Астуэ. общие положения, применение системы

Потребители услуг

Все современные приборы учёта электроэнергии сконструированы так, что в любой момент могут войти в состав системы учёта (АСКУЭ) и транспортировки (АСТУЭ).

Существуют и приборы, выпущенные очень давно, не имеющие унификации с современными. Это не является препятствием для подключения, так как имеется специальное оптическое устройство, считывающее данные и отправляющее их на ЭВМ. Тем более отключать питание не придётся. Понятно, что современное учитывающее оборудование является компьютеризированным элементом схемы.

Такие приборы занимают лидирующие позиции при проектировании автоматизированных систем. Также существуют модели, промаркированные буквой «Д». Такие приборы тоже могут использоваться. В подобных устройствах имеется контроллер, имеющий телеметрический входной блок, обеспечивающий транспортировку данных. В этом случае применяется двухпроводной связующий канал.

Современные системы учёта развиваются очень быстрыми темпами и привязка к ним старых становится сложнее и дороже. Следовательно, проще и дешевле установить прибор, подходящий без многочисленных стыковок, а старую технику применять где-то в менее важных местах.

Система автоматизированного контроля учёта электроэнергии представляется многоуровневой, сложной схемой со сложными принципами функционирования. Все её компоненты должны быть связаны друг с другом, применять новейшее аппаратное и программное обеспечение.

Монтаж и обслуживание необходимо производить руками персонала с высшей квалификацией. Тогда система будет работать чётко и безотказно.

  • Мосэнергосбыт, работающий в Центральном регионе с многоквартирными домами.
  • ЗЕВС-Энерго, обслуживающая Поволжье.
  • Из энергетических компаний следует выделить казахскую организацию KEGOC.

Все они обладают мощными сетями, покрывающими огромные территории и имеют АСКУЭ собственной разработки.

Технические параметры

Так как надёжность работы системы АСКУЭ напрямую зависит от первого блока, то все базовые требования должны предъявляться исключительно к приборам учёта. Точность определения указывает на правдивость полученных данных. Не менее важным показателем системы является максимально допустимая погрешность в процессе трансфера данных. Этот момент требует небольшого уточнения. Итоговый телеметрический выход агрегата транслирует последовательность импульсов с частотой, которая соответствует потребляемой мощности. Тепловые шумы и помехи могут вносить серьёзные погрешности в итоговые данные, что влияет на отчёт.

Избежать распространённых проблем можно в том случае, если вся собранная информация будет передаваться в двоичном коде. Высокий и низкий импеданс сигнала должны соответствовать «1» и «0». Эксперты также используют кодировку контрольной суммы, что позволяет проверить достоверность данных. Многие специалисты ошибочно полагают, что цифровая форма передачи информации защищена от погрешностей, но она лишена конкретики. Это связано с тем, что протокол всегда допускает определённую вероятность ошибки. Такой недостаток в той или иной степени присущ любым системам передачи данных.

Основные элементы АСКУЭ

Как видите, автоматизированная система учета включает в себя ряд элементов (подразделений), которые выполняют определенные задачи. Подобную структуру принято разделять на три уровня. Расскажем детально о назначении каждого из них.

Элементы первого уровня

К таковым относятся электронные приборы учета, у которых имеется специальный модуль, позволяющий отправлять сигналы в центр сбора. В России практикуется использование интерфейса RS-485, это стандарт асинхронной передачи данных, применяемый в системах автоматизации. Его упрощенная организация представлена ниже.

Организация интерфейса RS-485

Основной недостаток подобного устройства – ограничение количества приемо-передатчиков, их не может быть более 32. Выходом из этого может быть каскадирование системы, а именно установка сумматоров, «аккумулирующих» данные от различных источников. Изображение такого прибора показано на рисунке 7.

Рисунок 7. Устройство сбора и передачи данных (УСПД)

Обратим внимание, что разработка АС на базе интерфейса RS-485 велась в то время, когда использование GSM было экономически не обосновано. На текущий момент ситуация радикально изменилась

Связующее звено (элементы второго уровня)

Данный уровень используется для организации транспортировки данных к центру обработки. На текущий момент большинством приборов учета используется интерфейс RS-485, несмотря на то, что данный способ является явно устаревшим. Сложившаяся ситуация вызвана инертностью структур, отвечающих за стандартизацию, что несколько притормаживает внедрение новой технической базы.

Центр обработки (завершающее звено)

Данный элемент представляет собой АПК, в который поступают и обрабатываются информационные сигналы. Его характеристики напрямую зависят от объема поступающих данных и наличия дополнительных функций системы. Исходя из этих технических условий, для комплекса АС подбираются компьютерные мощности и программное обеспечение.

Цель создания системы АСКУЭ и АИИС КУЭ

Внедрение системы АСКЭУ позволит любому потребителю:

  • Измерять объемы потребленной электроэнергии без «ручного» съема показаний. Проще говоря, после внедрения АСКЭУ не нужно будет каждый месяц 30 числа приходить и записывать показания счетчика. Система сделает это автоматически.
  • Контролировать почасовый, посуточный,  понедельный расход электрической энергии;
  • Осуществлять автоматический сбор, обработку и хранение данных об объемах потребленной электроэнергии;
  • Рассчитывать балансы электроэнергии и контролировать «утечки» электроэнергии;
  • Анализировать потребление электроэнергии;
  • Получать мгновенную информацию обо всех неисправностях учета.

Все вышеописанное здесь позволяет потребителю значительно снизить свои затраты на электрическую энергию.

Как и за счет чего это происходит? Давайте разбираться.

Техническое обеспечение автоматизированных систем коммерческого учёта электроэнергии

  • Установка во всех групповых точках потребления современных электронных приборов учёта электроэнергии, с возможностью дистанционного снятия параметров в реальном времени (компьютерная или специализированная сеть).
  • Разработка и подключение к приборам учёта специальных модулей сумматоров с внутренней памятью, которые будут накапливать данные, и разделять их по тарифной классификации. Эти модули должны быть обеспечены автономным (резервным) питанием.
  • Прокладка проводных линий связи между приборами учёта, накопителями данных и центрами обработки информации. Обмен данными может быть организован с помощью беспроводных сетей или с использованием Internet. Линии связи должны предусматривать отправку отчетов в реальном времени на абонентское устройство потребителя, для обеспечения контроля за формированием сводных данных. Каналы защищаются от несанкционированного подключения (кодирование). В первую очередь, это делается для защиты от взлома и предоставления искаженной информации.
  • Обустройство центров обработки информации (ЦОИ), оснащенных быстродействующими вычислительными системами (серверами). Необходимо также предусмотреть возможность подключения к ЦОИ систем удаленного доступа, чтобы не привязывать операторов к физическому рабочему месту.
  • Оснащение серверов и компьютеризированных рабочих мест профильным программным обеспечением. При использовании удаленного доступа, необходима установка программ, работающих под управлением мобильных операционных систем.
  • В идеале, доступ к информации должна иметь компания энергосбыта. Для эффективной работы автоматики, автономное оборудование устанавливается и на трансформаторных подстанциях.

Функциональные задачи СКУД

Среди большого количества решаемых системой задач, можно выделить следующие основные:

  • борьба с промышленным шпионажем;
  • сохранность материальных ценностей;
  • контроль от проникновения лиц с вредным идеологическим уклоном (организация саботажа);
  • организация учета рабочего времени (контроль за опозданиями или преждевременным уходом работающих сотрудников);
  • защита коммерческой и другой конфиденциальной информации;
  • отслеживание и регулирование количества посетителей объекта;
  • контролирование въезжающих и выезжающих с территории объекта транспортных средств;
  • запрет доступа на объект обычным гражданам, пытающимся попасть на территорию просто ради любопытства.

Разработка и внедрение АСКУЭ

Компания «Инженерный центр «ЭНЕРГОАУДИТКОНТРОЛЬ» предоставляет услуги по разработке и интеграции автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) в Москве и регионах на предприятиях любых отраслей промышленности. В том числе выполняются следующие работы:

  • предварительное обследование для получения информации, необходимой для разработки проекта;
  • проектирование АСКУЭ;
  • поставка оборудования и материалов для монтажа системы;
  • установка АСКУЭ на предприятии и выполнение пусконаладочных работ;
  • гарантийное и послегарантийное обслуживание системы.

Какие системы интеллектуального учёта бывают?

По способу (технологии) связи ИСУ могут использовать основные технологии:

(1) Передача данных по низковольтной несиловой сети(2) Передача данных по силовой сети(3) Передача данных по радиоканалу

  • Большой радиус охвата – до 10-15 км по прямой в отсутствии преград;
  • Возможность подключения многочисленных устройств (различных типов счетчиков, устройств умного дома) в радиусе приёма базовой станции;
  • Стоимость базовой станции, её монтажа и обслуживания в расчёте на одну точку учёта в некоторых случаях может оказаться ниже, чем стоимость УСПД на точку.
  • Отсутствие единых стандартов, новизна системы;
  • Необходимость проектирования сети базовых станций, обеспечивающих гарантированное покрытие отдельного населённого пункта – необходим проект, расчёты и испытания на местности;
  • Необходимость аренды места (договоров с собственниками, управляющими организациями) высоких зданий для размещения базовой станции, антенны, подвода питания – это усложняет логистику по сравнению с установкой УСПД, требующей небольшого пространства во вводном устройстве или отдельного запирающегося ящика на стене;
  • Невысокая скорость передачи (однако, это ограничение некритично для систем учёта, где опрос счётчиков должен происходить либо раз в сутки для точек учёта свыше 150 кВт, либо раз в неделю для всех остальных: населения и юрлиц менее 150 кВт, составляющих до 80-90% всех точек);
  • При прохождении через стену, перекрытие сигнал ослабляется, возможно появление какой-то доли приборов с неустойчивой связью (потребуется выносить антенну прибора в более «ловимое» место);
  • В маленьких населённых пунктах, коих тысячи в каждой области Европейской России (от одной до 10 точек учёта в каждом) это решение будет непомерно дорого в расчёте на точку учёта;
  • Наконец, одним из законодательных ограничений является требование ПП 890: количество счётчиков с функцией ограничения, контролируемых такой станцией, не должно превышать 750. То есть, вместо того, чтобы распределить стоимость такой станции на тысячи или даже десятки тысяч устройств в зоне досягаемости, мы должны прописать в неё не более 750 счётчиков прямого включения).
    Зачем такое ограничение?
    Это ограничение введено для минимизации риска того, что нарушитель, завладев доступом к такому устройству, одновременно сможет обесточить большое количество потребителей…

(4) Приборы учёта со встроенным GPRS-модемом

По принадлежности (собственности)

  • Сетевым компаниям – это все точки учёта, кроме тех, что участвуют в оптовом рынке, а также кроме многоквартирных домов. В регионе может быть несколько сетевых организаций: одна крупная, входящая в ПАО «Россети», и несколько небольших, принадлежащих разным собственникам и муниципалитетам. Они должны наладить безвозмездный обмен данными в той части, которая касается приборов учёта на границе их сетей и потребителей, которые присоединены к сетям нескольких собственников;
  • Гарантирующим поставщикам (это энергосбытовая компания, которая продаёт энергию и выставляет счета потребителям своего региона). Это системы, охватывающие учёт на вводах в многоквартирные дома и счётчики внутри дома, в том числе предпринимателей на первых этажах, в подвалах, нежилых помещениях, если они присоединены к внутридомовой сети. Если такое помещение питается отдельным вводом, то его счётчик относится к ИСУ, принадлежащей сетевой компании – так определил законодатель. При этом гарантирующие поставщики и сетевые организации безвозмездно обмениваются данными своих ИСУ – для того, чтобы потребитель не искал, у кого же в личном кабинете или мобильном приложении данные его приборов;
  • Застройщикам – те интеллектуальные приборы учёта, которые будут установлены застройщиками в домах, остаются в их собственности, законодатель говорит лишь о передаче их в эксплуатацию гарантирующим поставщикам.
  • Существуют также системы АИСКУЭ, не являющиеся интеллектуальными (то есть не подходящие под минимальные требования ПП 890), которые принадлежат разным собственникам – управляющим организациям в многоквартирных домах и в офисных зданиях, дачным и садоводческим объединениям, промышленным предприятиям, участникам оптового рынка электроэнергии.

требования к безопасности единая кодировка всех точек учёта

В чём преимущества АСКУЭ по сравнению с традиционным энергоучётом

Автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии позволяет обеспечить точность и прозрачность взаиморасчётов между поставщиками и потребителями, а также реализует:

  • точное измерение параметров поставки и потребления энергоресурса;
  • непрерывный автоматический сбор данных с приборов учёта с отправкой на сервер и визуализацией в личном кабинете;
  • ведение контроля за энергопотреблением в заданных временных интервалах;
  • постоянное накопление и долгосрочное хранение данных даже при выключенном электропитании приборов учёта;
  • быструю диагностику данных с возможностью выгрузки информации за текущий и прошлый периоды;
  • анализ структуры энергопотребления с возможностью её корректировки и оптимизации;
  • оперативное выявление несанкционированных подключений к сети энергоснабжения или безучётного потребления;
  • фиксацию даже незначительных отклонений всех контролируемых параметров;
  • возможность прогнозирования значений величин энергоучета на кратко-, средне- и долгосрочный периоды;
  • удалённое отключение потребителей от сети с возможностью обратного включения.

Как следствие из вышеназванных факторов, внедрение АСКУЭ способствует энергосбережению, благодаря чему система в среднем окупает себя в пределах одного года.

Пора уже внедрять дистанционный способ снятия показаний приборов учета и автоматизированную обработку данных. Для этого у ресурсоснабжающих организаций есть все возможности.

Александр Варфоломеев, заместитель председателя комитета Совета Федерации по социальной политике

Таким образом, Правительство России однозначно отвечают на вопрос, нужна ли АСКУЭ. Проблемы, которые оно оставляет поставщикам электроэнергии, промышленным потребителям, управляющим компаниям и ТСЖ, сводятся к выбору оптимального оборудования для её проектирования и внедрения.

С точки зрения возможностей оптимизации учёта и энергопотребления, которые даёт АСКУЭ, минусы у системы практически отсутствуют. Они, конечно, есть, и связаны с конкретным её воплощением. Так, основными недостатками монтажа системы проводных АСКУЭ являются высокая стоимость и риск обрыва сети. Среди минусов беспроводных решений на базе GSM-протоколов следует выделить необходимость инсталляции сим-карты в каждый прибор учёта, высокую стоимость модемов, нестабильность сигнала при размещении счётчиков внутри железобетонных зданий или металлических шкафов.

Эти проблемы снимают решения для «умных домов» на базе ZigBee, М-Bus и Z-Wawe, однако радиус их действия (до 50 м) требует подключения дополнительных ретрансляторов, что увеличивает стоимость установки АСКУЭ и, соответственно, срок её окупаемости.

Как показывает анализ и сравнение современных технологий автоматизации энергоучёта, самым экономичным решением для внедрения АСКУЭ является технология LPWAN. Автоматизированная система, выстроенная по этой технологии не нуждается в дополнительном оборудовании: каждый прибор учёта одновременно является устройством сбора и передачи данных (средний уровень структуры АСКУЭ). При этом, его стоимость не намного превышает розничную цену обычного умного счётчика с аналогичными характеристиками.

Система «СТРИЖ» использует технологию LPWAN с радиусом действия 10 км, без концентраторов и ретрансляторов.

Система автоматизации учета электроэнергии для МКД, РСО и СНТ

В продолжение статьи:

Что делает интеллектуальный счётчик?

  • Внешне он похож на обычный счётчик, возможно, только небольшая антенна может указать на то, что счётчик — интеллектуальный;
  • Клеммная коробка (в неё входят 2 провода «фаза» и «ноль», и выходят 2, если счётчик однофазный) и корпус счётчика опломбированы электронной пломбой – при их вскрытии происходит запись в журнал событий (и на экране появляется значок вскрытия), при этом журнал находится в энергонезависимой памяти и не стирается при отключении питания. В журнал записывается и возникновение проблем в «железе» и «софте» прибора, отключение от сети и включение в сеть, критические изменения параметров качества. Контролируются и магнитные поля – так, если модуль вектора магнитной индукции превысил 150 мТл, это записывается как событие с фиксацией даты и времени;
    Магнит и счётчик
    Никогда не подносите к интеллектуальному счётчику магнит – ему это, как правило, не повредит, но вы будете обвинены в попытке вмешательства в работу прибора!
  • Для доступа к параметрам прибора (с подключением к прибору напрямую через оптопорт, RS-485 или с сервера), потребуется идентификация и аутентификация (то есть вход под логином и паролем);
  • Счётчик измеряет энергию не только на приём, но и на отдачу. Параллельно отметим, что теперь в России законодательно разрешена установка в индивидуальном доме ветряка или солнечной батареи до 15 кВт мощности. Интеллектуальный счётчик будет учитывать каждый час, сколько вы потребили, и сколько поставили в сеть;
  • Счётчик считает энергию по часам – да, 24 часа в сутки (с хранением не менее 90 суток), при этом считает и активную энергию (ту, за которую потребитель, собственно, и платит), и реактивную (эта составляющая общей энергии, которая создаётся, например, в электродвигателях, и «гуляет» по сети, искажая параметры и создавая потери). Возможно производить учёт энергии даже ежеминутно (правда, доступная память будет израсходована быстрее). Класс точности для населения и малого бизнеса 1.0 по активной энергии (то есть погрешность измерения укладывается в 1%, это в 2 раза меньшая погрешность, чем сейчас у обычных счётчиков) и 2.0 по реактивной;
  • Счётчик имеет встроенные часы погрешностью не более 5 сек/сут, встроенный источник питания для них (то есть время не сбивается при отключении питания), с синхронизацией с внешним источником сигналов времени;
  • Наконец, одна из важнейших функций – встроенный коммутационный аппарат ограничения/отключения потребления. Он производит ограничение (уменьшение мощности или полное отключение – в зависимости от прибора) при получении сигнала с сервера. Это могут быть плановые ограничения или ограничения за неуплату. Но счётчик может быть запрограммирован на отключение при превышении заданных параметров в сети, потребляемой мощности, попытке несанкционированного доступа. Фиксация в положении «отключено» и «включено» возможна и на корпусе прибора. Конечно, если счётчик трансформаторного включения, он не может содержать такого реле;
  • При этом интервал между поверками такого сложного прибора остаётся практически таким же, как и у обычных приборов учёта: не менее 16 лет для однофазных и не менее 10 лет для трёхфазных. (Поверка – это подтверждение соответствия средств измерений метрологическим характеристикам, производится на специальном оборудовании).

Как это функционирует

Начнем с задач, которые выполняет автоматизированная система контроля и учёта расходования электроэнергии:

  1. Сбор данных с каждого индивидуального потребителя (группы потребителей) о расходе электрической энергии в текущий момент времени, и за определенный период.
  2. Передача данных с приборов контроля в единый центр обработки информации (ЦОИ). Информационные каналы невозможно перехватить или обойти, поскольку связь по ним кодируется.
  3. Обработка полученной информации, ее систематизация, получение сводных отчетов и текущей картины энергопотребления в реальном времени. Выполняется с применением вычислительной техники.

То есть, АСКУЭ позволяет с высокой степенью достоверности собрать информацию о потреблении энергии с объекта (группы объектов). При этом минимизируются возможные ошибки и сознательное искажение информации, что нередко встречается при ручном сборе данных (исключается пресловутый человеческий фактор). Это позволяет предотвратить несанкционированное подключение и незаконный отбор электроэнергии. Поэтому, крупные энергетические операторы приветствуют внедрение подобных технологий.

Кроме того, монтаж АСКУЭ на протяжении всей цепочки от электростанции, до конечного потребителя, в конечном итоге дает существенную экономию энергоресурсов. Не говоря уже о снижении издержек производящих компаний энергоснабжения, возникающих при несоответствии переданных мощностей с показаниями внутренних приборов учёта потребителя.

Задачи, которые решают производитель и потребитель электроэнергии

  • Энергоснабжающие компании не тратят много времени и средств на выявление несанкционированного отбора электричества. Кроме того, при систематизации данных об уровне потребления, единые энергетические системы регионов и всей страны, могут своевременно распределять мощности для исключения критических точек избыточной нагрузки.
  • Потребитель контролирует свои расходы, благодаря чему экономит финансы. Автоматизированный учёт позволяет зачисление денег без необходимости снятия показаний с электросчетчиков, вычислений стоимости по тарифам, ручной оплаты счетов. Достаточно установить на компьютеры организации программное обеспечение, для учёта и формирования оплаты за электроэнергию.
  • Кроме того, работа с автоматизируемым контролем позволяет проводить анализ параметров стоимости, и выбирать цены за потребляемую электроэнергию с различными тарифами: включая разграничение по времени суток.

Требования к монтажу

Любое внедрение системы должно начинаться с проектирования. От правильности всех расчётов зависит успешная установка и подключение АСКУЭ. Профессиональное проектирование обязательно должно учитывать особенности объекта, ресурсы, а также объёмы производства компании. На основании полученных расчётов итоговое количество и разновидность используемого оснащения при установке системы может подвергаться изменениям. Благодаря этому появляется дополнительное время для подбора нужных приборов, которые точно будут соответствовать всем заявленным требованиям.

Вам это будет интересно Как расшифровать аббревиатуру КИПиА и чем занимается киповец

Только после проведения всех расчётных и проектировочных работ специалисты могут приступать к установке АСКУЭ. Эта процедура состоит из нескольких основных этапов:

  • Установка обязательного оборудования (модемы, приборы учёта, компьютеры, серверы).
  • Прокладка и последующий монтаж кабельных линий.
  • Подключение приобретённого оборудования.
  • Финальная наладка системы.

Стоит отметить, что все работы по установке и подключению АСКУЭ могут выполняться исключительно подрядными компаниями. В обязанности экспертов входят следующие мероприятия:

  • Тщательное изучение объекта. Выбор наиболее подходящего оборудования, а также поэтапное составление проектной документации.
  • Обязательное согласование в органах Энергосбыта. После одобрения планов специалисты могут приступать к монтажу и пусконаладочным работам.
  • Настройка компьютерного оснащения, консультация потребителей. В течение указанного в документах срока клиент может бесплатно обратиться за гарантийным обслуживанием оборудования.

Установка инновационной системы АСКУЭ должна осуществляться в строгом соответствии с чёткими требованиями и пожеланиями заказчика. Сам эксперт должен полагаться ещё и на конкретные данные объекта. Итоговый результат зависит не только от проектирования и монтажа, но и от настройки. На финальном этапе должны быть установлены правильные опции.