системы (под внедрением здесь понимается широкий спектр работ от монтажа оборудования и создания компьютерных сетей до обучения персонала и оптимизации организационной структуры предприятия с учётом автоматизации технологических процессов);
  • минимизация расходов на эксплуатации каналов связи (стоимости передачи данных).

Человек, взявший на себя ответственность внедрить автоматизированную систему учёта электроэнергии в рамках своего предприятия, должен понимать следующее.

Автоматизированные системы разрабатываются и внедряются с целью облегчения и улучшения условий труда персонала предприятия за счёт перехода от выполнения технологических операций вручную к выполнению тех же операций оборудованием под управлением программ: компьютерами, контроллерами, измерительными приборами, датчиками и исполнительными механизмами. Результатом внедрения АИИС КУЭ в организации или на предприятии должно стать одно или несколько автоматизированных рабочих мест, позволяющих быстро и качественно получать всю необходимую информацию для принятия решений, а также оперативно и надёжно выполнять управляющие действия. Качественная автоматизация не должна создавать лишних проблем в обслуживании и использовании конечным пользователям, тем самым наоборот усложняя их трудовую деятельность. Все потенциальные проблемы должны быть продуманы и исключены на этапе проектирования в рамках тесного сотрудничества заказчика и исполнителя.

Полагаясь на свой многолетний опыт, мы можем с уверенностью сказать, что АИИС КУЭ можно сделать простыми в исполнении и финансово доступными для подавляющей части заказчиков. Те решения, которые требуют особой технической подготовки пользователей или прохождения специальных курсов обучения являются попросту не продуманными или избыточными. Современные технологии позволяют разрабатывать оборудование и программное обеспечение таким образом, чтобы скрыть от пользователя все сложности реализации, предоставляя наглядный и удобный интерфейс.

Наша рекомендация: не стремитесь внедрять на своём предприятии сложные многофункциональные системы. Кажущиеся привлекательными на первый взгляд дополнительные возможности могут сыграть во вред. Как профессиональные разработчики мы считает, что чем больше заявленных функциональных возможностей системы, тем больше ошибок она может содержать, и тем сложнее с ней будет работать персоналу. Автоматизация должна быть оптимальной и чётко решать ряд конкретных задач. В идеале пользователь любой АИИС КУЭ независимо от типа решаемой задачи, должен иметь возможность с помощью своего автоматизированного рабочего места в любой момент времени быстро получить достоверную информацию в приемлемом виде (табличном или графическом).

К сожалению, нет единого стандарта, определяющего требования к функциональным возможностям АИИС КУЭ розничного сектора рынка электроэнергии. Поэтому различные производители программного обеспечения и интеграторы зачастую полагаются на свой опыт и требования технического задания конкретного заказчика. При этом составитель технического задания или технических требований к АИИС КУЭ зачастую сам не представляет тот набор функций, который потребуется для нормальной работы. Очень часто АСКУЭ пытаются приписать задачу обработки данных, задачу биллинга, задачу выписки счетов и т.д. Такие требования появляются исходя из реальных потребностей и не лишены здравого смысла, но реализация их не должна входить в набор функций АИИС КУЭ, основной задачей которой является обеспечение пользователей результатами измерений количества и качества электроэнергии. Решением задач обработки данных, биллинга и выписки счетов должны заниматься отдельные системы, опирающиеся на данные, предоставляемые АИИС КУЭ. При составлении требований нужно понимать, что организация периодического сбора разнотипных данных с различных приборов учёта через дистанционные каналы связи и хранение полученных данных в централизованной базе с возможностью экспорта в другие системы, сама по себе не является тривиальной задачей. Если организовывать вышеперечисленный набор функций качественно, с проработкой всех особенностей протоколов приборов учёта, с проработкой визуального интерфейса, оптимизацией объёма передаваемого трафика и скорости сбора данных, то потребуется проделать работу, которая под силу не каждому профессиональному коллективу разработчиков. По крайней мере, нам не известна ни одна система, представленная на российском рынке программного обеспечения, которая бы полностью реализовывала весь перечисленный набор функций оптимально. Как разработчики с многолетним опытом мы считаем, что разделение нескольких целевых задач между различными, законченными хорошо проработанными информационными системами является наилучшим подходом, нежели совмещение всех функций в рамках одной системы.

С нашей точки зрения АИИС КУЭ должна позволять пользователю, максимально удобно и быстро производить следующие операции:

  • Создать модель энергосистемы. Количество данных, необходимых для описания её элементов, должно быть необходимым и достаточным для работы модулей системы, реализующих функцию сбора и хранения. Дополнительной полезной функцией электронного представления информации об энергосистеме является инвентарный учёт. Хранение в системе данных об установленном на объектах электросети оборудовании (электросчётчиках и трансформаторах) и производимых с ним операциях (установке и снятии) не является избыточным, так как эта информация должна использоваться при первичной обработке показаний.
  • Составить задания на опрос приборов учёта и УСПД, с указанием необходимого набора показаний. Инструмент составления заданий должен позволять выбрать именно те данных из всего возможного набора, которые необходимы для решения конкретной стоящей перед пользователем задачи.
  • Составить расписание для выполнения заданий системой в автоматическом режиме. Инструмент составления расписаний должен быть гибким и удобным, учитывать потребность пользователей в получении данных с определённой дискретностью во времени.
  • Составить шаблоны отчётов, содержащие группы точек учёта, по которым необходимо организовать просмотр показаний.
  • Составить шаблоны экспорта, содержащие группы точек учёта, по которым необходимо организовать передачу показаний во внешние информационные системы, например в биллинг.
  • Составить расписания для автоматического построения отчётов на основе созданных шаблонов.

По нашему мнению, качественная АИИС КУЭ должна отвечать следующим требованиям:

  • Должны поддерживаться наиболее эффективные современные коммуникационные возможности каналообразующего оборудования.
  • Должен быть реализован механизм поддержки во всех элементах системы единого астрономического времени с минимальным рассогласованием.
  • Должны поддерживаться приборы учёта различных производителей. АИИС КУЭ не должна обязывать заказчика работать с приборами учёта одного конкретного производителя.
  • Все необходимые показания различных приборов учёта должны собираться без потери точности и храниться приведёнными к единицам измерения, принятым в системе сбора. Показания, фигурирующие в системе должны соответствовать показаниям приборов учёта, отображаемым на их индикаторах (для обеспечения возможности точной верификации данных).
  • Показания приборов учёта должны отображаться в отчётах с учётом коэффициентов трансформации. При этом показания должны храниться без учёта коэффициентов, чтобы исключить возможные ошибки при вводе информации о трансформаторах.
  • Должна быть обеспечена возможность отображения показаний в заданных пользователем единицах измерения.
  • Должна храниться и отображаться информация о технологических операциях по установке и снятию приборов учёта и трансформаторов тока и напряжения.
  • Должна быть обеспечена возможность ручного ввода показаний приборов учёта на момент установки и на момент снятия.
  • Информация о технологических операциях по установке и снятию приборов учёта и трансформаторов тока и напряжения должна учитываться при построении отчётов.
  • Должен быть обеспечен просмотр с помощью простых (без расчётов) отчётов всех показания, считанных с приборов учёта в ходе выполнения заданий на опрос;
  • Должна быть обеспечена возможность расчёта балансов по произвольным группам точек учёта;
  • Должна быть предусмотрена возможность экспорта всех данных системы, включая описание модель энергосистемы и журнала установки/снятия приборов учёта и трансформаторов во внешние информационные системы с помощью стандартных общедоступных программных средств.
  • Должна быть реализована функция централизованной смены тарифного расписания в приборах учёта.
  • Должна быть реализована функция ограничения нагрузки потребителей.
  • Должна быть обеспечена возможность контроля показаний приборов учёта электроэнергии на предмет нарушения заданных уставок. Зафиксированные факты выхода контролируемых параметров за заданные уставками пределы должны сохраняться в специальном журнале и отображаться в отчётах.
  • Администрирование системы может производиться с различных автоматизированных рабочих мест (АРМ) сети.
  • Должна быть предусмотрена возможность распределения вычислительной нагрузки при опросе большого количества объектов учёта между несколькими компьютерами, объединёнными локальной сетью.
  • Должен быть обеспечен защищённый доступ у хранящейся в системе информации через Интернет с помощью Web-интерфейса, работающего в любых распространённых браузерах. Для получения доступа к системе из Интернета пользователь должен проходить процедуру авторизации, указывая своё имя и пароль, заданный администратором. В случае успешной авторизации пользователь может работать только с информацией, право доступа к которой определил для него администратор.

Вышеперечисленный набор требований относится к программному обеспечению, являющегося только частью системы сбора данных. Называть программное обеспечение системой ошибочно. Система сбора данных включает в себя следующие элементы: трансформаторы тока и напряжения, приборы учёта, устройства сбора данных, каналообразующее оборудования и программного обеспечения верхнего уровня. Каждый элемент предназначен для выполнения отдельных функций системы:

  • Измерительные трансформаторы необходимы для подключения приборов учёта к линиям, по которым передаётся большой объём электроэнергии (на которых, соответственно, слишком высокие значения силы тока и напряжения для прямого подключения счётчиков).
  • Приборы учёта необходимы для точного (в соответствии с классом точности) измерения количества и качества потреблённой/отпущенной электроэнергии.
  • Устройства сбора и передачи данных (УСПД), предназначены для группового чтения показаний некоторого количества приборов учёта. Они выполняют функцию преобразования протоколов и интерфейсов, контролируют состояние объектов учёта (фиксируя состояние дискретных сигналов и оперативно проверяя считанные показания на соответствие заданным уставкам), группируют собранные показания для оптимизации трафика при передаче по каналам связи, управляют внешними устройствами (в том числе каналообразующим оборудованием).
  • Каналообразующее оборудование предназначено для установки и поддержки дистанционных каналов связи, шифрования передаваемых данных (при использовании открытых каналов, например, Интернета), сжатия трафика и обеспечения маршрутизации в каналах связи.
  • Программное обеспечение верхнего уровня предназначено для сбора, хранения и отображения данных, подготовленных множеством вышеприведённых элементов системы.

Для эффективного решения задач учёта электроэнергии необходимо придерживаться системного подхода, уделяя должное внимание всем элементам приведённой модели. Создание, распространение и внедрение системных решений требует от разработчиков наличия серьёзных знаний предметной области, профессионализма в выборе каждого элемента и реализации его функций, тщательной проработки вопросов взаимодействия всех элементов системы. Заказчик, выбирая для своих задач системное решение, может рассчитывать на получение положительного эффекта от внедрения.

Выбор разрозненных средств со слабым уровнем интеграции может обернуться множеством проблем при внедрении и эксплуатации, и в результате привести к частичному и малоэффективному решению поставленных задач. Явным примером могут служить попытки использования бесплатного технологического программного обеспечения приборов учёта (так называемых «конфигураторов») в качестве средств для сбора данных. Определить отсутствие системного подхода у разработчиков некоторого решения достаточно просто. Для этого достаточно задать представителям фирмы разработчика несколько вопросов:

  • какие возможности интеграции с внешними информационными системами обеспечивает предлагаемое решение?
  • какие возможности по объединению оборудования различных производителей обеспечивает предлагаемое решение?
  • на какие объёмы данных рассчитано данное решение?
  • на какие каналы связи рассчитано данное решение?
  • какие варианты комплектации существуют, и для каких случаев они предназначены?

Если ответы на эти вопросы будут односложными или неопределёнными, если представитель не в состоянии дать развёрнутый ответ хотя бы на один из вопросов, то предлагаемое решение, скорее всего, не является системным и проработано слабо. Такие решения применять мы не рекомендуем.

Copyright © 2009-2010 «Аналитика».
Промышленная автоматизация: АСУ, АИИС, АСКУЭ
Наш e-mail: info@arm2u.ru