Коммерческий учет электроэнергии. Технический учёт энергоресурсов предприятия

Любое современное промышленное предприятие потребляет значительный объем энергоресурсов в разных формах. В том числе для обеспечения своей жизнедеятельности и технологических процессов предприятия различных отраслей потребляют электроэнергию и трубные энергоресурсы (отопление, горячее водоснабжение и т.д.). Затраты на приобретение энергоресурсов составляют значительную долю в себестоимости готовой продукции, что обуславливает актуальность энергосбережения. В свою очередь, энергосбережение невозможно без точного учета. Поэтому первым шагом для снижения затрат будет внедрение системы комплексного учета энергоресурсов.

Что такое комплексный учет энергоресурсов?

Комплексный учет энергоресурсов предусматривает построение единой автоматизированной системы, которая собирает показания со всех приборов первичного учета, которые измеряют потребление электроэнергии и других ресурсов. Информация с приборов учета поступает на устройство сбора данных и передается на сервер, где затем осуществляется их обработка. В результате предприятие получает развернутую картину потребления энергоресурсов и значительный объем аналитической информации, необходимой для оптимизации потребления.

Преимущества комплексного учета энергоресурсов

Внедрение системы комплексного учета энергоресурсов имеет целый ряд преимуществ перед использованием отдельных систем для каждого конкретного вида ресурсов. Прежде всего, это более экономичное решение за счет использования единой инфраструктуры сбора данных от приборов учета разных ресурсов.

Помимо этого, комплексная система дает следующие преимущества эксплуатационного характера:

  • Высокая информативность. Система комплексного учета энергоресурсов обеспечивает возможность получения данных о потреблении на любом из субъектов или структурных подразделений предприятия. Также обеспечивается возможность контроля показаний счетчиков энергоресурсов различного вида (электроэнергия, газ, отопление, вода и т.д.).
  • Актуальность. Комплексная система позволяет контролировать потребление энергоресурсов в режиме реального времени. Также обеспечивается накопление информации за прошлые периоды для последующего изучения и анализа.
  • Полная автоматизация процесса сбора информации, что имеет большое значение для предприятий со сложной структурой и большим количеством приборов учета потребления энергоресурсов.
  • Высокий уровень точности получаемой информации о потреблении.

Благодаря этим преимуществам комплексный учет энергоресурсов является более удобным в эксплуатации. Кроме того, система позволяет обеспечить по-настоящему эффективный контроль энергопотребления, что дает возможность выявлять проблемные места и изыскивать новые возможности для экономии ресурсов.

Реализованные проекты по комплексному учету энергоресурсов

  • Поквартирный учет потребляемых энергоресурсов: электроэнергии, горячей и холодной воды.
  • Расчет балансов потребления энергоресурсов.
  • Выписка счетов на оплату в автоматическом режиме.

    • Наше предложение

    Компания «ЭНЕРГОАУДИТКОНТРОЛЬ» предлагает услуги по разработке и внедрению эффективной автоматизированной системы комплексного учета энергоресурсов на вашем предприятии. Мы имеем большой опыт интеграции таких систем, начиная со стадии проектирования, заканчивая сдачей объекта и вводом системы в эксплуатацию. Для построения систем используются передовые разработки и лучшее оборудование. Это позволяет нам гарантировать максимальную эффективность систем учета при сравнительно небольших затратах на их внедрение.

    Кроме того, Наша компания выполнила разработку и получила свидетельство об утверждении типа средства измерений на Системы автоматизированные измерения и учета электроэнергии и энергоресурсов «ИЦ ЭАК» (АСКУЭР ИЦ ЭАК), регистрационный № 60241-15, срок действия до 27.03.2020 г.

    Это позволяет существенно снизить затраты времени и средств на создание легитимных систем коммерческого учета энергоресурсов для промышленных предприятий и ЖКХ.

    

Автоматизировать сложный учет энергоресурсов , их расход, выгодно тем предприятиям, которые предоставляют услуги энергообеспечения, чтобы дистанционно контролировать расход, обеспечивать денежный расчет с клиентами за предоставленную услугу и получать прозрачные отчеты. Услуга службы заключается в генерации и распределении энергии для пользователей.

Технический учет энергоресурсов информирует о расходе энергии на каждом предприятии, в отдельных его подразделениях и также на конкретном оборудовании, где требуется установка счетчиков. Системы автоматического учета энергоресурсов , которые синхронизированы с техническим учетом, позволяют в перспективе повышать энергоэффективность за счет энергосбережения. Постоянная экономия (от 15 до 30 процентов) повышает прибыль предприятия.

При сопоставлении и анализе полученной статистики легко обнаружить проблемные участки, где потребление существенно превышает норму. Таким образом, если параллельно автоматизировать учет потребления энергоресурсов и учет экономии энергоресурсов , то это поспособствует рациональному решению задачи последующей оптимизации потребления.

Типы систем автоматического учета энергоресурсов

Промышленность и коммунальные предприятия заинтересованы в установке учета энергоресурсов . Коммерческий учет энергоресурсов с высокой точностью измерений осуществляется с помощью специальных, организованных в системы, счетчиков автоматизированного учета энергоресурсов . Системы бывают разные, например, в зависимости от целевого рынка (розничный, оптовый рынок), что отражается уже в их названии.

  • Если АСКУЭ (автоматизированная система ) помогает контролировать расход энергоресурсов с учетом розничных цен, способствуя финансовым расчетам с предприятиями, занимающимися их сбытом;
  • то АИИС КУЭ (автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета энергоресурсов ) нацелена на оптовый рынок и соответствует его требованиям. Эта система подлежит обязательной аттестации в контролирующем органе и регистрации в Госреестре.

Современные технологии не только усовершенствовали саму систему, но и ощутимо удешевили ее стоимость, расширяя круг потенциальных потребителей и, соответственно, сферы внедрения систем учета энергоресурсов .

  • АССД (автоматизированные системы сбора данных о потреблении энергоресурсов) предназначены как дополнительные приборы. Потребитель, у которого уже работают регистраторы или счетчики, может заказать установку такой системы. Однако в данном случае сам заказчик следит за функционированием и метрологией своего оборудования.
  • АСТУЭ (автоматизированные системы технического учета энергоресурсов) предназначена для внутреннего аудита и предполагает установку с заданной метрологией. Заказчик указывает нужные характеристики в техническом задании. Функционирование системы предприятия обеспечивают специальные службы, использующие современные технологии и каналы связи. Все необходимые данные автоматически собираются с приборов. В учет энергоресурсов входит объем производства, потребления и другие параметры.

Служба учета энергоресурсов оправдана простотой и доступностью регулярного получения высокоточных данных для систематического контроля расходов ресурсов с последующей их оптимизацией. Автоматизировать при грамотной организации учет энергоресурсов на энергоемком предприятии – путь к интенсивному повышению его эффективности, рентабельности и доходности. Постоянная экономия от внедрения системы обычно окупается за три квартала.

Автоматизировать учет потребления энергоресурсов стоит потому, что это минимизирует трудоемкость процесса расчетов. Электронная служба наиболее точно измеряет и фиксирует все важнейшие показатели, предоставляя без погрешностей массу дополнительной полезной информации.

  • Доступны фактические данные по счетчикам конкретных объектов и их группам (улица, населенный пункт, город, область, регион) за любой период, включая текущие, суточные, декадные, месячные, квартальные, годовые расходы и т.д.
  • Тщательно контролируется качество предоставляемых ресурсов.
  • Инспектируется текущее состояние приборов коммерческого учета энергоресурсов .
  • Осуществляется автоматический мониторинг состояния инженерных коммуникаций.
  • Немедленно выявляются случаи несанкционированного доступа к счетчикам.

Установка контролирующих приборов решает много задач, что служит весомым аргументом в пользу решения автоматизировать учетные процедуры.

Технические возможности автоматических систем учета энергоресурсов

Счетчики – многофункциональны, их установка упрощает сбор и хранение разнородных данных.

  1. С заданной регулярностью результаты собранных измерений автоматически передаются на главный сервер учета энергоресурсов.
  2. Вся собранная отчетность консервируется для продолжительного хранения в системе службы.
  3. Полученные показатели подвергаются анализу с целью обеспечения экономии.
  4. Несанкционированное потребление обнаруживается системой, что упреждает ущерб и локализует применение своевременных адресных мер.
  5. Приборы быстро обнаруживают аварийные участки, что минимизирует ущерб и позволяет оперативно реагировать на утечки.
  6. Для подключения или отключения конечных потребителей от ресурсной сети не нужно выезжать на место, поскольку автоматические процедуры технического и коммерческого учета энергоресурсов осуществляются удаленно.

Архитектура структуры учета энергоресурсов зависит от сформулированного заказчиком технического задания и количества подконтрольных объектов. Подотчетная территория предприятия оснащается автоматическими счетчиками, приборами , ведущими коммерческий учет энергоресурсов . Счетчики подключаются к многоуровневой иерархической структуре сбора, анализа и хранения информации.

Вся нужная достоверная информация автоматически упорядочивается в виде таблиц, графиков, балансовых отчетов и журналов происшествий, и через проводные и беспроводные каналы связи передается адресату.

Опыт показал, что установка счетчиков автоматического коммерческого учета потребления энергоресурсов снижает затраты службы. Экономия достигается путем комплексного учета энергоресурсов. Здесь важна оперативная реакция на факты хищения и аварийные утечки; лимитирование расхода и контроль пиковых нагрузок; расчет и установление оптимального тарифа, автоматическая выписка счетов абонентов, оптимизация оплаты труда; уменьшение количества неоплаченных счетов, рационализация потребления и минимизация технических затрат. Всего этого легче добиться, если автоматизировать коммерческий учет энергоресурсов . Суммарная экономия в год в среднем достигает 15% от объема потребления.

В чрезвычайных ситуациях , когда контролируемые показатели выходят за границы нормы, предусмотрена сигнализация. Внутри структуры поддерживается единое время для предупреждения сбоев и исключения разночтений.

учета энергоресурсов в зданиях и сооружениях

на основе технологий беспроводных сенсорных сетей и интеллектуальных датчиков

Интеллектуальная энергосберегающая система учета энергоресурсов в зданиях и сооружениях на основе технологий беспроводных сенсорных сетей и интеллектуальных датчиков (далее – ИЭС) предназначена для автоматизированного учета энергоресурсов, регулирования потребления энергоресурсов и диспетчеризации энергоресурсов (учета тепла, учета тепловой энергии, учета воды, учета электроэнергии), а также передачи тревожных извещений в интересах снижения расходов конечных пользователей, теплоснабжающих и эксплуатирующих организаций, ЖКХ, обеспечения комфортных условиях проживания и предотвращения аварийных и чрезвычайных ситуаций.

Интеллектуальная энергосберегающая система учета энергоресурсов выполняет функции:

  • индивидуального (поквартирного) многотарифного учета горячей и холодной воды и учета электрической энергии;
  • индивидуального (поквартирного) получения и накопления исходных данных (температуры радиаторов отопления и температуры в жилых помещениях) для расчета потребленной тепловой энергии с использованием пропорциональной схемы на основе данных общедомового счетчика тепловой энергии;
  • обработки, накопления и сохранения в энергонезависимой памяти и выдачи по каналам связи сети Интернет по запросу и в плановом режиме данных об энергопотреблении на районный (городской) сервер учета и диспетчеризации энергопотребления;
  • мониторинга и визуализации данных о потребленных энергоресурсах с использованием WEB-интерфейса в удобном для конечного пользователя виде;
  • предотвращение аварийных ситуаций на основе обнаружения протечек воды и обнаружения фактов ненормативного (нестандартного) расходования энергоресурсов;
  • диспетчеризации потребления горячей и холодной воды при предотвращении аварийных ситуаций и по командам с районного сервера учета и диспетчеризации энергопотребления;
  • диспетчеризации потребления электроэнергии при предотвращении аварийных ситуаций и по командам с районного сервера учета и диспетчеризации энергопотребления;
  • автоматического регулирования температуры в отапливаемых помещениях с использованием суточных и недельных установок желаемой температуры;
  • взаимодействия с типовым датчиками охранно-пожарной сигнализации, реализации режимов дистанционной постановки и снятия квартиры с охраны, «Тревожной кнопки», извещения о возгорании, утечки газа, протечки воды с передачей тревожных событий на общеобъектовый концентратор и выбранным абонентам сетей GSM;
  • защиты системы от несанкционированного доступа и неквалифицированного использования;
  • дистанционной настройки и конфигурирования приборов в составе системы при помощи стандартизованных протоколов;
  • ведения архивов на районном сервере учета и диспетчеризации энергопотребления и выдачи их на удаленные клиентские рабочие места органов государственной власти и управления, энергоснабжающих организаций, управляющих компаний, товариществ собственников жилья и т.д.

Состав и характеристики система учета энергоресурсов :
1. Квартирный блок, конструктивно устанавливаемый, например, в силовом щитке или в любом другом удобном месте, обеспечивающем доступ к сети 220 В и к компьютерной проводной сети Ethernet:

  • интерфейсы связи – TCP/IP Ethernet, RS-485, MiWi, GSM (при наличии роутера);
  • число поддерживаемых беспроводных модулей по интерфейсу MiWi – до 45;
  • дальность радиосвязи - до 30…100 м. (зависит от конкретных условий использования, в частности от типа стен помещений – кирпич, бетон и т.п.);
  • накопление информации (до нескольких часов, в зависимости от числа подключенных модулей учёта) при отсутствии связи с сервером и последующая досылка накопленной информации после восстановления связи;
  • поддержка двух серверов (основного и резервного) с автоматическим переходом с одного на другой при исчезновении связи;
  • резервирование каналов связи с сервером – основной канал: LAN Ethernet (витая пара, коннектор RJ-45), резервный: GPRS GSM (при наличии GSM роутера);
  • сохранение работоспособности функций регулирования температуры и диспетчеризации при отсутствии связи с сервером.

Примечание: квартирный блок используется в индивидуальном варианте использования и в качестве средства накопления и передачи данных модулей учета общедомового расхода энергоресурсов .
2. Модуль учета и диспетчеризации водоснабжения:

  • счетчики холодной и горячей воды с импульсным выходом с установочным диаметром 1/2, 3/4;
  • краны с электроприводом с установочным диаметром 1/2, 3/4;
  • беспроводной цифровой термометр с точностью измерения температуры 0,1°С;
  • преобразователь «счетный выход-радиоинтерфейс» БСИ-01;
  • беспроводный датчик утечки воды БДУВ-01;
  • модуль управления вентилями с радиодоступом МУВ-01.

3. Модуль учета и регулирования теплоснабжения в составе:

  • электрически управляемого (или ручного термостатического) вентиля;
  • радиаторных и комнатных цифровых термометров с радиоинтерфейсом.

4. Модуль учета и диспетчеризации электроснабжения:

  • электросчетчик со счетным выходом;
  • реле-ограничителя потребляемой электрической мощности;
  • блок сопряжения с реле-ограничителем (модуль управления нагрузкой с радиодоступом МУН-01);
  • преобразователь «счетный выход-радиоинтерфейс» БСИ-01.

5. Модуль учета общедомового расхода энергоресурсов:

  • квартирный блок в варианте учета общедомового расхода энергоресурсов;
  • стандартные объектовые (общедомовые) приборы учета энергоресурсов с интерфейсами RS-485, ETHERNET.

6. Ретранслятор радиосети РРС-01 (для больших помещений со сложной планировкой и частной застройки).
7. ИК датчик движения беспроводный ОДП-01.
8. Пожарный датчик беспроводный ПДБ-01.
9. Районный (городской) сервер сбора и обработки данных об энергопотреблении зданий и сооружений с сетевым доступом, статическим сетевым адресом и системой бесперебойного питания
10. Серверное программное обеспечение (ПО):

  • Операционная система - Windows или Linux (Unix);
  • Емкость адресного пространства для подключения квартирных блоков (индивидуальных потребителей) составляет 65535 шт. (до 200…300 многоквартирных жилых домов), реальное количество приборов зависит от производительности компьютера, скорости передачи линий связи, интенсивности обмена данными;
  • Непрерывная архивация данных, получаемых от объектов;
  • Повышенная отказоустойчивость и минимальные требования к аппаратным средствам.

11. Клиентское ПО:

  • Операционная система - Windows или Linux (Unix)
  • Отображение текущих (он-лайн) данных как в текстовом (табличном), так и в графическом виде (в виде графиков).
  • Просмотр архивов за заданный пользователем интервал времени в текстовом и табличном виде.
  • Возможность выборочной блокировки (отключения) потребителей.
  • Удаленная настройка объектового оборудования (клиентское ПО для инженера системы).

Структурная схема интеллектуальной энергосберегающей система учета энергоресурсов приведена на рис. 1.

Рис. 1 – Структурная схема интеллектуальной энергосберегающей система учета энергоресурсов

Порядок работы интеллектуальной энергосберегающей система учета энергоресурсов .
Данные с импульсных выходов счётчиков холодной и горячей воды поступают на вход преобразователя «счетный выход-радиоинтерфейс» БСИ-01, который подсчитывает число импульсов и передает эти данные по беспроводной сети Mi-Wi на квартирный блок, который производит расчёт текущего значения величины расхода холодной и горячей воды с сохранением результата в энергонезависимой памяти. Затем квартирный блок транслирует их посредством Enternet на районный сервер учета и диспетчеризации энергоснабжения. Преобразователь «счетный выход-радиоинтерфейс» БСИ-01 имеет батарейное питание.

Квартирный блок со снятой верхней крышкой и квартирная панель управления (справа)

Одновременно с учетом расхода воды осуществляется непрерывный мониторинг температуры трубопровода горячей воды с использованием устанавливаемого на нем беспроводного датчика температуры. Измерение температуры осуществляется через заданное время (20…30 секунд) после начала текущего цикла расхода и, при выходе температуры за нормативные параметры, осуществляется передача информации об этом факте на квартирный блок с ретрансляцией данных на районный сервер энергопотребления. Это необходимо для реализации законных прав пользователей на снижение расходов при ненормативном энергоснабжении.
При срабатывании беспроводного датчика утечки воды БДУВ-01 осуществляется передача информации об этом на квартирный блок. На основании заданного алгоритма квартирный блок принимает решение о диспетчеризации (перекрытии подачи) холодной и горячей воды, о чем выдается соответствующая индикация на квартирную панель. Команда на перекрытие воды выдается по беспроводной сети на модуль управления вентилями МУВ-01 и ретранслируется им на исполнительное устройство – шаровый кран. После исполнения команды выдается подтверждающая квитанция на квартирный блок. Кроме описанного, может быть использовано принудительное перекрытие холодной и горячей воды с районного сервера учета диспетчеризации энергоресурсов при отсутствии оплаты, необходимости жесткого лимитирования расхода и т.д., а также диспетчеризация воды по командам пользователя.
Порядок учета и диспетчеризации электроэнергии аналогичен порядку учета и диспетчеризации водоснабжения.
Учет и регулирование теплоснабжения осуществляется следующим образом. Данные о температуре радиатора отопления и температуре в отапливаемом помещении с заданной периодичностью (100…300 секунд) передаются на квартирный блок. При использовании ручного термостатического вентиля указанные данные накапливаются в энергонезависимой памяти и после усреднения с циклом 3…5 минут выдаются на районный сервер энергопотребления. При использовании автоматического электронного регулирования температуры с использованием специального программного обеспечения квартирного блока реализуется контур автоматического поддержания заданной температуры на основе модифицированного пропорционального регулирования с выработкой команд управления электрическим вентилем. В качестве исходных данных для регулирования используются суточные и недельные программы (профили) регулирования, устанавливаемые пользователем посредством квартирной панели или WEB-интерфейса по сети. Одновременно с учетом данных о комнатной температуре и температуре радиаторов отопления осуществляется контроль за состоянием элементов питания всех беспроводных устройств, имеющих батарейное питание. Расчет потребленной тепловой энергии каждым индивидуальным потребителем осуществляется с использованием специального программного обеспечения районного сервера энергопотребления на основе пропорционального принципа по данным о зафиксированных температурах, теплоотдаче установленных радиаторов и данных обещедомового расхода.

Радиатор отопления с установленным на нём модулем измерения температур (справа).

На районном сервере учета и диспетчеризации энергопотребления, получаемые через Интернет от квартирных блоков данные, архивируются для последующего использования. Сервер включен круглосуточно, обладает необходимыми средствами резервирования данных и располагается в специально отведённом помещении. К серверу подключаются удаленные клиентские рабочие места со специальным программным обеспечением для работников органов государственной власти, энергоснабжающих организаций, управляющих компаний, товариществ собственников жилья и биллинговых систем расчета. Клиентское программное обеспечение имеет удобный дружественный интерфейс пользователя, позволяющий наблюдать (графика, таблицы), статистически обрабатывать и анализировать информацию об энергопотреблении.
Клиентское программное обеспечение даёт возможность блокировать потребителей. При этом после того как оператор отдал команду блокировки, она с клиентского рабочего места поступает на сервер энергопотребления, затем на квартирный блок. С квартирного блока команда ретранслируется на соответствующий модуль, включающий исполнительный механизм диспетчеризации.

Подключение и настройка интеллектуальной энергосберегающей система учета энергоресурсов .
Питание модуля управления вентилями МУВ-01 осуществляется от источников электропитания (далее источник электропитания) с номинальным напряжением 12 В. Отклонения напряжения должны лежать в пределах от минус 15 % до плюс 10 % номинального значения. Источник электропитания для устройства должен быть рассчитан на максимальный ток до 1 А.

Рис. 2 - Cхема подключения МУН-01

Краны шаровые подключаются к плате МУН-01 к выходам реле.

Подключение импульсного выхода счётчика (воды, эл.энергии и т.п.) к плате БСИ-01 осуществляется к клеммам счетного входа при этом один вывод импульсного выхода счётчика подключается к общему выводу платы («минус» питания), а другой - к клемме входа канала (см. рис. 3).

Рис. 3 - Схема подключения устройства БСИ-01

Платы БСИ-01 и МУН-01 питаются от литиевого батарейного источника питания напряжением +3В, однако возможно и подключение внешнего источника с напряжением +3…5В.

Питание квартирного блока, включающего в себя плату сетевого концентратора (рис. 4.) осуществляется от источников электропитания с номинальным напряжением 12 В. Отклонение напряжения должны лежать в пределах от минус 15 % до плюс 10 % номинального значения. Источник электропитания для устройства должен быть расчитан на максимальный ток до 1 А.

Рис. 4 – Модуль беспроводной сети квартирного блока

Настройка параметров интеллектуальной энергосберегающей система учета энергоресурсов может осуществляться как с сервера, так и через доступ при помощи терминала «Telnet».
Алгоритм ввода в эксплуатацию нового прибора (беспроводного модуля):

  • Оператор отправляет выбранному квартирному блоку команду поиска нового беспроводного устройства. После этого беспроводная сеть переходит в режим ожидания подключения прибора с заводским адресом (по-умолчанию имеющему значение, равное 255).
  • Оператор нажимает и удерживает 3…5 секунд специальную кнопку на добавляемом в сеть устройстве (беспроводном модуле), после чего устройство устанавливает связь с сетевым узлом (квартирным блоком). При этом в случае, если устройство находится в радиусе действия одновременно нескольких беспроводных сетей (соседских квартирных блоков), то оно подключатся только к той сети, которая была до этого переведена в состояние ожидания (см. пункт 1).
  • Подключенное устройство высылает свои заводские настройки (тип модуля, тип датчиков, значения масштабных коэффициентов для пересчёта показаний датчика (счетчика) в значение конкретной физической величины и т.п.) квартирному блоку, который затем передаёт полученные настройки на сервер, а тот в свою очередь – в специальную программу утилиту-клиент для администрирования системы. После этого, для оператора отображается форма (Рис. 2.) конфигурирования прибора с уже заполненными полями, исходя из полученных заводских настроек.
  • Оператор при необходимости корректирует некоторые поля (адрес прибора, его наименование и т.п.) в указанной форме настроек и нажимает кнопку «Применить». Введённые настройки отправляются на сервер, затем – через квартирный блок (ретранслятор локальный) в добавляемое устройство, где сохраняется в энергонезависимой памяти.
  • После проведенных действий устройство оказывается подключенным к беспроводной сети и для подтверждения высылает обратно на Сервер только что полученные новые настройки.

Перед первым подключением ретранслятора локального (РЛ-01) к сети LAN-Ethernet необходимо, чтобы системный администратор, обслуживающий данную сеть, назначил для подключаемого прибора, как для сетевого устройства, IP-адрес и маску подсети (заводские установки см. в табл. 1), а также обеспечил доступ к серверу сбора данных TCP порт 2021.

Таблица 1 – Заводские установки сетевых параметров


№
п/п

Параметр

Значение

00:04:A3:01:03:(83...88)

Собственный IP-адрес (IP v4)

IP-адрес шлюза

Маска подсети

Предпочтительный DNS-сервер

Альтернативный DNS-сервер

Для получения доступа к WEB-интерфейсу необходимо набрать в аресной строке браузера IP-адрес устройства (по умолчанию 192.168.10.180).
На экране отобразиться страница приветствия WEB-интерфейса. (рис. 5).

Рис. 5 – Стартовая страница WEB-интерфейсаинтеллектуальной энергосберегающей система учета энергоресурсов

Доступ к стартовой странице не требует ввода пароля.
В левой стороне расположено главное меню WEB-интерфейса интеллектуальной энергосберегающей система учета энергоресурсов:

  • Главная
  • Устройства
  • Конфигурация
  • Суточные профили
  • Недельные профили
  • Сеть TCP/IP
  • Сеть GSM
  • Журнал
  • Тех.поддержка

Для входа на каждую из данных страниц (кроме «Тех. поддержка») необходим ввод логина/пароля (по-умолчанию Admin/start) в форму авторизации (рис. 6).

На странице WEB-интерфейса «Устройства» пользователь может просмотреть список всех устройств, подключенных к квартирному блоку, а также значения текущих показаний по выбранному модулю учёта (рис. 7).
Также отображается статус устройства в радиосети (подключено/отключено) и время его последней активности. Это позволяет оперативно и наглядно оценить работу системы (качество связи с устройствами, темп обмена данными и т.п.).
По каждому из приходящих от устройств значений отображается время измерения, что позволяет в любой момент иметь чёткое представление об актуальности данных.
При разработке WEB-интерфейса была использована технология AJAX , Ajax (от англ. Asynchronous Javascript and XML - «асинхронный JavaScript и XML») - подход к построению интерактивных пользовательских интерфейсов веб-приложений, заключающийся в «фоновом» обмене данными браузера с веб-сервером. В результате, при обновлении данных, веб-страница не перезагружается полностью, а веб-приложения становятся более быстрыми и удобными. Это позволяет пользователю наблюдать в реальном времени изменения параметров не нажимая всё время кнопку браузера «Обновить».

Рис. 7 – Страница WEB-интерфейса системы учета энергоресурсов - «Устройства»

На странице WEB-интерфейса системы учета энергоресурсов «Конфигурация» выводится полная информация о составе БСС, параметрах входящих в неё устройств и т.п. (рис. 8).

Рис. 8 - Страница WEB-интерфейса системы учета энергоресурсов - «Конфигурация»

На странице «Суточные профили» системы учета энергоресурсов (рис. 9) пользователь может задавать до 4-х различных (согласно ТЗ) суточных профилей регулирования температуры. В каждом таком профиле присутствуют по 4 временных интервала, на протяжении которых поддерживается определённое значение температуры. Таким образом, можно, например, сформировать для системы учета энергоресурсов профили выходного дня (когда всё время, кроме ночи поддерживается высокая температура) и буднего (рабочего) дня (когда все проживающие находятся вне квартиры - температуру можно снижать) благодаря чему достигается экономия энергоресурсов.

Рис. 9 – Страница WEB-интерфейса системы учета энергоресурсов - «Суточные профили»

Пользователь имеет возможность задавать до двух недельных профилей изменения температуры, каждый из которых определяет - по какому из 4-х суточных профилей осуществлять регулирование температуры в каждый из 7-ми дней недели. Редактировать недельные профили можно на странице WEB-интерфейса «Недельные профили» (рис. 10).
На последующих страницах WEB-интерфейса («Сеть TCP/IP», «Сеть GSM», «Журнал» и «Тех. поддержка») пользователь или администратор системы имеет возможность изменять сетевые настройки и просматривать протокол (журнал) событий.

Рис. 10 – Страница WEB-интерфейса системы учета энергоресурсов - «Недельные профили»

Квартирный блок системы учета энергоресурсов также имеет возможность подключения по Telnet. Это необходимо, прежде всего, инженерным работникам, занимающимся пуско-наладкой и обслуживанием ИЭС. В режиме доступа по Telnet можно получить существенно более подробную информацию о состоянии системы, по сравнению с WEB-интерфейсом. (рис. 11).

Рис. 11 – Просмотр состояния системы учета энергоресурсов при помощи Telnet

Используя доступ через Telnet, можно в реальном времени отслеживать следующие параметры системы учета энергоресурсов:
- список устройств, их тип;
- наличие связи по беспроводной сети для каждого из устройств;
- статус последней отправки данных устройству («готов», «занят», «ошибка» и т.п.);
- входящий и исходящий трафик (объём данных) по каждому из устройств;
- время последнего сеанса радиосвязи с устройством;
- время получения последних данных о измеряемой величине;
- бортовое время квартирного блока;
- количество ошибок передачи / ошибок контрольной суммы (CRC), возникших в процессе передачи данных с момента включения квартирного блока;
- общее число зарегистрированных в беспроводной сети устройств / число устройств, находящихся на связи;
- состояние подключения к серверу;
- состояние очереди на отправку сообщений устройствам;
- напряжение питания квартирного блока;
- время работы квартирного блока от момента включения.

Рис. 12 - Окно настройки устройства системы учета энергоресурсов через Telnet

При использовании Telnet все команды вводятся в текстовом виде, при этом их перечень и требуемый синтаксис (форма записи) приведен в таблице 3.

Таблица 3 - Команды Telnet конфигурирования квартирного блока.

Команда (формат
записи)

Аргументы
(параметры)

Описание
(выполняемые действия)

Отображает текущие сетевые настройки системы учета энергоресурсов.

disconnect server

Разрывает соединение с сервером системы учета энергоресурсов

Номер объекта

Устанавливает номер объекта системы учета энергоресурсов (адрес квартирного блока).

serv=XXXXXXXX...

URL-адрес сервера

Устанавливает URL-адрес сервера системы учета энергоресурсов

Номер TCP-порта для подключения к серверу

Устанавливает номер TCP-порта для подключения к серверу системы учета энергоресурсов.

Собственный
IP-адрес устройства

Устанавливает собственный
IP-адрес устройства

Маска подсети

Устанавливает маску подсети системы учета энергоресурсов

IP-адрес сетевого шлюза

Устанавливает IP-адрес сетевого шлюза системы учета энергоресурсов

addr=X ch=Y val=Z

X-адрес беспроводного модуля,
Y-номер канала,
Z-новое значение

Устанавливает новое значение по заданному каналу выбранного беспроводного модуля. Может, например, использоваться для ручного управления нагрузкой.

X-текущий адрес беспроводного модуля, Y-новый адрес

Изменяет адрес беспроводного модуля системы учета энергоресурсов.

Отображает список всех зарегистрированных беспроводных модулей (их адреса, наименование, тип и т.п.)

X-адрес беспроводного модуля

Отображает текущие значения всех параметров по всем каналам для заданного беспроводного модуля.

add addr=X type=Y

X-адрес добавляемого беспроводного модуля, Y-тип модуля*

Добавляет в систему новое устройство (беспроводной модуль) заданного типа.

X-адрес удоляемого беспроводного модуля,

Удаляет из системы устройство (беспроводной модуль).

X-начальный номер записи протокола, Y-конечный номер.

Отображает заданный диапазон записей сообщений, переданных на сервер.

link addr=X to Y ch=Z

X-адрес датчика температуры,
Y и Z-адрес и номер канала модуля управления нагрузкой, соответственно.

Подключает выбранный беспроводной датчик температуры к требуемому каналу заданного модуля управления нагрузкой, формируя таким образом контур автоматического регулирования температуры.

XXXXX...-текст, отображаемый на панели

Отправляет текстовое сообщение на квартирную панель. (Аналог текстового информационного сообщения с сервера).

Активирует механизм загрузки обновления встроенного ПО.

Выполняет сброс (перезагрузку) устройства

reset to default

Выполняет сброс устройства на заводские устновки.

Завершает работу Telnet-терминала.

Отображает встроенную справку.

*– возможные значения параметра «тип модуля»:
0 – Неизвестное устройство;
1 - Ретранслятор локальный ETERNET/GSM (РЛ-01) ;
2 - Модуль управления нагрузкой ЖКХ с радиодоступом (МУН-01);
3 - Беспроводный распределитель тепла (БРТ-01);
4 - Беспроводный счетчик импульсов (БСИ-01);
5 - Ретранслятор радиосети (РРС-01);
6 - Квартирная панель индикации и управления (КПИУ-01);
7 - Приемо-передающее устройство (ППУ-01);
8 - Охранный ИК датчик движения беспроводный (ОДП-01);
9 - Пожарный датчик беспроводный (ПДБ-01);
10 - Беспроводный датчик утечки воды (БДУВ-01);
11 - Охранный модуль;
12 - Беспроводной датчик температуры (БДТ-01).

Краткое описание клиентского и серверного программного обеспечения системы учета энергоресурсов .

Внешний вид серверного программного обеспечения системы учета энергоресурсов приведен на рис. 13.

Рис. 13 - Серверное программное обеспечение (ПО) системы учета энергоресурсов

Клиентское ПО системы учета энергоресурсов включает 2 клиентских приложения:

    • Клиентское ПО системы учета энергоресурсов для настройки системы и просмотра показаний приборов в режиме On-Line (клиент для инженера и оператора системы);
    • Клиентское ПО системы учета энергоресурсов для учета энергопотребления объектов ЖКХ, предназначенное для определения и визуализации потребления абонентами энергоресурсов за заданный период времени (клиентское ПО для ТСЖ и управляющих компаний).

Внешний вид клиентского ПО системы учета энергоресурсов приведен на рис. 14. На вкладке «Состояние объекта» выводятся данные, получаемые в реальном режиме времени с объектового оборудования. В левой панели выводится список устройств, подключенных к серверу. На вкладке «Состояние объекта» выводятся данные, полученные с прибора, наличие тревоги, а также состояние подключения прибора к серверу и актуальность полученных данных.

Рис. 14 - Клиентское ПО системы учета энергоресурсов, вкладка «Состояние объекта»

На вкладке «On-line просмотр» выводятся данные, получаемые с приборов, в графическом виде (рис. 15).

Рис. 15 - Клиентское ПО системы учета энергоресурсов, вкладка «On-line просмотр»

Клиентское ПО системы учета энергоресурсов для учета энергопотребления объектов ЖКХ:

    • обеспечивает ведение базы данных, содержащей информацию об абонентах (юридических и физических лицах), приборах энергоучета и тарифах оплаты услуг энергопотребления;
    • обеспечивает импорт данных об энергопотреблении с нескольких серверов системы учета энергопотребления;
    • позволяет просматривать детализацию потребления электроэнергии для отдельного абонента (или для группы абонентов / объектов) за заданный временной интервал (рис. 16).
    • позволяет просматривать распределение потребления энергоресурсов между абонентами или объектами ЖКХ за заданный временной интервал (рис. 17).
    • поддерживает формирование квитанций об оплате услуг ЖКХ (рис. 18), определение баланса абонентов, формирование списков должников.
    • поддерживает формирование отчетов о потреблении энергоресурсов абонентами за заданный период времени (рис. 19).

Рис. 16 - Просмотр суммарного потребления холодной воды объектом с детализацией 1 сутки

Рис. 17 - Просмотр распределения потребления электроэнергии между абонентами

Рис. 18 - Пример квитанции об оплате, сформированной клиентским приложением системы учета энергоресурсов

Рис. 19 - Пример отчета о потреблении электроэнергии абонентами системы учета энергоресурсов

Рис. 19 - Интеллектуальная энергосберегающая система учета энергоресурсов на основе технологий беспроводных сенсорных сетей и интеллектуальных датчиков в здании торгового центра.

АИИС УЭ ГУП НАО «Нарьян-Марская электростанция»

Согласно определения, данного в законе «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности», энергосбережение - реализация организационных, правовых, технических, технологических, экономических и иных мер, направленных на уменьшение объема используемых энергетических ресурсов, при сохранении соответствующего полезного эффекта от их использования. Иными словами, энергосбережение - это процесс снижения потерь электрической и тепловой энергии.

Значительную часть потерь электрической энергии составляют технические потери. Это технологический расход электроэнергии при ее передаче от генерирующего оборудования потребителю. Технические потери являются неизбежными, однако их сокращение достигается за счет оптимизации режимов работы оборудования, реализации мероприятий по компенсации реактивной мощности, своевременного обслуживания и замены выработавшего свой ресурс оборудования.

Еще одна составляющая потерь - так называемый недоучет. Любые приборы учета имеют собственную погрешность - как случайную, так и систематическую. Случайная погрешность может работать как в «плюс», так и в «минус». Систематическая погрешность фактически является недоучетом энергоресурсов. Использование счетчиков, трансформаторов тока и напряжения низкого класса точности, неправильный выбор коэффициентов трансформации трансформаторов тока, превышение номинальной нагрузки трансформаторов напряжения определяют систематическую составляющую погрешности.

По статистическим данным, в Единой энергосистеме России, суммарная систематическая погрешность приборов учета по классам напряжения составляет чуть более одного процента от общего отпуска в сеть. То есть один процент всей выработанной электроэнергии используется бесплатно. По результатам года этот процент составляет значительную для энергосистемы сумму.

Кроме этого, в структуре потерь есть так называемые коммерческие потери. Это прежде всего хищение электроэнергии потребителями. Данное явление наиболее характерно для бытового и мелкомоторного сектора. В России коммерческие потери составляют до 30% всей потребленной электроэнергии. Контролировать величину технических потерь, бороться с коммерческими потерями и снижать недоучет можно только развивая систему коммерческого и технического учета электроэнергии. Модернизация систем учета должна проходить с использованием самых современных измерительных и информационных технологий.


Автоматизированные информационно-измерительные системы учета электроэнергии широко применяются в России уже более 10 лет и зарекомендовали себя, как надежный инструмент оценки всех мероприятий по повышению энергоэффективности, обеспечивая при этом возврат инвестиций в создание системы от 1 до 10 месяцев (в отдельных случаях).

Основной вид деятельности ГУП НАО «Нарьян-Марская электростанция» – производство электрической энергии. «Нарьян-Марская электростанция» – самый мощный генерирующий объект, расположенный на территории муниципальных образований округа. В связи с этим эффективность внедрения системы учета электроэнергии, тепловой энергии и топлива на указанной электростанции будет максимальной.

На электростанции должен быть организован учет всех используемых видов топлива, учет вырабатываемой электрической и тепловой энергии. Все системы учета должны быть интегрированы в единую АИИС УЭ, позволяющую осуществлять мониторинг потребления топлива и выработки электрической и тепловой энергии в реальном масштабе времени.

При создании систем учета должен быть использован комплексный подход. Недопустимо устанавливать дорогостоящее измерительное оборудование в электроустановках подлежащих замене или капитальному ремонту. При проведении мероприятий по автоматизации сбора и обработки данных непременно должна проводиться работа по обеспечению требуемой точности измерений.

Архитектура системы
Практика применения информационных систем учета энергоресурсов доказала эффективность использования трехуровневой структуры.

Первый уровень составляет распределенная система сбора данных. Специализированные контроллеры собирают данные с приборов учета энергоресурсов, осуществляют преобразование и сохраняют консолидированную информацию в транзакционную базу данных.

Второй уровень - система хранения данных состоит из базы данных учета энергоресурсов и системы управления базами данных (СУБД). Третий уровень – система предоставления информации пользователям системы. Уровень может быть выполнен по технологии клиент–сервер с использованием технологии «толстого клиента». В этом случае вся бизнес-логика выполняется на стороне клиента – т.е. автоматизированного рабочего места пользователя. Система предоставления информации пользователям может быть построена также и в форме web-службы,
когда пользователи подключаются к серверу при помощи «тонких клиентов» (например, интернет-браузера).


Вся обработка информации в этом случае осуществляется на стороне сервера, что существенно разгружает ПК пользователя, позволяет централизованно обслуживать АИИС, однако требует большей квалификации обслуживающего персонала.

Автоматизированная информационно-измерительная система учета энергоресурсов
ГУП НАО «Нарьян-Марская электростанция».

Внедрение системы коммерческого учета позволяет снизить затраты на энергоресурсы за счёт:
точности расчетов с энергоснабжающими организациями и субабонентами;

повышения оперативности обнаружения и устранения отклонений от установленных режимов генерации и потребления;

планирования режимов и оптимизации графиков генерации и потребления.

снизить объём собственного энергопотребления за счёт:
повышения оперативности управления энергопотреблением;
централизованного контроля потребления энергоресурсов;
контроля собственного потребления энергоресурсов структурными подразделениями электростанции;


персонализированного контроля соблюдения технологической дисциплины и оптимизации режимов работы оборудования;

повышения оперативности выявления непроизводственных потерь энергоресурсов в форме утечек и аварийных режимов работы оборудования;

внедрение АИИС УЭ позволит разработать систему нормирования потребления и выработки электрической и тепловой энергии.

В целом, АИИС учета энергоресурсов должна стать инструментом объективного контроля реализации проводимых мероприятий и программ энергосбережения.

АИИС УЭ не должна оставаться изолированной и должна обеспечивать доступ других информационных систем к консолидированной учетной информации.

Интеграция системы учета энергоресурсов с системой диспетчерского управления позволит реализовать систему выдачи рекомендаций диспетчеру для выбора наиболее эффективного режима.

Интеграция системы учета энергоресурсов с системой управления предприятием позволит напрямую формировать отчетность о ключевых показателях производительности (KPI), производственную и бухгалтерскую отчетность исходя из объективной информации, сформированной автоматизированным комплексом.

На уровне системы управления предприятием рекомендуется создание систем многомерного анализа данных с использованием OLAP-технологий.

Использование систем анализа данных позволит определять самый экономически эффективный режим работы. А использование функций интеллектуального анализа данных (Data mining) позволит предсказывать поведение системы и на основе этой информации формировать рекомендации начальнику смены электростанции для обеспечения максимальной эффективности использования топливных ресурсов и оптимальной загрузки оборудования.

Именно автоматизированная информационно измерительная система учета энергоресурсов станет инструментом для оценки всех мероприятий по энергосбережению и обеспечению энергоэффективности объектов электроэнергетики. В связи с этим, мероприятия по ее созданию необходимо начинать проводить так скоро, как только это возможно (согласно требованиям федерального закона №261-ФЗ). Планы создания АИИС учета энергоресурсов необходимо увязывать с планами реконструкции распределительных устройств станции.


Кроме этого необходимо принимать во внимание планы создания других информационных систем электростанции для снижения издержек на создание сетевой и серверной инфраструктуры.

2.2 Автоматизированные системы учета и мониторинга выработки электроэнергии и потребления топлива дизель-генераторных электростанций

Эффективная система учета и мониторинга выработки электроэнергии и потребления топлива дизель-генераторных электростанций позволит:
Снизить потери от нецелевого использования дизельного топлива.
Оперативно отслеживать характеристики дизель-генераторных установок.
Повысить точность прогнозирования потребления энергетических ресурсов сельскими поселениями НАО.
Автоматически сводить топливный и энергетический баланс НАО.
Своевременно диагностировать работу ДГУ и планировать их ремонты.
Оптимизировать объем завозимого топлива в период летней навигации.
На основании данных полученных системой может быть принято обоснованное решение о замене или модернизации дизель-генератора.

В ходе реализации программы по внедрению системы учета и мониторинга должны быть решены вопросы:
Выбор типов измерительных приборов.
Организация сбора данных со счетчиков и расходомеров дизельного топлива на уровне ДЭС.
Организация системы передачи данных с уровня ДЭС в центр сбора и обработки данных.

Автоматизированная система учета и мониторинга выработки электроэнергии и расхода дизельного топлива должна представлять собой трехуровневую систему.

Первый уровень составляют счетчики электрической энергии и расходомеры дизельного топлива. Приборы учета и мониторинга в автоматическом режиме осуществляют измерение расхода электроэнергии и топлива, формируют архив значений и предоставляют цифровой интерфейс к результатам измерений. При необходимости эксплуатационный персонал может получить информацию с ЖКИ индикаторов приборов.


Структурная схема системы мониторинга и учета электрической энергии и дизельного топлива.

Второй уровень представляет собой устройство сбора и передачи данных (УСПД) конструктивно выполненное в виде PC-совместимого промышленного контроллера. УСПД собирает результаты измерений с расходомеров и счетчиков электрической энергии по цифровым интерфейсам, осуществляет обработку результатов измерений в соответствии с параметрированием промышленного контроллера, а так же предоставляет цифровой интерфейс к собранной информации.

Верхний (третий) уровень состоит из информационно-вычислительного комплекса (ИВК), который обеспечивает автоматизированный сбор и хранение результатов измерений, осуществляет диагностику состояния средств и объектов учета и мониторинга, а так же обеспечивает доступ к учетной информации эксплуатационного персонала.

ИВК, состоящий из коммуникационного сервера обеспечивает сбор данных с распределенной системы учета и мониторинга и передачу их на серверы базы данных. Для предоставления доступа к данным через сеть интернет в ИВК должен быть включен один или несколько web-серверов.

Программное обеспечение ИВК может включать:

Программное обеспечение систем управления базами данных (СУБД), которое должно обеспечивать формирование баз данных, управление файлами и их поиск. ПО должно иметь средства поддержки приложений, обеспечивающие ввод и поддержание целостности данных, а также формирование отчетов и должно преимущественно строиться с использованием технологии клиент-сервер либо сервис ориентированных технологий.

Программное обеспечение, реализующее задачи и функции АИИС (прикладное ПО), в соответствии с требованиями технического задания.

Программное обеспечение, отвечающее за полноту и достоверность информации в АИИС учета и мониторинга (ПО достоверизации), определяющее сроки обновления и хранения данных.

Программное обеспечение, отвечающее за поддержание системы единого времени в составе АИИС.

Одним из основных требований к программному обеспечению ИВК является открытость и возможность интеграции с другими информационными системами Ненецкого автономного округа.

Автоматизированная система учета и мониторинга электрической энергии и расхода дизельного топлива должна включать две подсистемы:
подсистему учета и мониторинга производства электрической энергии;
подсистему учета и мониторинга расхода дизельного топлива.


Расходомеры
Основным элементом подсистемы учета и мониторинга расхода дизельного топлива является расходомер. Он должен функционировать как в составе автоматизированной системы, так и автономно.

При выборе типа измерительного прибора необходимо учитывать, что многие расходомеры, представленные на рынке, в силу своих конструктивных особенностей, понижают давление в топливном тракте и в случае низкого качества топлива, либо экстремальных климатических условий, могут быть причиной аварии ДГУ. В связи с этим, предпочтительна установка современных ультразвуковых и электромагнитных расходомеров, которые не создают дополнительных потерь давления топлива.

Следует отметить, что существуют механические расходомеры создают минимальные потери давления, благодаря конструктивным особенностям, однако срок службы таких устройств составляет не более 10-15лет.

Также, необходимо внимательно подойти к определению места установки дизельного расходомера. Для предотвращения нецелевого использования топлива расходомер, как правило, должен быть установлен на каждом агрегате между расходным баком дизель-генератора и топливным фильтром. При этом, место установки каждого расходомера должно быть определено индивидуально, в соответствии с требованиями к монтажу, которые разработаны производителем прибора учета расхода дизельного топлива.

В топливной магистрали, ведущей из резервуарного парка к дизель-генератору, прибор учета следует размещать лишь при отсутствии возможности установки его после расходного бака, либо при отсутствии самого расходного бака.

Выбор типа расходомера связан с типом устройства сбора данных. Предпочтителен вариант, когда расходомер формирует профиль расход топлива, хранит его в своей энергонезависимой памяти и предоставляет цифровой интерфейс к этим данным. В этом случае исключены ошибки учета, вызванные человеческим фактором, и появляется возможность составления энергетического баланса ДЭС на суточном интервале, что существенно повышает наблюдаемость объекта.

Вне зависимости от типа, расходомер должен обеспечивать точность измерения не хуже 1%, среднюю наработку на отказ не менее 35000часов, при общем сроке службы не менее 20лет в условиях эксплуатации. Динамический диапазон - отношение максимального измеряемого расхода к минимальному значению измеряемого расхода - не должен быть менее чем 1:25. Диапазон допустимых температур должен быть не хуже от минус 300С до плюс 500С.


Счетчики электрической энергии

Счетчик электрической энергии является базовым элементов подсистемы учета и мониторинга электроэнергии.

При выборе типа электрического счетчика следует отдавать предпочтение отечественным многофункциональным цифровым приборам, имеющим положительный опыт эксплуатации в России. Примеры таких электросчетчиков приведены в приложении П1.

Одна из основных характеристик счетчика - класс точности – должен быть не хуже 0,5S. Для обеспечения непрерывности учета и мониторинга, прибор учета должен иметь возможность подключения резервного источника питания и автоматического переключения на источник резервного питания при исчезновении основного питания и наоборот. Также необходимым условием является наличие энергонезависимой памяти для хранения:
профиля нагрузки с получасовым интервалом на глубину не менее 35 суток;
данных по активной и реактивной электроэнергии с нарастающим итогом за прошедший месяц;
запрограммированных параметров.

Коммуникационные возможности счетчика электрической энергии должны обеспечивать подключение по одному или нескольким цифровым интерфейсам компонентов АИИС, в том числе для автономного считывания, удалѐнного доступа и параметрирования.

Системное время счетчика должно вестись с точностью не хуже 5с/сутки с возможностью внешней автоматической коррекции (синхронизации).

Все устройства, входящие в автоматизированную систему должны быть диагностируемы и следовательно наличие в устройствах «Журнала событий», фиксирующего время и даты наступления событий является обязательным.

Счетчик должен обеспечивать защиту от несанкционированного изменения параметров, а также от записи, при этом защита должна быть обеспечена на программном (логическом) уровне (установка паролей) и аппаратном (физическом) уровне.

В условиях НАО особенно важно, чтобы счетчики обеспечивали работоспособность в диапазоне температур от минус 40˚С до плюс 60˚С.

Средняя наработка на отказ счетчика должна составлять не менее 35000 часов при сроке службы не менее 20 лет.

Счетчик электрической энергии должен быть внесен в государственный реестр средств измерений РФ. Межповерочный интервал счетчика должен быть не менее 8 лет.


УСПД

На уровне ДЭС УСПД выполняет объединяющую функцию для всех подсистем. УСПД должно быть выполнено в виде промышленного контроллера.

Контроллер работает в автоматическом режиме и обеспечивает сбор результатов измерений от счѐтчиков по цифровым интерфейсам, обработку результатов измерений в соответствии с параметрированием промышленного контроллера, предоставляет интерфейс доступа к собранной информации, синхронизирует системное время приборов учета электроэнергии и дизельного топлива.

Программное обеспечение УСПД должно поддерживать необходимые протоколы, а само УСПД совместимо по интерфейсу, как с выбранными расходомерами, так и со счетчиками электроэнергии. Использование отдельного устройства сбора и передачи данных для каждой подсистемы существенно повышает стоимость самой системы и существенно усложняет обслуживание автоматизированной системы.

В связи с малой доступностью большинства сельских поселений НАО диагностируемость оборудования АИИС чрезвычайно важна. В промышленном контроллере должно быть обеспечено автоматическое ведение «Журнала событий», в котором фиксируются время и даты наступления событий, а также попытки несанкционированного доступа связи с промышленным контроллером, приведшие к каким-либо изменениям данных, перезапуски промышленного контроллера (при пропадании напряжения, зацикливании и т.п.), изменение текущих значений времени и даты при синхронизации времени, отключение питания. Все события, фиксируемые в журнале приборов учета и промышленного контроллера, должны передаваться в центр сбора данных.

Самодиагностика устройства сбора и передачи данных должна записываться в журнал событий или выводиться на экран УСПД. Глубина хранения данных на промышленном контроллере не должна быть меньше 35 суток.

Промышленный контроллер должен иметь встроенные энергонезависимые часы, обеспечивающие ведение даты и времени. Рекомендуемая точность хода часов должна быть не хуже 5.0 с/сутки.
Необходимо использовать УСПД, либо выполненный в едином корпусе, обеспечивающем возможность одностороннего обслуживания и степень защиты не ниже IP51 (в соответствии с ГОСТ 14254) или установленный в специализированных шкафах, имеющих степень защиты не менее IP51.


Конструкция промышленного контроллера должна позволять его размещение как на стандартных панелях, так и в специализированных шкафах (при использовании внешних модемов). Промышленный контроллер должен функционировать автоматически (без вмешательства эксплуатационного персонала) и иметь подтвержденную наработку на отказ не менее 35000 часов. Срок службы промышленного контроллера должен составлять не менее 20 лет.

Напряжение питания промышленного контроллера от сети постоянного тока должно составлять 24В с допустимым отклонением напряжения в пределах +/- 20%. Промышленный контроллер должен иметь резервный источник питания и обеспечивать автоматическое переключение на резервный источник питания при исчезновении основного питания и обратно. Промышленный контроллер должен обеспечивать работоспособность в диапазоне температур, в соответствии с условиями эксплуатации.

В целях оптимизации стоимости измерительного оборудования может быть выбран вариант, когда с расходомера унифицированный сигнал 4-20мА заводится непосредственно в контроллер УСПД. В этом случае необходимо учитывать, что измерительный канал заканчивается на УСПД и контроллер должен быть сертифицирован как средство измерения и внесен в государственный реестр средств измерений.

Вопросы питания измерительных приборов и коммуникационного оборудования

В ходе разработки и реализации проектов по внедрению автоматизированной системы учета и мониторинга особое внимание должно быть уделено вопросам электропитания основных элементов системы. Организация резервированного питания позволит обеспечить непрерывное
функционирование всех элементов, обеспечит непрерывный учет дизельного топлива и электроэнергии, постоянный мониторинг ДЭС из центра сбора данных.

Счетчики электроэнергии должны иметь дополнительный ввод внешнего питания для передачи информации по цифровому интерфейсу в случае отсутствия измерительного напряжения. Производители расходомеров снабжают приборы учета внутренним источником питания, позволяющим устройству выполнять учетные функции и оставаться на связи до 30 дней, при отсутствии внешнего питания.

Нарушения качества электрической энергии могут приводить к выходу из строя элементов автоматизированной системы, в связи с этим, должны быть приняты меры по повышению качества электрической энергии питания приборов учета и средств автоматизации.

Система заземления ДЭС должна отвечать требованиям ПУЭ. Создание отдельного контура заземления для системы автоматизации и связи должно быть обосновано в проектной документации.


Организация каналов связи для системы сбора данных

Для удаленных и малодоступных районов НАО предпочтительно организовывать спутниковый канал связи между ИВКЭ и ИВК. Стоимость комплекта двунаправленной спутниковой связи находится в пределах от 80 до 150 тысяч рублей за одну точку. Абонентская плата за использование спутникового канала связи пропускной способностью 512кбит/сек составляет от 500 до 3000 рублей в зависимости от объема передаваемой информации. Организованный канал может использоваться не только для передачи данных АИИС, но и для организации канала голосовой связи. При этом обеспечивается возможность развития систем автоматизации, создания подсистемы учета и мониторинга тепловой энергии, подключения метеорологического оборудования. Недостатком спутниковых систем передачи данных является зависимость качества связи от погодных условий.

В районах присутствия операторов мобильной связи экономически целесообразным является создание систем передачи данных на базе GSM/GPRS/3G каналов.

Нежелательно организовывать сбор учетный данных через передачу по телефону, радиосвязи или передачу показаний приборов учета с нарочным. Такой способ увеличивает риск злоупотреблений и не исключает ошибки при снятии показаний и передаче их оператору центра сбора и обработки данных системы учета и мониторинга электрической энергии и дизельного топлива.

Внедрение системы учета необходимо производить в несколько этапов с выделением пусковых комплексов. Для оценки эффективности системы учета необходимо реализовать 2-3 «пилотных» проекта в относительно легкодоступных населенных пунктах.

В первую очередь автоматизированными системами учета и мониторинга электрической энергии и дизельного топлива следует оснастить наиболее крупные дизельные электрические станции в населенных пунктах с наибольшей численностью населения.

Во вторую очередь следует оснащать ДЭС с наибольшим расходом топлива на выработку одного кВт*ч. электроэнергии, для обнаружения коммерческих потерь дизельного топлива и борьбы с ними. Далее такими системами должны быть оборудованы все остальные электростанции Ненецкого автономного округа.

2.3 АИИС учета электроэнергии объектов ЖКХ г.Нарьян-Мар

Разработка подпрограммы по установке автоматизированной информационно-измерительной системы учета электроэнергии объектов ЖКХ г.Нарьян-Мар должна выполняться по поручению Правительства Ненецкого автономного округа. В ходе реализации необходимо создание общедомовых узлов учета электрической энергии, а также оборудование узлов учета современными приборами.

Реализация подпрограммы позволит:

1. Повысить надежность снабжения электрической энергией социально значимых объектов городской инфраструктуры, а так же населения г.Нарьян-Мар.

2. Снизить потери электроэнергии в городской электрической сети.

3. Провести определение и выравнивание общего баланса использования электрической энергии и мощности, что позволит более обоснованно подойти к формированию тарифа на передачу и использование электроэнергии.

4. Повысить заинтересованность управляющих компаний в более эффективной эксплуатации и ремонте внутридомовых электрических сетей.

5. Повысить оперативность управления электроснабжением объектов ЖКХ.

6. Вести адресную борьбу с коммерческими потерями электроэнергии.

7. Разработать наиболее эффективные дифференцированные тарифы для населения и промышленных предприятий.

В качестве приборов учета необходимо использовать цифровые многофункциональные счетчики отечественного производства. Рекомендуемые типы приборов учета представлены в приложении П1.
Счетчики рекомендуется размещать в отдельных шкафах учета. При этом
система обогрева шкафа должна обеспечивать функционирование узла учета при
любой температуре наружного воздуха. Все шкафы учета должны оборудоваться
системой удаленного сбора данных, позволяющей получать информацию с
электросчетчиков через сеть GSM/GPRS/3G.

Очередность установки узлов учета электрической энергии должна быть определена и согласована в ходе реализации проекта, исходя из следующих критериев:
1. Жилые дома с наибольшими объемами потребления.
2. Жилые дома с низкой обеспеченностью индивидуальными приборами учета.
3. Остальные жилые дома.

В ходе реализации проекта современными пунктами учета должны быть оборудованы все многоквартирные жилые дома г.Нарьян-Мар.

В бытовом секторе существенную роль в структуре потерь электроэнергии играют коммерческие потери. Наиболее эффективное мероприятие по снижению коммерческих потерь электроэнергии - обновление парка приборов учета у бытовых потребителей. Должна быть поставлена цель полностью обновить парк приборов в ближайшие 2-3года. АИИС учета электроэнергии, в первую очередь, должна внедряется в тех местах, где наиболее вероятна возможность несанкционированного потребления. Современные технологии передачи данных позволяют осуществлять беспроводной сбор данных о потреблении электроэнергии со счетчиков. Причем стоимость таких решений неуклонно снижается.

Ограничиваться только техническими мероприятиями не следует. Помимо капитальных вложений в организацию узлов учета, не менее эффективны и мероприятия организационного характера, такие как:
проведение проверок и рейдов по выявлению нарушений потребления электроэнергии;
пересмотр договоров с физическими и юридическими лицами.

При борьбе с коммерческими потерями в системах электроснабжения потребителей всегда следует сопоставлять стоимость капитальных вложений и ожидаемую отдачу от принимаемых мер.

Благодаря однонаправленности передачи, подъездная сеть полностью изолирована от домовой сети и исключает любое вмешательство в работу системы учета ресурсов со стороны WEB-клиентов. Домовой контроллер системы является ведущим, обеспечивая обмен с ПК и выполняя диспетчерские функции.
Другая важная задача – опрос первичных приборов учета, предназначенных для измерения общего уровня потребления ресурсов всем объектом в целом. Кроме того, этот контроллер хранит всю служебную информацию, собирает файлы сведений о потреблении ресурсов и ведет журналы событий, формируемые другими контроллерами. Необходимо отметить, что наличие нескольких копий (реплик) одной и той же информации повышает устойчивость работы системы учета в нестандартных ситуациях. Вычислительные ресурсы ПК также используются для обработки нештатных ситуаций, например, отключений питания, поломок аппаратной части, случаев мошенничества, аварийных ситуаций в коммунальных системах квартир и дома.
Система учета построена как однородная сеть однотипных элементов и создана на основе технологии MicroLAN, разработанной фирмой "Dallas Semiconductor Inc". Сеть передачи данных 1-Wire® Net (еще известная как MicroLAN) – дешевая система обмена данными между промышленным контроллером и сетевыми устройствами. Разработчик сети производит широкий спектр устройств, поддерживающих протокол 1-Wire. Сюда входят: счетчики, датчики температуры, элементы памяти (типа RAM и EEPROM), электронные ключи (iButton) и т.д. Как показал анализ, этот набор компонентов позволяет построить полнофункциональную систему учета расхода энергоресурсов.
Одно из главных достоинств сети – простота управления. Никакое сетевое устройство не может передавать данные, пока к нему не поступит запрос от ведущего узла. Все узлы или устройства подключены к общей шине, образуемой витой неэкранированной парой.
Каждое устройство имеет уникальный сетевой адрес, записанный в прожигаемом при его изготовлении ПЗУ. Каждое устройство оснащено литиевой батареей со сроком службы 10 лет, что позволяет значительно сократить потребляемую мощность, увеличить устойчивость к отключению электроэнергии и максимально упростить кабельную систему, используемую для подключения приборов учета.
Датчик температуры обеспечивает измерение с точностью до 0,1°С. Для нормальной работы термодатчиков во время выполнения измерений, на них необходимо подать постоянное напряжение номиналом 5 В. Благодаря использованию литиевых батарей удалось отказаться от передачи энергии по проводам. Датчики и регистраторы импульсов опрашиваются с периодом 15 минут, а приборы, подключенные к контроллеру системы напрямую, обычно имеют период опроса, равный одному часу.
При расчете потребления ресурсов отдельно взятой квартирой применяется алгоритм, позволяющий учитывать как часть ситуаций, связанных с отказами оборудования, так и возможность объединения нескольких квартир в одну.
Связывание между областями учета (квартирами) и узлами учета производится уже на уровне управляющего компьютера, принимающего информацию от дома в целом, т.е. централизовано, в одной точке. Такое решение позволяет увеличить гибкость системы, облегчить процесс ее обслуживания и упростить программное обеспечение контроллеров. Более того, это позволяет выполнять расчеты при объединении или разделении областей учета, не дожидаясь окончания месяца.
Данные от основного контроллера поступают в персональный компьютер (ПК). На ПК устанавливается следующее прикладное программное обеспечение (ПО): система управления базами данных (СУБД) и программа загрузки формируемых контроллерами данных.
В СУБД формируется база данных (БД), содержащая три группы таблиц:
журналы состояния объектов системы и ошибок,
показания сенсоров,
результаты расчета баланса по каждому виду ресурса.
Процесс загрузки данных осуществляется каждые 15 минут.
Другая особенность алгоритма связана с особенностями учета общедомовых расходов, распределения небаланса между квартирами и отказами системы учета. Регистраторы импульсов обладают возможностью подсчитывать поступившие импульсы независимо от того, производит ли контроллер их опрос. Может сложиться ситуация, когда по какой-либо причине связь с приборами учета в ряде квартир отсутствовала, а затем была восстановлена. Так как система производит составление баланса потребления каждый час, то для таких квартир следует применить какие-либо нормативы. Однако после восстановления связи становится доступной информация о действительном количестве потребленных ресурсов, что требует внесения изменений в ранее сделанные расчеты. Для удобства таких операций контроллеры системы всегда ведут расчет потребления с начала месяца. Накопленные данные каждый час передаются домовому контроллеру.
Такой подход позволяет не только более гибко вносить изменения в итоговый баланс, но и осуществлять распределение общедомовых расходов и небаланса, обеспечивающее наиболее актуальную картину с начала месяца до момента наблюдения. Часовые показатели рассчитываются уже на уровне управляющего компьютера.
Регистраторы импульсов устанавливаются в непосредственной близости от первичных датчиков, которыми являются: приборы учета холодной и горячей воды с импульсными выходами, электронные счетчики электрической энергии и газа. Подсчет импульсов от первичных приборов ведется независимо от наличия внешнего питания и работоспособности самой системы, поскольку обладают встроенной литиевой батареей. Датчики температуры предназначены для измерения температур воздуха и отопительного прибора. Они устанавливаются попарно на каждый отопительный прибор: один на уровне пола, другой на батарее. По этим данным система определяет количество тепла, отданное каждой батареей и, как следствие, тепловой энергии, полученной каждой квартирой. В каждой квартире могут быть установлены различные типы отопительных приборов теплоотдача, у которых разная. Для учета этой разницы вводится понятие удельной теплоотдачи и коэффициента тепловой эффективности отопительного прибора. С помощью этого коэффициента на этапе заполнения таблицы конфигурации учитывается тип отопительного прибора. Использование этого коэффициента позволяет правильно учитывать количество тепла, отдаваемого каждым типом отопительного прибора.