Система АСКУЭ: автоматизированная система учета электроэнергии

Чем больше потребителей на объекте, тем выше неконтролируемый расход электроэнергии. На крупных предприятиях, где потребление измеряется десятками или сотнями тысяч киловатт, это огромные накладные расходы. Каждый рачительный хозяин хочет, чтобы затратная часть на организации была как можно меньше. Это особенно важно для производства: снижение себестоимости выпускаемой продукции дает неоспоримые конкурентные преимущества на рынке.

Изначально, этим занимались специальные подразделения по учёту и контролю за потреблением энергии. Раньше, до внедрения автоматизации, в службе главного энергетика работали десятки сотрудников с высокими зарплатами. Но человеческий фактор не давал возможность эффективной экономии.

Пару десятилетий назад, инженерами и учеными была внедрена система АСКУЭ (автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии). Технология предусматривала использование микропроцессорного управления, что по тем временам было довольно затратно. Разумеется, если речь шла о миллионных затратах на электроэнергию, средства, вложенные в монтаж АСКУЭ, окупались быстро.

Применение АСКУЭ

Центр обработки информации (ЦОИ) устанавливается в диспетчерской, отдельное помещение не обязательно, в него стекаются данные о текущем потреблении энергии с каждой группы потребителей.

Со временем, автоматизированная система учёта стала внедряться на объектах с меньшим расходом мощности: например, в жилых микрорайонах. Серийное производство снижает цены, и внедрение АСКУЭ стало возможным даже на уровне небольших ЖСК. В этом случае, центр обработки информации может располагаться как в диспетчерской энергоснабжающей компании, так и в офисе правления ЖСК.

Современные технологии позволяют организовывать сеть обмена данными не только по специально оборудованным сетям. Собственная проводка достаточно дорогое удовольствие: стоимость кабеля, оплата труда монтажников, аренда несущих опор, согласование проекта. С появлением общедоступных средств коммуникации, стало возможным снижение затрат на функционирование автоматизации систем учёта. Беспроводная связь, облачные сети, свободный доступ к Internet, позволяют осуществлять контроль за потреблением энергии на мобильных устройствах и компьютерах, которые незачем покупать специально для АСКУЭ.

Любой пользователь, или назначенный оператор, контролирует оборудование индивидуальной или общественной АСКУЭ с виртуального рабочего места, или даже со смартфона. Основные затраты сводятся к приобретению аппаратов абонентского контроля и программного обеспечения. Сегодня активно внедряется технология «Умный дом», в рамках которой можно наладить учёт электроэнергии в небольших помещениях. Владелец жилья или офиса может автоматизировать потребление энергии, находясь на любом расстоянии от объекта контроля.

С доступностью и удобством разобрались, рассмотрим принцип работы АСКУЭ.

Кому выгодно внедрение АСКУЭ

Стоимость электроэнергии по-разному рассчитывается для разных категорий потребителей: бизнеса, предприятий и населений. Но для всех АСКУЭ полезна тем, что снижает затраты на электричество. Мы выполняем монтаж систем АСКУЭ на промышленных предприятиях, в многоквартирных домах и даже садоводческих товариществах, в сбытовых и управляющих компаниях. Во всех случаях внедрение такой системы окупается в дальнейшем, чем и объясняется повсеместный переход на автоматический учет электроэнергии.

Создание АСКУЭ выгодно разным категориям пользователей:

Представителям бизнеса. Посредством такой системы можно напрямую влиять на величину затрат на оплату энергопотребления.
Крупным потребителям, планирующим выход на ОРЭМ, без АСКУЭ не обойтись, поскольку она позволяет экономить на услугах посредников за счет перехода на систему прямых расчетов с поставщиком.
Управляющим компаниям, ресурсоснабжающим организациям и населению. Организациям ЖКХ АСКУЭ помогает упростить работу с потребителями, а последним становится проще производить оплату услуг. Кроме того, АСКУЭ сводит к минимуму безучетное потребление электричества.

Как это функционирует

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

Сбор данных с каждого индивидуального потребителя (группы потребителей) о расходе электрической энергии в текущий момент времени, и за определенный период.
Передача данных с приборов контроля в единый центр обработки информации (ЦОИ). Информационные каналы невозможно перехватить или обойти, поскольку связь по ним кодируется.
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.

Преимущества и недостатки по сравнению с традиционным учётом

Без средств автоматизации эффективный учёт электрической энергии становится невозможным.

«Армия» счётчиков, с которой нужно снять показания, или получение такого же количества звонков от абонентов – это сложно. Затем нужно занести бесконечный поток цифр в компьютер, обработать их, распечатать квитанции и снова разослать. И при этом не ошибиться.

Для чего выполнять такой гигантский объём работы малоэффективными методами, когда существуют АСКУЭ? Конечно, незачем. Пользователями автоматизированной системы учёта уже стали:

Многоквартирные дома.
Коттеджные поселки (там устанавливают счетчики АСКУЭ с пультом на столбе).
Населённые пункты сельской местности.
Садоводческие товарищества.
Гаражные кооперативы.
Сельскохозяйственные сообщества.
Промышленные предприятия.
Организации коммунального профиля.
Строительные фирмы.

А в условиях сурового климата, больших расстояний, труднодоступности отдельных объектов учёта, система просто безальтернативна.

Используя средства автоматики и телемеханики, можно контролировать энергетические потоки, и при этом эффективно ими управлять. Вовремя предупреждая и ликвидируя аварии, экономя электрическую энергию.

АСКУЭ обладает множеством достоинств:

Постоянный сбор информации от приборов учёта с накоплением и обработкой на сервере, отображаемой на экране монитора.
Точный учёт потребляемой электроэнергии.
Автоматический контроль уровня энергопотребления в соответствии с заданными параметрами, с возможностью удалённого воздействия.
Длительное сохранение накопленной информации в удобном формате.
Возможность оперативной диагностики данных.
Быстрое получение сведений о расходовании электроэнергии за любой период времени.
Удобство анализа структуры энергопотребления с целью её последующей оптимизации.
Выявление хищения из-за безучётного потребления, несанкционированного доступа, паразитного подключения, обмана приборов учёта с помощью технических средств. Обмануть счетчик АСКУЭ практически невозможно. Находятся умельцы, которые перепрошивают такие счетчики, но новая система обнаружит обман с помощью специальных алгоритмов.
Мгновенная фиксация отклонения параметров питающей сети, что позволяет оперативно выявлять аварийные ситуации.
Прогнозирование уровня потребления на необходимую перспективу.

К недостаткам автоматизированной системы учёта относятся:

Высокая стоимость, компенсируемая быстрой окупаемостью.
Риски механических повреждений участков сети.
Нестабильность сигнала в случае сильных электромагнитных воздействий или возникновения условий экранирования приборов учёта.
Информационная уязвимость передаваемых данных.

Несмотря на недостатки, система достаточно удобна, что подтверждает опыт её эксплуатации. А выявленные недостатки могут быть устранены на стадии проектирования конкретной АСКУЭ.

Читайте по ссылке о том, чем «грозит» АСКУЭ обычным жильцам, о плюсах и минусах «умных» электросчетчиков, которые начнут устанавливать уже с июля 2022 года.

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.

Программно-технические средства абонентов

Электронный счетчик активной энергии (однофазный или трехфазный, см. рис. 2) выполняет следующие функции:

— измерение и учет потребляемой активной электроэнергии и мощности;

— расчет неоплаченной электроэнергии (расчет долга);

— предупреждение абонента о превышении долга по оплате, ограничение потребляемой нагрузкой мощности или отключение нагрузки;

— измерение действующего значения напряжения сети, регистрация фактов превышения его нормативных пределов и защита электрооборудования абонента путем отключения (задается на этапе настройки счетчиков);

— ведение календаря и часов реального времени, многотарифный учет электроэнергии;

— прием и выполнение команд управления;

— включение/отключение нагрузки или ограничение потребляемой мощности по команде диспетчера энергосбыта;

— ведение журнала событий электрической сети и журнала принятых команд;

— индикация состояния и режимов работы счетчика, параметров сети и нагрузки;

— передача содержимого энергонезависимой памяти счетчика на устройство контролера по радио- или инфракрасному каналу связи, интерфейсу КБ-485;

— другие функции.

Рис. 2. Счетчик электронный многофункциональный

Рис. 3. Абонентский комплект, монтируемый на ОИЧ-рейке

УЗО (реле) выполняет роль коммутационного элемента в цепи нагрузки.

Управляется счетчиком электроэнергии и устанавливается совместно с ним в щитке на ОШ-рейке (см. рис. 3).

АСКУЭ имеет два варианта исполнения счетчиков электроэнергии: для индивидуальных строений и для многоквартирных жилых домов.

Модификации отличаются тем, что в счетчике для многоквартирного жилого дома отсутствуют радиомодули, имеющиеся в составе счетчика для индивидуальных строений. Управление счетчиком многоквартирного жилого дома осуществляется по интерфейсу КБ-485 от дополнительно устанавливаемого на группу счетчиков (до 255 шт.) мастер-блока. В последнем имеется возможность приема информации от энергосбыта как по радиоканалу, так и через КБ-485 от мобильного пульта контролера или портативного компьютера.

Эшелонирование системы

Для бесперебойной работы, и повышения надежности «на отказ», автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии выполняется по многоуровневому принципу.

Первый уровень — это система абонентских приборов учёта. В разветвленных сетях к этому уровню относятся также накопители данных. Кроме того, можно использовать различные датчики, анализирующие действительную потребность в электроэнергии на конкретном объекте. Например, датчики освещенности или температуры.
Второй уровень — система передачи данных и преобразования информации в формат, с которым работает программное обеспечение центра обработки информации. В некоторых проектах ко второму уровню относятся накопители данных, если они интегрированы в системы преобразования сигнала. Линии связи можно отнести ко второму уровню системы, или выделить их в отдельную структуру. Для простоты обслуживания они обычно привязываются к уровню №2.
Третий уровень — это центры обработки информации: сервера управления и хранения готовых преобразованных данных. Как правило, в местах локации ЦОИ оборудуются автоматизированные рабочие места операторов (если используется обслуживаемая АСКУЭ). Аппаратное обеспечение монтируется с учётом защиты информации и резервирования систем. Если на ЦОИ завязано управление энергосистемой (распределительные и трансформаторные подстанции), непредвиденное отключение системы может привести к масштабной аварии энергосистемы.

Монтаж системы АСКУЭ

Все работы по монтажу, подключению, наладке автоматизированных систем коммерческого учёта электроэнергии, выполняют сертифицированные подрядные организации. Исполнитель, по окончании работ должен согласовать и организовать подключение комплекса к управлению энергетическими системами на территории.

Последовательность выполнения монтажа:

Изучение объекта, подбор оборудования по согласованию с заказчиком, составление проектной и сметной документации. Заказчик обязан предоставить подрядчику всю документацию, по которой осуществляется энергоснабжение объекта.
Предварительное согласование проекта в органах энергосбыта.
Проведение пусконаладочных работ, определение срока тестовой эксплуатации, ввод системы в режим постоянной работы.
Сопровождение системы после установки и запуска.
Настройка программного обеспечения, подключение удаленных рабочих мест.

При наладке системы обязательно проводятся тесты работоспособности (восстановления) при аварийных ситуациях, проверка защиты от взлома информации.

Подрядчик несет ответственность за гарантийное обслуживание, за безопасность АСКУЭ в рамках территориальной системы энергообеспечения.

Функции

Система АСКУЭ, занимающаяся контролем и учетом электрической энергии, организует осуществление следующих функций:

Постоянный автоматический сбор информации с учетных приборов и дальнейшая ее отправка непосредственно на сервер.
Непрерывное накопление и последующее хранение сведений за прошлые периоды.
Выявление подключений несанкционированной природы к сети энергетического снабжения в структуре.
Анализ данных по поводу энергопотребления в структуре, который позволяет в полной мере обеспечить его оптимизацию.
Удаленное подключение, а также отключение от актуальной сети конечных потребителей.

Оборудование для автоматизированных систем коммерческого учёта электроэнергии

Системы передачи данных, преобразователи формата информации, накопители данных — это специальные устройства. Заказчик выбирает бренд, комплектацию, и состав аппаратуры. Абонентские устройства — это стандартные сертифицированные приборы учёта, с возможностью подключения к устройствам считывания информации.

Без подключения к системе, эти счетчики работают в обычном режиме.

Причем для работы АСКУЭ не обязательно использовать электронные приборы учёта. Есть и механические модели с возможностью отбора данных.

Рабочие места и серверное оборудование организуются на основе персональных компьютеров. Как правило, под управлением ОС Windows. После установки специализированного программного обеспечения, компьютер становится частью АСКУЭ.

Конкретизация

Целесообразным будет конкретизировать, что система АСКУЭ появилась несколько раньше, чем АИИС КУЭ. В настоящее время она используется только в отношении мелких и средних объектов ЮЛ, а также бытовых потребителей. Важно отметить, что посредством действующих законодательных актов регламентируется исключительно класс точности механизмов учета информации и инструментов измерения. Основным условием, необходимым для того, чтобы выйти на оптовый рынок электрической энергии, считается наличие АИИС. Требований к данной системе, кстати, бесконечно много.

Итог

Энергетики считают, что в скором времени все системы энергообеспечения будут интегрированы в АСКУЭ. Электронных устройств становится все больше, электричество относится к возобновляемой энергии. Те организации, которые уже сегодня подключены к автоматизированной системе коммерческого учёта электроэнергии, будут работать в привычном режиме. Остальным все равно придется приобретать оборудование, и заказывать монтаж. Специалисты подсчитали, что внедрение глобальной системы автоматизации позволить сократить расход электроэнергии в масштабах государства до 40%.

А для чего это нужно?

В данной главе целесообразным будет рассмотреть основные цели формирования рассматриваемой системы. Итак, внедрение АСКУЭ позволяет абсолютно любому потребителю обеспечить:

Измерение объемов потребленной электрической энергии за исключение «ручного» съема показаний. Иными словами, после внедрения системы исчезает необходимость ежемесячно тридцатого числа записывать показания счетчика, ведь АСКУЭ организует это автоматическим образом.
Контроль расхода электроэнергии (почасово, посуточно, понедельно и так далее).
Реализация автоматического сбора, обработки и хранения сведений по поводу объемов потребленной электроэнергии.
Расчет балансов электроэнергии и контроль ее «утечки».
Анализ потребления электроэнергии.
Получение мгновенных сведений по поводу всех неисправностей учета информации.

Все пункты, представленные выше, так или иначе позволяют потребителю существенно сократить собственные затраты на электроэнергию. За счет чего и каким образом это происходит? Целесообразным будет разобраться в данном вопросе подробнее.