Автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии

Реферат: Автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии

Реферат: Автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии

Содержание

Введение	3
1. Рынок электроэнергии	4
2. Организация проектирования  автоматизированных систем контроля  и учета энергии на примере  Энергосбыта АО "Челябэнерго"	6
3. Организация внедрения автоматизированных систем учета электроэнергии промышленных потребителей АО "Челябэнерго"	13
Заключение	19
Список литературы	20

 

Введение

В связи с переходом  к рыночной экономике, возникла необходимость  повысить эффективность управления энергопотреблением, поскольку это  отвечает экономическим интересам  поставщиков и потребителей электроэнергии. Одним из направлений решения  данной задачи является точный контроль и учет электроэнергии. Именно это  направление должно обеспечить значительную часть общего энергосбережения, потенциал которого составляет более 1/3 всего нынешнего объема энергопотребления.

Новые экономические отношения  в сфере управления энергопотреблением проявляются в формировании единого рынка электроэнергии. Исходя из выше сказанного, рынок электроэнергии должен представлять собой многокомпонентный механизм согласования  экономических интересов поставщиков и потребителей электроэнергии.

Одним  из самых важных компонентов рынка электроэнергии является его  инструментальное обеспечение, которое представляет собой совокупность систем, приборов, устройств, каналов связи, алгоритмов и т. п. для контроля и управления параметрами энергопотребления. Базой формирования и развития инструментального обеспечения являются автоматизированные системы контроля и учета потребления электроэнергии.

1. Рынок электроэнергии

В условиях государственного централизованного планирования энергопотребления баланс экономических интересов производителей и потребителей электроэнергии сводился на уровне государственных планов, при этом потребитель должен был получать запланированное количество дешевой электроэнергии в удобное для него время. Поэтому основное назначение электроэнергетической отрасли состояло в надежном, бесперебойном энергоснабжении потребителей в запланированных объемах. Для достижения этой цели осуществлялось управление процессом производства, передачи и распределения электроэнергии. Нагрузка регулировалась методом прямого управления — по требованию правительственных органов и энергокомпаний. В этих условиях электрическая энергия рассматривалась, прежде всего, как физическая субстанция, поэтому первоочередным (и единственно необходимым) средством управления энергопотреблением являлась автоматизированная система диспетчерского управления (АСДУ), выполняющая роль регулятора потоков электрической энергии в процессе ее производства, передачи и распределения.

Потребность в учете больших  потоков электроэнергии при ее экспорте и при перетоках между энергосистемами, объединенными энергетическими системами и в масштабах Единой энергетической системы, обусловила необходимость создания локальных автоматизированных систем измерения (контроля) электроэнергии (АСИЭ).

В период перехода к рыночной экономике электроэнергия становится полноценным товаром — объектом купли-продажи. Поскольку процесс купли-продажи завершается только после оплаты (реализации), электроэнергия как товар выражается не только количеством, но и стоимостью. При этом основными рыночными параметрами становятся количество полезно отпущенной энергии и ее оплаченная стоимость, а формирующиеся розничный и оптовый рынки электроэнергии представляют собой по сути рынок полезно потребленной электроэнергии.

Развитие рынка электроэнергии на основе экономического метода управления потребовало создания полномасштабных иерархических систем: автоматизированных систем измерения электроэнергии (АСИЭ), учета потребления и сбыта электроэнергии (АСУПСЭ), диспетчерского управления (АСДУ), контроля и учета  энергопотребления (АСКУЭ).

Основная особенность  экономического метода управления – рассмотрение энергопотребления как главного звена, управляющего рынком электроэнергии, который в свою очередь представляется совокупностью собственно технологического процесса (производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии), учетно-финансового процесса энергопотребления, а также политико-экономического (отражающего текущую политику в области энергоиспользования). Это и является предпосылкой для управления рынком электроэнергии посредством создания единой, интегрированной, системы управления энергопотреблением на базе систем АСИЭ, АСУПСЭ, АСДУ и АСКУЭ.

2. Организация  проектирования автоматизированных  систем контроля и учета энергии  на примере Энергосбыта АО "Челябэнерго"

В разработанной в 1993 г. по заданию РАО "ЕЭС России" "Концепции  инструментального обеспечения  рынка электроэнергии и мощности РФ" и в "Типовых технических  требованиях к средствам автоматизации  контроля и учета электроэнергии и мощности для АСКУЭ энергосистем" нет четкого определения функций  между системами, обеспечивающими  управлением рынка электроэнергии. Это объясняется прежде всего тем, что указанные документы были разработаны специалистами по контролю электроэнергии , которые и отразили в основном вопросы, связанные с  приборами и системами ее измерения (контроля), а также с системами передачи результатов измерений на верхний уровень, объединив их в рамках единой (не структурированной по функциям) системы АСКУЭ. Вопросы же, связанные с системами управления энергопотреблением на финансовом и экономическом уровнях и реализацией принятых там  решений, а также с системами управления процессом распределения энергии, оказались только обозначенными. Во многом  это объяснялось новизной проблемы и отсутствием в отрасли опыта создания систем управления с многоплановыми функциями, поскольку в энергосистемах занимались в основном автоматизацией измерений (контроля) электроэнергии, и только в отдельных энергосистемах  (Рязаньэнерго, Пензаэнерго и др.) с самого начала проблемы контроля и управления электроэнергией стали решать комплексно.

Так, в АО "Челябэнерго" создается региональная многоуровневая автоматизированная система контроля и учета выработки, транспорта, распределения  и потребления электрической  энергии. Основой этой системы является автоматизация учета непосредственно  у потребителей.

Большинство предприятий-потребителей АО "Челябэнерго" имеют на своем  балансе крупные узловые подстанции 110, 220 кВ,  от которых питаются не только основной абонент и транзитные потребители системы, но и все их субабоненты. В связи с этим расчетный учет потребляемой электрической энергии и мощности находится на подстанциях потребителей, а не энергосистемы.

Для соблюдения порядка учета  отпускаемых предприятию электрической  энергии и мощности и учета  всех тарифных групп потребителей, установленных в договоре на пользование  электрической энергии, разрабатываемые  автоматизированные системы коммерческого  учета электроэнергии (АСКУЭ) приходится размещать непосредственно у  потребителей и создавать сложные  иерархические структуры.

Разработка технических  проектов на автоматизацию учета  электрической энергии и мощности для промышленных предприятий невозможна без тщательной проработки вопросов выбора, размещения и установки технических  средств АСКУЭ, устройств сбора и передачи информации, причем выполняться она должна, как правило, сотрудниками специализированных отраслевых проектных институтов. Однако из-за отсутствия в энергосистеме и на предприятиях инвестиций и собственных средств на разработку проектов и установку современных приборов учета энергии АСКУЭ существено тормозится.

В связи с указанным  в Энергосбыте АО "Челябэнерго" было принято решение выполнять проектные работы своими силами, не привлекая специализированные организации, для чего на базе лаборатории энергоснабжения создана служба разработки и проектирования систем учета электрической и тепловой энергии. За 2 года накоплен определенный опыт в разработке проектов автоматизации расчетного учета электрической энергии и принят порядок подготовки технической документации.

Весь комплекс мероприятий  включает два этапа:

-     подготовительные работы и сбор информации по электроснабжению предприятия;

-     разработка проектных решений и оформление технической документации.

На первом этапе проводятся обследование и изучение существующей схемы учета и системы расчетов за потребленную электроэнергию непосредственно  на предприятии, в отделе сбыта энергии  предприятий электрических сетей (ПЭС) и Энергосбыте электросистемы. Структурная схема технологических связей службы разработки и проектирования системы учета энергии АО "Челябэнерго" дана на рисунке 1. В первую очередь изучается договор на пользование электрической энергией между АО "Челябэнерго" и потребителем. При этом уточняются, анализируются и включаются в отчет следующие документы:

-     перечень субабонентов, рассчитывающихся с основным абонентом по двухставочному тарифу;

-     перечень субабонентов, рассчитывающихся с основным абонентом по одноставочным тарифам;

-     перечень субабонентов, отпуск электроэнергии которым осуществляется в счет договорного значения абонента;

-     перечень потребителей абонента, рассчитывающихся за электроэнергию по другим тарифным группам;

-     перечень счетчиков электрической энергии (активной и реактивной), по которым ведутся  расчеты с основным абонентом, его субабонентами и потребителями других тарифных групп, с указанием параметров учета (коэффициенты трансформаторов тока и напряжения, число импульсов на 1 кВт-ч);

-     схема размещения всех вышеперечисленных счетчиков активной и реактивной энергии на принципиальной электрической схеме электоснабжения предприятия;

-     акты разграничения балансовой принадлежности  электрических сетей и трансформаторов между энергоснабжающей организацией и предприятием.

По результатам обследования специалистами Энергосбыта АО "Челябэнерго" проводится техническое совещание при главном инженере предприятия-потребителя, на котором обсуждаются принципиальные вопросы создания АСКУЭ, в том числе следующие:

-    на базе какой системы учета будет выполнена АСКУЭ? Если на предприятии имеется не более 16 счетчиков коммерческого учета, рекомендуется применять микропроцессорное устройство «Энергия-микро», при наличии большего числа расчетных приборов учета – комплекс технических средств (КТС) «Энергия»;

-    место установки вычислительного комплекса АСКУЭ (на ГПП, в ОГЭ или на диспетчерском пункте предприятия);

-    способ обеспечения связи счетчиков с устройствами сбора данных (УСД) или «Энергия-микро» и УСД с вычислительным комплексом АСКУЭ;

-    способ передачи информации на пункт сбора отдела сбыта энергии ПЭС и центральный пункт сбора Энергосбыта АО "Челябэнерго";

-    источники питания, обеспечения автоматического включения резерва и другие вопросы.

На втором этапе работ  разрабатываются проектные предложения, готовится, согласовывается и утверждается  проектная документация. Основным документом является проектная схема автоматизации коммерческого учета, отделом сбыта ПЭС АО "Челябэнерго" и утверждается руководством Энергосбыта АО "Челябэнерго". На проектной схеме  показываются все места установки расчетных счетчиков, УСД и место расположения вычислительного комплекса АСКУЭ. В проекте предусматривается  способ передачи информации на пункты сбора отделов сбыта ПЭС и центральный пункт сбора Энергосбыта АО "Челябэнерго". Передача информации в основном осуществляется по городской телефонной сети. Для этого на предприятии-потребителе выделяется определенный телефонный номер, и система учета укомплектовывается модемом типа "Ладога".

Для повышения надежности работы АСКУЭ, создаваемой на базе КТС "Энергия", в качестве УСД для  счетчиков коммерческого учета  электроэнергии используется преобразователь "Энергия-микро", имеющий защиту от постороннего вмешательства и обеспечивающий не только прием, но и накопление информации как по каждому учитываемому каналу, так и по выделенным группам. Существует также возможность контроля показаний расчетных счетчиков.

Электрическое питание устройства "Энергия-микро" и КТС "Энергия" предусматривается  от сети  переменного тока напряжением 220 В с устройством автоматического включения резерва. Для обеспечения непрерывной работы специализированного вычислительного комплекса КТС "Энергия" рекомендуется установка блока бесперебойного питания типа ВАСК-UPS-600 с мощностью, необходимой для работы системы учета в течение не менее 2 ч.

В ходе реализации второго  этапа проектирования АСКУЭ разрабатывается  следующая проектная документация:

-    принципиальная схема АСКУЭ, выполненная на базе существующей схемы электроснабжения предприятия с указанием счетчиков коммерческого учета, присвоенных им номеров каналов учета  и линий связи их с УСП;

-    структурная схема АСКУЭ, позволяющая проследить сбор и передачу информации от счетчиков до диспетчерских пунктов в отделах сбыта энергии ПЭС и Энергосбыте АО "Челябэнерго";

-    схема электропитания и электрических соединений всех элементов, входящих в состав АСКУЭ;

-    перечень каналов коммерческого учета электроэнергии, подключенных к АСКУЭ;

-    состав групп учета электроэнергии и мощности по узлу учета, по каждому абоненту и субабоненту и для каждой тарифной группы потребителей;

-    порядок определения расхода электроэнергии и мощности для расчетов с потребителем по АСКУЭ;

-    спецификация заказного оборудования и приборов.

Вся проектная документация выполняется с использованием программного продукта "AutoCad".

Несмотря на то, что автоматизированные системы коммерческого учета  электроэнергии создаются на базе типовых  приборов учета, единых "Типовых  технических требований к средствам  автоматизации контроля и учета  электроэнергии и мощности для АСКУЭ  энергосистем", утвержденных РАО "ЕЭС России" 11 октября 1994 года, использование их для финансовых расчетов за потребленную электрическую энергию и мощность для каждого предприятия имеет свои специфические особенности. В связи с этим в проектной работе особое внимание уделяется разработке раздела "Порядок определения расхода электроэнергии и мощности для расчетов с потребителем АСКУЭ". В этом разделе рассматриваются следующие вопросы: