РАСПРЕДЕЛЁННАЯ МНОГОУРОВНЕВАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА УЧЁТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

В.В. Князева, Е.С. Неретин, С.Ю. Соловьёв

В.В. Князева, Е.С. Неретин, С.Ю. Соловьёв

РАСПРЕДЕЛЁННАЯ МНОГОУРОВНЕВАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА УЧЁТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Организация оптового и розничного рынков электрической энергии требует разработки и внедрения систем коммерческого учёта электроэнергии, выполненных на базе современных приборов учёта и программно-технических комплексов, а также отвечающих техническим требованиям рынков.

Современные автоматизированные информационно-измерительные системы коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ) представляют собой комплекс контрольно-измерительной аппаратуры (счётчики электрической энергии, контроллеры – устройства сбора и передачи данных), коммуникаций связи (модемы, кабели и т.д.) и компьютеры с установленным на них специализированным программным обеспечением (ПО).

Основной задачей данной работы является разработка распределённой многоуровневой информационно–измерительной системы учёта электрической энергии для розничного рынка электроэнергии.

АИИС КУЭ – иерархическая система, представляющая собой техническое устройство, функционально объединяющее совокупность

●  измерительно-информационных комплексов точек измерений,

●  информационно-вычислительных комплексов электроустановок,

●  информационно-вычислительного комплекса,

●  системы обеспечения единого времени,

выполняющее функции:

●  проведения измерений,

●  сбора, обработки и хранения результатов измерений и информации о состоянии объектов и средств измерений,

●  передачи полученной информации в контролирующие организации в автоматизированном режиме.

Центральным звеном распределённой АИИС является контролирующая организация – энергосбытовая компания.

Учет электроэнергии подразделяется на кооперативный (СНТ, коттеджные поселки), учёт группы абонентов (многоквартирные жилые дома и офисные здания), промышленные предприятия с коммерческим и техническим учётом, а также абоненты с одной точкой учёта (индивидуальные жилые дома, торговые точки, общекооперативные счетчики) (рис. 1).

Таким образом, все объекты можно разделить на 3 основные группы: промышленные предприятия, учёт группы абонентов и объектов с одной точкой учёта. Расчётным периодом с энергосбытовыми компаниями является месяц, соответственно, 1-го числа каждого месяца со всех объектов учёта считываются месячные данные о потребленной электроэнергии. Для промышленных данных, кроме того, в качестве контроля дополнительно считываются суточные и получасовые данные.

Наиболее простой является архитектура объектов с одной точкой учёта, которая состоит из счетчика электрической энергии и каналообразующей аппаратуры (рис. 2).

Если интерфейс обоих устройств совпадает, то они подключаются
напрямую. Если нет, то между ними ставится соответствующий преобразователь интерфейсов.

АИИС промышленного предприятия может быть построена по двум принципам: на основе устройства сбора и передачи данных (УСПД) или на основе сервера сбора данных.

Решение на основе УСПД (рис. 3а) является оптимальным для автоматизации объектов контроля с ограниченными возможностями использования каналов связи. Сбор данных со счётчиков осуществляется УСПД по интерфейсам RS-485, Ethernet, с помощью GSM–, xDSL-модемов, по выделенным или коммутируемым телефонным линиям.

Решение на основе сервера сбора данных (рис. 3б) является оптимальным для автоматизации объектов контроля с развитой ИТ–инфраструктурой.

Сбор данных со счётчиков осуществляется с помощью преобразователей интерфейсов RS-485/RS-232-Ethernet.

Особенностью учёта группы абонентов является использование большого количества приборов учета.

Построение АИИС КУЭ группы абонентов возможно на основе устройства сбора и передачи данных (УСПД), проложив интерфейсные линии или на основе PLC–технологии.

Особенностями решения на базе УСПД (рис. 4а) являются:

●  возможность использования счётчиков разных типов;

●  наличие резервного канала связи;

●  сбор месячных, суточных данных и данных по интервалам
внутри суток (30, 60 минут и др.);

●  сбор параметров электрической сети (токи, напряжения и др.)

Особенностями решения на базе PLC-технологий (рис. 4б) являются:

●  отсутствие необходимости прокладки интерфейсных линий;

●  сбор месячных и суточных данных об энергопотреблении.

Сбор данных с абонентских счётчиков осуществляется с помощью концентратора Меркурий 225 по силовой сети (Power Line Communications).

УСПД – автономное микропроцессорное устройство, обеспечивающее опрос счетчиков, обработку и хранение результатов измерений,          ведение журнала событий, синхронизацию времени между верхним уровнем и счетчиками.

Возможно подключение счетчиков как с импульсными выходами, так и с кодовыми, подключаемыми по стандартным интерфейсам (RS-232, RS-485, Ethernet).

Со всех объектов учёта информация собирается в центр сбора данных со специализированным программным обеспечением. Типовая структура данного программного обеспечения представлена на рис. 5.

Центральным элементом является база данных Microsoft SQL Server. Для сбора данных служат модули сбора и замещения данных. Для проведения расчётов над полученными данными (например, для расчета годовых данных по объекту, расчёта потерь или раскладки данных по тарифам, если это не предусмотрено счетчиком) разработан «Модуль расчёта».

Для обмена данными между уровнями иерархической системы разработаны модули экспорта и импорта данных.

Для настройки соединения с базой данных и управления правами пользователей предусмотрен «Модуль администрирования».

Программное обеспечение позволяет задавать и изменять конфигурацию системы (рис. 6а), создавать отчёты по полученным данным (рис. 6б), а также отображать данные в графическом (рис. 6в) и табличном виде.

         Таким образом, в результате научно-исследовательской работы произведен анализ требований системам учета электроэнергии розничного рынка, разработаны общая архитектура системы и архитектуры типовых объектов учёта; разработано программное обеспечение для контролирующей организации, позволяющее производить опрос приборов учёта, обработку и хранение полученной информации, а также создавать отчетную документацию.

         В настоящий момент результаты работы применены в создании систем АИИС КУЭ в ЗАО «Дедовский Хлеб», СНТ «Мирный-1» и спортивно-оздоровительном комплексе п. Нахабино Истринского района Московской области.

Литература

1.      Постановление правительства РФ от 31.08.2006 №530 «Об утверждении Правил функционирования розничных рынков электроэнергии в переходный период реформирования электроэнергетики».

2.      Бурмистров А.В. Построение автоматизированной системы учёта электроэнергии и диспетчеризации в сетях 6/10 кВ и 0.4 кВ // Шестой научно-технический семинар «Системы АИИС КУЭ (АСКУЭ) и автоматизация расчётов с потребителями электроэнергии в энергосистемах». Сборник докладов. – М. – 2007. – с. 81-91.

3.   Волокитин Д.А., Резник Ю.О., Соловьёв С.Ю. Программно-технический комплекс «ТопИнфо-АТ»: учёт электроэнергии на розничном и оптовом рынках // ИСУП. – №2. – 2007.