Счётчик статический активной энергии однофазный «Гран-Электро СС-101»
Для связи с внешними устройствами счетчик имеет два независимых последовательных канала связи:
1) оптический порт, выполненный по рекомендации МЭК 1107;
2) цифровой интерфейс - MBUS, токовая петля или RS485 (в зависимости от модификации счетчика).
Оптический порт предназначен для работы на короткое расстояние (до 1,5 м) через считывающую головку оптического интерфейса, выполненную в соответствии с рекомендациями МЭК 1107, например, адаптер АПС74, и используется для оперативной работы непосредственно на месте установки счетчика.
Оптический порт имеет фиксированные параметры обмена:
1) скорость обмена - 2400 бод;
2) тип паритета - четность;
3) число информационных бит - 8;
4)число стоповых бит - 1.
Цифровой интерфейс (MBUS или токовая петля, или RS485) предназначен для включения в систему АСКУЭ.
Параметры обмена для цифрового интерфейса могут быть установлены в следующих пределах:
1) скорость обмена - от 100 до 19200 бод (шаг 1 бод);
2) тип паритета - нет, четность, нечетность;
3) число информационных бит - 8;
4) число стоповых бит - 1.
Счетчик позволяет проводить сеансы обмена по обоим каналам связи одновременно. На рисунке 2.3 представлено расположение портов на корпусе счетчика.
Рисунок 2.3 – Счётчик «Гран-Электро СС 101»
ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Характеристика АСКУЭ
Автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии обеспечивает коммерческий учёт электроэнергии (мощности).
Коммерческий учёт электрической энергии (мощности) - процесс измерения количества электрической энергии и определения объема мощности, сбора, хранения, обработки, передачи результатов этих измерений и формирования, в том числе расчетным путем, данных о количестве произведенной и потребленной электрической энергии (мощности) для целей взаиморасчетов за поставленные электрическую энергию и мощность, а также за связанные с указанными поставками услугах[1].
Системы энергоучёта позволяют производить учёт потребления электроэнергии и тепла на объектах жилого, коммерческого и производственного назначения. Системы могут учитывать потребление энергоресурсов на уровне дома, районов, города, населённого пункта с единым диспетчерским и финансовым центрами.
АСКУЭ объединяет в себе:
1) измерительные трансформаторы тока и напряжения;
2) первичные приборы (счетчики электроэнергии различных типов от различных производителей);
3) устройство сбора и передачи данных (УСПД);
4) сервер БД, АРМ пользователей;
5) развитые средства сбора и доставки данных – система поддерживает сбор данных по различным системам связи.
Выполняемые функции АСКУЭ:
1) учет электроэнергии;
2) сочетание функций контроля, учета и управления;
3) построение локальных и распределительных иерархических систем;
4) адаптация к любым объектам и схемам энергосбережения;
5) интеграция в состав автоматизированных систем предприятия с передачей данных в информационные системы предприятия;
6) реализация привычной среды Windows;
7) реализация базы данных на Microsoft SQL Server, Oracle Database, Firebird.
В Республике Беларусь (согласно ТКП 308-2011) АСКУЭ — система технических и программных средств для автоматизированного сбора, передачи, обработки, отображения и документирования процесса выработки, передачи и (или) потребления электрической энергии (мощности) по заданному множеству пространственно распределённых точек их измерения, принадлежащих объектам энергоснабжающей организации или абоненту.
Особенности и преимущества АСКУЭ:
1) многотарифный расчет с поставщиками, потребителями электроэнергии на основе точных, достоверных, легитимных и оперативных данных учёта;
2) повышение эффективности энергопотребления и энергосбережения за счёт дистанционной автоматизации энергоучёта в реальном масштабе времени;
3) оперативное определение баланса электроэнергии и мощности по предприятию и его структурам с выявлением потерь;
4) сокращение затрат на обработку информации экономическими подразделениями предприятия за счет получения оперативной и достоверной информации об энергопотреблении в электронном виде.
Система строится на базе отдельных функционально законченных компонентов и масштабируется от небольших узлов учета до систем учета крупных энергообъектов.
Рассматривать строение АСКУЭ целесообразно, разбив ее мысленно на некие блоки. Таких блоков будет три. Это общепринятая и наиболее распространенная компоновка, которая составляет основу системы.
Блок №1 включает в себя приборы учета энергии, которые представляют собой электронный либо индукционный электросчетчик. Они устанавливаются у потребителя. Если установлен счетчик нового типа (электронный), то сбор информации производится через встроенный специальный порт связи. На данный момент большинство производимых приборов учета оснащены интерфейсом для включения в АСКУЭ. Если же счетчик старого образца, то есть индукционный, то применяется считывающее устройство и передача данных ведется уже непосредственно с этого датчика.
Блок №2 выполняет функцию связи. Показания, собранные с помощью первого блока с потребителей должны быть переданы и надежно защищены от неправомерного доступа. Выполнить данную функцию возможно посредством монтажа следующих линий связи:
1) мобильная связь различных стандартов GPRS, 3G, либо по Wi-Fi;
2) телефонные линии связи;
3) передача с помощью сети интернет;
4) совокупность всех способов, для наилучшей работы системы.
Блок №3 представляет собой совокупность современных специализированных средств компьютерной обработки полученных данных. С его помощью показания счетчиков будут собраны, обработаны и проанализированы. Технически он состоит из какого-либо сервера или компьютера с установленным программным обеспечением, которое позволит оптимально настроить все части системы.
Если визуально представить систему, то она будет иметь вид, представленный на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – Схема АСКУЭ
В свою очередь рисунок 3.2 демонстрирует схему АСКУЭ многоэтажного дома.
Рисунок 3.2 – Схема АСКУЭ 100-квартирного жилого дома
Структурная схема АСКУЭ
Система коммерческого учета представляет собой совокупность взаимосвязанных общественных (юридических, административных и др.) отношений и собственно технических и программных средств реализации коммерческого учета. Основным продуктом системы коммерческого учета на рынке электроэнергии и энергоносителей является учетная информация, используемая для оформления финансовых документов по расчетам между субъектами рынка в целях расчета режимов электропотребления, определения и прогнозирования всех составляющих баланса электроэнергии (выработка, отпуск, потери), определения стоимости и себестоимости производства, передачи и распределения электрической энергии и мощности.
АСКУЭ компонуются на объекте эксплуатации из серийно выпускаемых агрегатных средств измерений, внесенных в Государственный реестр средств измерений. Для полной реализации своего назначения современная АСКУЭ должна строиться исключительно как многоуровневая система, состоящая из нижнего, среднего и верхнего уровней. Схема современной многоуровневой АСКУЭ представлена на рисунке 3.3. ИК –измерительный канал, УСПД – устройство сбора и передачи данных, ПК – персональный компьютер.
Рисунок 3.3 – Схема трехуровневой АСКУЭ
АСКУЭ разрабатываются для различных по масштабу и сложности предприятий – от простейших с несколькими счётчиками до территориально распределённых с сотнями и тысячами счётчиков. Системы строятся на базе центров сбора и обработки данных. Преобразования выходных сигналов измерительных трансформаторов в цифровую форму и вычислительные функции учета электрической энергии выполняются электронными счетчиками. Для подключения счетчиков с импульсными выходами и сбора информации в системе используются сумматоры. Представление информации по всем счетчикам и сумматорам обеспечивают компьютеры и устройства сбора и передачи данных (УСПД) со специальным программным обеспечением. Центры сбора и обработки данных объединяют технические и программные средства позволяющие собирать данные коммерческого учета со следующих элементов:
1) счетчиков электроэнергии серии «Альфа» («Альфа», «ЕвроАльфа», «А1700», «А1800» и «А1140»), СП ООО «Эльстер Метроника», объединенных или через мультиплексоры расширители МПР-16 (необязательный элемент) или через интерфейсы в различных комбинациях из набора «RS-232», «RS-485», «RS-422», ИРПС (токовая петля);
2) устройств сбора и передачи данных (УСПД) (необязательный элемент) серии «RTU-300». УСПД могут быть связаны в сеть на основе интерфейса «RS-485» (Ethernet). УСПД обеспечивают сбор данных со счетчиков с цифровым или импульсным (телеметрическим) выходом;
3) комплексов аппаратно-программных средств (КАП) для учета электроэнергии на основе УСДП серии «RTU-300» или серии «СЭМ-1»;
4) других центров сбора и обработки данных ИВК «Альфа-центр» (только многопользовательская версия ПО).
Все модификации счетчиков имеют возможность отображать на жидкокристаллическом индикаторе напряжения, токи, активную (реактивную) и полную мощность 3-х фазной системы.
Максимальное число счетчиков, которые может поддерживать ИВК «Альфа-центр», зависит от типа используемого RTU, числа заданных тарифов, числа образуемых групп, глубины хранения архивных данных в устройствах серии «RTU-300» и может достигать 256 штук. Для непосредственного опроса отдельных УСПД или опроса счетчиков подключенных к одному мультиплексору (например, в случае повреждения линии связи), предусматривается использование переносного портативного компьютера типа NoteBook с последующей загрузкой данных в центр сбора и обработки данных. Измерительно-вычислительный комплекс «Альфа-Центр» решает следующие задачи:
1) измерение параметров, указанных в таблице 3.1;
2) автоматические расчеты в соответствии с описаниями расчетных групп и соответствующих им описаниям временных зон;
3) ведение архивов по результатам расчетов;
4) диагностика полноты данных;
5) поддержание единого системного времени с целью обеспечения синхронных измерений;
6) отслеживание превышения мощности заданных лимитов.
Таблица 3.1 – Параметры, измеряемые ИВК «Альфа-Центр»
| Наименование параметра | Примечание |
| Показания счетчиков | Расчет ведется по активной, реактивной мощности в двух направлениях. |
| Средние мощности на интервале усреднения 1/3/5/10/15/30 мин | Расчет ведется по активной, реактивной мощности в двух направлениях. При этом с разных точек учета могут сниматься профили с разными интервалами усреднения, но коммерческий интервал устанавливается единый на всю систему. |
| Максимальная средняя мощность на коммерческом интервале с учетом временных зон | Расчет ведется по расчетным группам с раскладкой по временным зонам. Временные зоны могут назначаться с дискретностью до 1-ой минуты. Вариантов разбиения суток на временные зоны может быть неограниченное количество (варианты временных зон). Привязка вариантов временных зон производится к расчетным группам. |
| Потребление активной и реактивной энергии (включая переток) за сутки, месяц, год | Расчет ведется по расчетным группам в целом и с раскладкой по временным зонам. |
| Индикация ряда параметров электрической энергии | Для непосредственного опроса счетчиков «Альфа» и «ЕвроАльфа». «А1700» без нормирования точности: частота, пофазные токи и напряжения, пофазные углы сдвига между токами и напряжениями, пофазная мощность |
3.3 Общие требования к системе АСКУЭ
Технические средства АСКУЭ для промышленных предприятий могут включать в себя:
1) измерительные трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН);
2) электронные счетчики электрической энергии с цифровым интерфейсом для АСКУЭ коммерческого учета, а также электронные и индукционные счетчики с импульсными выходами для АСКУЭ технического учета;
3) устройства сбора и передачи данных (УСПД);
4) средства телекоммуникации между объектами АСКУЭ и Центрами сбора и обработки информации АСКУЭ;
5) вычислительные средства обработки информации Центров сбора и обработки информации АСКУЭ (сервера, рабочие станции, отдельные компьютеры).
АСКУЭ коммерческого учета предприятия должна работать в реальном масштабе времени и в автоматическом режиме дистанционно передавать (принимать) данные учета и сервисную информацию в АСКУЭ энергоснабжающей и (или) энергосбытовой организации.
Сбор данных измерения и учета электроэнергии должен производиться в АСКУЭ коммерческого учета только по цифровому интерфейсу с помощью УСПД и (или) устройств связи, соответствующих нормативно- техническим требованиям, принятым в Республике Беларусь.
Система коммерческого учета должна считывать, передавать по каналам связи и помещать в базу данных энергоснабжающей и (или) энергосбытовой организации следующую информацию:
1) получасовые значения активной и реактивной мощности обоих направлений;
2) суммарные, за сутки, за месяц значения активной и реактивной энергии обоих направлений по тарифным зонам на момент считывания (по возрастанию), фиксируя дату и время считывания;
3) значения активной и реактивной энергии обоих направлений по тарифным зонам по окончании суток и по окончании месяца;
4) значения токов, напряжений, частоты (при необходимости).
АСКУЭ коммерческого учета должна обеспечивать синхронизацию времени во всех счетчиках, входящих в систему.
Система коммерческого учета должна дать возможность в режиме реального времени обратиться к любому счетчику, зарегистрированному в системе, для считывания необходимых данных, не используя никакой дополнительной аппаратуры/программ на своем рабочем месте.
Контролирующему персоналу системы, имеющему полномочия, разрешить в режиме прямого доступа просмотреть данные параметризации, а при необходимости разрешить параметризировать счетчик.
Обзор существующих АСКУЭ
ПО «Матрикс»: Отличительными особенностями комплекса АСКУЭ на базе ПО Matrix AMM по сравнению с предшественниками являются:
1) Поддержка двух современных технологий: PLC (SFSK) и беспроводную Zig Bee совместимую связь стандарта IEEE802.15.4 для обмена данными между приборами учета и устройствами сбора-передачи данных (УСПД), что позволяет обеспечить стопроцентный сбор данных при относительно небольших финансовых и трудозатратах.
2) Использование новейших smart-счетчиков типа МТХ1 и МТХ
3) Использование современных каналов связи между УСПД и центром мониторинга – GPRS/GSM, Ethernet, USB.
4) Открытое прикладное программное обеспечение на базе системы управления базами данных MySQL, позволяющее организовать автоматический экспорт учетных данных в систему биллинга и импорт идентификационных данных абонента в АСКУЭ-Быт.
5) Возможность автоматизированного сбора учетных данных о потребленной электроэнергии с приборов учета, оснащённым импульсными выходами, в т.ч. воды, газа и тепла с помощью внешних радио-модулей.
6) Обеспечение верификации данных и их хранение в необработанном виде на нескольких уровнях комплекса (1-й уровень – счетчики, 2-й уровень – УСПД, 3-й уровень – сервер СУБД).
ПО «Альфа-центр» – технология и программное обеспечение для работы на оптовом и розничном рынках электроэнергии. Применяется в ОГК, ТГК, ФСК ЕЭС, МРСК, Русгидро, ИнтерРАО, РЖД, Газпром и еще на более чем 4000 предприятий России и СНГ. Измерительно-вычислительные комплексы (ИВК) АСКУЭ «Альфа-центр» предназначены для измерения и учёта электрической энергии и мощности, а также автоматического сбора, обработки и хранения данных со счётчиков электроэнергии и отображения полученной информации в удобном для анализа виде. Программные пакеты серии АС «Альфа-центр» позволяют удовлетворить потребности в автоматизации коммерческого и технического учёта электроэнергии как потребителей с несколькими счётчиками, так и распределённых предприятий уровня АО «Энерго» с большим количеством объектов и пользователей. Все варианты программного обеспечения полностью совместимы на уровне справочников и данных. Технология «Альфа-центр» позволяет создавать АСКУЭ как для небольших предприятий с 1–5 точками учёта, так и распределённые системы сбора и обработки данных с тысячами точек учёта.