Размещено на http://www.allbest.ru/

УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЕМ ЗА РУБЕЖОМ

В.В. Тубинис, председатель технического совета ПТ «Группа компаний Российские системы», зам. директора ГУ «Энерготестконтроль»

Последние годы в российской энергетике характеризуются активным внедрением, как в энергоснабжающих организациях, так и у потребителей электроэнергии, автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ). Это обусловленно организацией в России оптового рынка электроэнергии, так как наличие АСКУЭ является необходимым условием участия в работе рынка. Другим фактором, способствующим развитию АСКУЭ, являются процессы реструктуризации, ведущиеся в российской энергетике все последние годы.

При этом все внедряющиеся АСКУЭ используются в основном только как необходимый инструмент осуществления купли-продажи электроэнергии, но не учитывается тот аспект, что второй важнейшей функцией АСКУЭ является осуществление с ее помощью целенаправленного регулирования режимов энергопотребления в целях энергосбережения. Необходимость такого регулирования обуславливается целым рядом причин, основными из которых являются:

* значительная разница между пиком нагрузки и ночным провалом в энергосистемах;

* недостаточная регулирующая возможность тепловых электростанций и АЭС для покрытия переменной части графиков нагрузки;

* неблагоприятная тенденция снижения доли маневренных мощностей в энергосистемах, вызванная укрупнением энергоблоков;

* значительные капитальные и энергетические затраты, связанные с сооружением и эксплуатацией пиковых агрегатов;

* техническая возможность и экономическая целесообразность искусственного выравнивания графиков нагрузки.

Покрытие пиков нагрузки в условиях исчерпания регулировочных возможностей и запрета на регулирование мощности агрегатов АЭС в основном легла на агрегаты ТЭС, газомазутные КЭС и ГЭС.

Известно, что форма графиков загрузки электростанций определяется суммарным графиком потребления, то есть изменение графика загрузки электростанции, его уплотнение, возможно только за счет изменения режима потребления.

Многолетние усилия по решению проблемы выравнивания пика загрузки с помощью командно-административных методов даже в условиях советской командной системы не дали эффективных положительных результатов.

Уплотнение графика позволяет улучшить технико-экономические показатели производства электроэнергии и обеспечить электроснабжение новых потребителей без ввода новых мощностей. На Западе общепризнанным является заключение о том, что мероприятия по выравниванию графика нагрузки обходятся в 3 раза дешевле, чем ввод новых пиковых мощностей.

Побудительной причиной для равномерного заполнения графика может быть только экономическая заинтересованность потребителя, реализуемая через поощрительные тарифы. В частности, как наиболее легко реализуемый вариант следует иметь в виду применение дифференцированных по зонам суток тарифов.

Отдельно следует сказать об управлении нагрузкой в целях обеспечения надежности электроснабжения и обеспечения устойчивости работы энергосистем.

Среди реально применяющихся сегодня в России для этих целей видов управления нагрузкой можно различить:

* управление нагрузкой на стадии годового (договорного) планирования;

* управление нагрузкой при возникновении временного дефицита мощности реализуется через заранее составленные графики ограничения потребления и отключения электроэнергии. Потребителю, включенному в графики, назначается объем и очередность снижения нагрузки и указывается регламент работы и контроля. Суммарный объем ограничений и отключений не превышает 20% от максимума собственного потребления мощности по ЭС в целом;

* противоаварийное управление нагрузкой при возникновении аварийного дефицита мощности или ограничения пропускной способности сети в энергосистеме, ОЭС, ЕЭС или другом звене системы электропотребления, реализуется в основном автоматическими средствами, реагирующими на снижение частоты (АЧР) или другие параметры режима (САОН).

Экономические меры поощрения потребителей за участие в плановом, временном и противоаварийном управлении нагрузкой не введены ни в советский период, ни в настоящее время.

Если при социалистическом строе такое положение хотя и не в полной мере устраивало потребителей, но было все же терпимо, то при капиталистическом способе производства оно никого устроить не может. Парадокс: сегодня, при развитии рыночных отношений, вся противоаварийная автоматика в России построена на социалистическом принципе. Например, почему при отключении крупного энергоблока на Ленинградской АЭС, САОН отключает потребителей на Средней Волге, и при этом никто никому не платит за неизбежно возникающий при этом ущерб?

Теоретически приватизация в энергетике должна значительно повысить интерес к вопросам управления нагрузкой. Резкое сокращение централизованных капиталовложений в региональную энергетику должно побуждать акционерные энергетические компании уделять большее внимание энергосбережению и уплотнению графика нагрузки электростанций, контролю перетоков, прямому управлению энергопотреблением. Но в реальной жизни этого не наблюдается, и из года в год графики потребления не уплотняются, а наоборот -- разуплотняются. Очевидно, что в процессе реструктуризации до этого просто руки не доходят.

Такое положение рано или поздно придется исправлять, тем более что в развитых капиталистических странах эти задачи успешно решаются при помощи специально разработанных для этих целей технических средств эффективного управления нагрузками.

Cтpуктуpы электpопотpебления той или иной страны диктуют и особенности постpоения системы управления нагрузкой. В России, где в балансе электpопотpебления пpеобладающий удельный вес (до 50%) занимает потpебление промышленных предприятий, система управления нагрузками ориентирована в основном только на них, то в pазвитых капиталистических стpанах, где удельный вес (до 60%) занимает потребление коммунально-бытовых потребителей, системы управления нагрузками в значительной степени оpиентиpованы именно на таких массовых потpебителей. В этих стpанах шиpоко используются pазличные системы массового упpавления такими потpебителями (по силовой сети, по радио и др.). В то же время в России из-за малого удельного веса в балансе потpебления электроэнергии коммунально-бытовыми потребителями (не более 10-20%) такие системы только начинают использоваться. В России в целом, и по отдельным регионам относительное удельное потребление электроэнергии коммунально-бытовыми потребителями из года в год возрастает и начинает занимать доминирующее положение, что предполагает усиление внимания к более широкому использованию их регулировочных возможностей для управления электропотреблением.

Следует различать способы управления потреблением:

* непосредственное, путем отключения/подключения потребителей;

* косвенное, путем воздействия через тарифные системы.

Основными предпосылками для осуществления той или иной системы управления электропотреблением являются:

* наличие соответствующей тарифной системы;

* определенная структура электропотребления;

* величина мощности, пригодной для управления;

* надежные технические средства для осуществления управления.

При этом для осуществления управления электропотреблением безусловным является наличие соответствующего законодательного и юридического обеспечения этого процесса.

Зарубежные технические средства управления электропотреблением

Технические средства управления электропотреблением условно классифицируются следующим образом:

* местные (контактные часы);

* центральные с односторонней связью (по радио на средних и длинных частотах, по силовой сети на тональных (звуковых) частотах);

* центральные с двусторонней связью (по распределительной сети на несущей частоте (PLC-технологии), по сотовой радиосвязи и др.)

Здесь рассмотрены только централизованные средства управления электропотреблением.

Централизованные технические средства управления электропотреблением с односторонней связью

Централизованное управление потребителями на тональных частотах (ЦУПТЧ)

Наиболее распространенные и известные за рубежом технические средства управления потребителями по силовой сети на тональных частотах (150-300 Герц) более 50 лет выпускались многими широко известными фирмами, такими как «Шлюм-берже», «Ландис и Гир», «Сименс», «Броун Бовери Компани», а также некоторыми менее известными специализированными фирмами, как «Цельвегер» (Швейцария) и «Вальмет» (Финляндия).

Принцип действия таких систем заключается в том, что в различных пунктах питающей сети напряжением 10, 35 или 110 кВ с частотой 50Герц накладывается кодовый сигнал тональной частоты. Так как частота кодового сигнала очень близка к частоте питающей сети, распространение управляющих сигналов очень эффективно и они легко преодолевают несколько ступеней трансформации. При помощи специальных приемников-дешифраторов, установленных у потребителей и подключенных к сети 220 В, они сравниваются с заранее запрограммированными в данном устройстве, и в случае их совпадения принятая команда выполняется, то есть выходные реле переключаются. Различные типы систем транслируют по сети от 125 до 250 различных групповых команд, что более чем достаточно для решения всех доступных им задач.

Принципиально все эти системы мало отличаются друг от друга и фактически являются различными модификациями разработки «Броун Бовери Компани» конца 40-х годов прошлого века. Системы различных фирм отличаются конструктивным исполнением различных элементов и способами кодирования управляющих сигналов. Любая система такого типа состоит из 3-х главных элементов: передающего устройства; приемных устройств и системы кодированных сигналов.

Для ввода управляющих сигналов в данных системах на напряжении 10, 35 и 110 кВ требуется довольно дорогостоящее оборудование и реконструкция подстанций, но при этом приемники управляющих сигналов из сети 220 В получаются довольно дешевыми, и их стоимость сопоставима со стоимостью управляющих электрических контактных часов, используемых в системах дифференцированного по зонам суток учета электроэнергии (до 100 долларов США). Стоимость коммерческого предложения фирмы «Цельвегер» Минэнерго СССР конца 90-х годов, которая была готова поставить в СССР комплекты оборудования на одну подстанцию с вводом управляющих сигналов на напряжении 10 кВ составила 80 тыс. долларов США; на напряжении 35 кВ -- 130 тыс. долларов США и на напряжении 110 кВ -- 700 тыс. долларов США. Однако несмотря на высокую стоимость этого оборудования, они и сейчас широко применяются практически во всех странах Европы (кроме Великобритании, предпочитающей использовать системы управления по радио), США, Австралии, Новой Зеландии, ЮАР и многих других странах, как для централизованного управления тарифными механизмами бытовых многотарифных счетчиков, так и для отключения и последующего включения отдельных промышленных потребителей, пригодных для целей управления электропотреблением. К таковым обычно относят: мощные отопительные устройства; холодильные устройства и кондиционеры; двигатели вентиляционные; печи плавильные; питание насосных и компрессорных станций предприятий водо- и газоснабжения; питание насосных станций и смесительных установок очистных сооружений сточных вод.

Системы также используются для управления освещением улиц городов и поселков; рекламным и праздничным освещением и др., а также и для служебных операций включения/отключения электросетей (компенсирующих устройств, определенных групп потребителей, дистанционного управления секционными выключателями и т.д.).

Производство таких систем на заводе фирмы «Шлюмберже» во Франции, практическое использование таких систем в Венгрии высоко надежно и эффективно. По данным фирм-производителей, затраты на устройство таких систем окупаются в течение 4 лет.

Во Франции и ФРГ, где в наибольшем количестве использовались системы фирмы «Шлюмберже», с их помощью удалось весьма значительно изменить конфигурацию суммарного графика нагрузки и существенно снизить максимумы потребления нагрузки и значительно поднять заполнение ночного провала, а во Франции потребление энергии ночью сравнялось с дневным. Однако ушло на это более 30 лет (с 1952 по 1984 год) кропотливой работы по монтажу сотен передающих систем на подстанциях и миллионов приемников у потребителей.

Основным недостатком в работе таких систем является отсутствие обратной связи и информации о срабатывании или, что более важно, об отказе в срабатывании тех или иных приемников-дешифраторов. Однако при массовом управлении огромным количеством приемников и высокой степени надежности приемной аппаратуры эти недостатки в реальной жизни считаются приемлемыми.

В советские времена институт ЭНИН занимался этой проблемой под названием «циркулярного телеуправления», но далее опытных установок разработки не проводились. Еще будучи молодым специалистом я слушал в ЭНИНе о большой перспективности этих разработок, но из-за большой первоначальной стоимости оборудования ни в СССР, ни в России они распространения не получили, а с появлением принципиально новых разработок, с достаточной степенью уверенности можно сказать, что и в дальнейшем для них в России перспективы массового внедрения не предвидится.

Централизованное управление потребителями по радио на средних и длинных частотах

В Великобритании для целей массового управления коммунально-бытовыми потребителями электроэнергии используются системы радиодистанционного управления типа SRT (Sangamo Radio Teleswitch). Делегация Госэнергонадзора СССР в октябре 1991 года посетила Великобританию и подробно ознакомилась с работой этой системы.

Отличительной чертой данной системы является относительная дешевизна аппаратуры ввода управляющих сигналов на длинноволновых государственных радиостанциях, но при этом радиоприемные устройства получаются более дорогими. Тем не менее энергокомпании Великобритании считают, что эта система позволяет с меньшими затратами осуществлять эффективное управление электропотреблением по сравнению с управлением по силовой сети.

Толчком к разработке системы радиоуправления электропотреблением наиболее массовых бытовых потребителей послужил нефтяной кризис 1973 года, и основной предпосылкой для ее разработки было желание получить выгоду от снижения расхода топлива. В то время все программы, направленные на энергосбережение, централизованно финансировались государством.

В то же время с целью осуществления экономического стимулирования электросбережения потребителями энергии были введены тарифы, в которых цена за электроэнергию была различной по часам суток, дням недели и месяцам года. Одной из основных задач, которую предстояло решить разрабатываемой системе радиоуправления, была организация централизованного управления тарифными механизмами счетчиков.

Для разработки систем радиоуправления центральная государственная энергокомпания не только использовала собственные финансовые возможности, но и привлекала средства промышленности -- в виде налога от энергосбережения.

Разработки системы радиодистанционного переключения типа SRT (SANGAMO RADIO TELESWITCH) велись с 1976 по 1983 годы. В 1983-1985 годы была проведена опытная эксплуатация данной системы, а с мая 1985 года началось серийное производство и промышленная эксплуатация.

Действовавшая в 1991 году в Великобритании система радиоуправления (SRT) являлась совместной собственностью Электрической Ассоциации (ЕА) и Би Би Си (ВВС).Продажа лицензии на эту систему была возможна только при согласии обеих сторон.

ЕА имела договор с 4-м каналом ВВС, по которому платила ей за передачу управляющих сигналов и эксплуатацию центрального передающего оборудования. 4-й канал ВВС -- аналог нашего «Маяка», круглосуточно передающий музыкальные программы для англичан и одновременно с этим передающий сигналы управления электропотреблением, неразличимые для слуха слушателей музыки.

Три длинноволновых (184 КГц) радиопередающих центра 4 канала ВВС в Великобритании перекрывали друг друга, и, если со стороны одного из них прием сигналов был ослаблен, то с противоположной стороны (от другого радиопередатчика) он, как правило, был достаточный. Для всей территории страны практически достаточно и двух передающих центров, так что с остановкой любого из трех центров на ремонт никаких проблем не возникает и система SRT продолжает успешно функционировать.

Каждое радиопереключающее устройство имеет два фиксированных положения приемной антенны (А и Б), ориентированных относительно друг друга под углом в 90 градусов, которые позволяют при установке устройства на месте выбрать положение антенны с более высоким уровнем сигнала. Выбранное расположение внутренней антенны отмечается на лицевой панели устройства специальным буквенным обозначением (соответственно: А или Б).

Из более чем 22 миллионов бытовых потребителей Великобритании в 1991 году только 2 миллиона управлялись по радио и планировалось за ближайшие 2 года увеличить их количество до 5 миллионов.

Чтобы убедиться, что радиокоманды доходят до потребителей на национальном диспетчерском пункте ЕА, постоянно контролируется и анализируется прохождение сигнала на специально выделенной ЭВМ фирмы «Ферранти» по специальной программе.

В то время ВВС для целей системы SRT использовало только малую долю своих мощностей, но планировала эту долю увеличить. ЕА также искала способ передать потребителям часть расхода на разработки по модернизации систем радиоуправления.

Исследования, проведенные ЕА, показали, что при выборе методов управления массовыми потребителями: при помощи циркулярного телеуправления по силовой сети, при помощи электрических часов или при помощи радио -- радиоуправление -- самая экономичная система.

ЕА централизованно закупает и ее персонал сам устанавливает у потребителей радиопереключающие устройства системы SRT. Плата за установку, включая монтажный провод, как правило, включается в оплату за электроэнергию с рассрочкой на год и составляет величину порядка 12 фунтов. При этом разница в оплате за электроэнергию у потребителей, оснащенных радиопереключающими устройствами и не имеющих таковых, незначительна из-за высокой стоимости электроэнергии.

Надежную работу радиопереключающих устройств и их бесплатный ремонт заводы-изготовители гарантируют в течение 15-20 лет. При выходе из строя радиопереключающего устройства потребитель должен сам обратиться за помощью в ЕА.

В ЕА проблемами радиоуправления занимаются всего 4 инженера.

В Англии в 1991 году работало 6 заводов различных фирм, которые производили радиопереключающие устройства для системы SRT, и завод фирмы «Шлюмберже» в г. Феликстоу, который посетила делегация Госэнергонадзора,-- один из них.

Наиболее массовым прибором учета, выпускаемым заводом в г. Феликстоу, является однофазный электронный счетчик типа SPA, устроенный по шунтовому принципу, класса 2,0, на номинальный ток 20 А с перегрузочной способностью 400% (до 80 А).

Счетчик имеет единый унифицированный корпус для одного, двух или трехтарифного исполнения. Тарифные механизмы счетчика переключаются от внешнего управляющего устройства -- радиодистанционного устройства системы SRT типа RTA или управляющих электрических часов.

Завод гарантирует бесплатное обслуживание счетчика в течение 20 лет. Межповерочный интервал для него также 20 лет.

Другим массовым и перспективным изделием завода является радиопереключающее приемное устройство типа RTA для системы SRT.

Приемник SRT состоит из печатных плат и внешних элементов, размещенных в твердом штампованном корпусе.

В печатных платах используются интегральные микросхемы и микропроцессор, который является сердцем устройства.

Прозрачное окно позволяет видеть положение переключателей нагрузки (контакторы).

Радиоприемные цепи принимают слабый уровень сигнала и усиливают его до необходимого уровня.

Программные средства объединяют микропроцессор с кодированием памяти, преобразуют сообщение и выполняют его, управляя положением контактора.

Контактор управляет нагрузкой и переключением тарифов. С помощью программных средств приемник может дополнительно реагировать на внезапные команды, чтобы обеспечить, когда потребуется, непосредственное управление нагрузкой.

Построенная с обратными связями программа диагностирует любые повреждения устройства в период между полезными сигналами. Программные средства содержат диагностический тест, позволяющий персоналу проверить поступление данных и эффективность работы устройства. Индикатор на жидких кристаллах показывает, правильно ли идет прием и декодирование информации.

С 1986 г. до 1991 г. (момента посещения завода русской делегацией) было выпущено 750 тысяч таких устройств.

Каждое устройство имеет возможность быть закодировано одним из 16 региональных (по числу региональных распределительных энергокомпаний) и одним из 256 групповых кодов. По информации фирмы количество этих кодов может быть увеличено, но в настоящее время достаточно и этого количества кодов, чтобы избирательно управлять электропотреблением в любом из 16 регионов Великобритании путем отключения и включения в каждом из регионов 256 различных групп потребителей, оснащенных данными радиопереключающими устройствами. Встроенные в устройство контакторы могут управлять нагрузкой потребителя и переключением тарифного механизма электросчетчика по различным программам.

Представленная система очень интересна тем, что имеет очень низкие капитальные затраты на оборудование радиопередающих центров -- не выше,чем комплект оборудования для одной подстанции в системе ЦУПТЧ. Аглийские специалисты проанализировали радиочастоты всех областных радиостанций СССР и заверили, что, при размещении на них передатчиков системы СРТ, они не будут мешать друг другу и срабатывания приемников одной области страны от сигнала передатчика СРТ в другой области -- исключен.

В ЦНИИРТИ (Москва) -- мощном оборонном институте, занимающемся разработкой радиотехнических систем,-- есть похожая система, созданная для управления военными объектами, и при получении соответствующего заказа от Минэнерго СССР они способны разработать для нас систему не хуже, а главное -- не дороже английской.

Основными недостатками системы управления по радио традиционно считаются следующие:

* сомнительная надежность приема;

* возможность быть подвергнутой внешним воздействиям;

* необходимость платы за оказываемые услуги радиостанциям.

Однако в системе СРТ они практически устранены и, по заверениям английских специалистов, система работает без сбоев, электромагнитная защищенность и внутренняя защита приемных устройств исключают несанкционированный доступ и вмешательство.

После опубликования в технических журналах статьи о работе английской системы, прошло сообщение из Воронежа о том, что начальник техотдела местного Госэнергонадзора в соавторстве с коллегами разработал и внедрил похожую систему на местном УКВ-вещании для управления водона-гревательными установками сельских ферм и исключения их работы в часы максимума нагрузки.

Представляется, что такие системы не потеряли актуальности внедрения в регионах России со слабой сотовой и проводной связью и в настоящее время.

Централизованные технические средства управления электропотреблениемс двусторонней связью по распределительной сети на несущей частоте (PLC-технологии) и по сотовой радиосвязи

В настоящее время крупнейшая национальная энергоснабжающая компания Enel успешно завершает в Италии работы по созданию уникальной автоматизированной системы Telegestore (Теледжесторе) для бытовых потребителей, которая позволит ей не только дистанционно считывать показания электросчетчиков, но и централизованно управлять электропотреблением и распределительной сетью.

В апреле 2004 года делегация российских специалистов посетила Италию с целью ознакомления на месте с ходом реализации фирмой Enel проекта Telegestore: штаб-квартиру фирмы Enel в Риме и опытный полигон фирмы Cesi (Чези) в Милане. Полигон Cesi был выбран компанией Enel для проведения полевых испытаний элементов Telegestore с целью воссоздания типичных условий в отношении помех, существующих в электрических сетях. Полевые испытания на данном полигоне начались в 2000 году и ведутся до настоящего времени для отработки систем связи и испытания новых моделей компонентов системы (счетчиков и концентраторов).

С начала 90-х годов Enel проводила испытания систем дистанционного управления счетчиками. Так как системы дистанционного управления счетчиками были и являются выгодными с точки зрения эффективности затрат для энергоемких промышленных потребителей, в процессе испытаний выяснялось, являются ли они эффективными для массового потребителя.

Испытания на базе 70000 систем (40000 в Риме) подтвердили техническую жизнеспособность технологии дистанционного управления счетчиками с использованием каналов связи по низковольтной сети в диапазоне частот, определенном европейским стандартом CENELEC EN 50065 (PLC-связь).

В конце 1998 года Enel, производя анализ своих общих затрат на мероприятия в области учета и изучая аналогичный опыт США, пришла к выводу о целесообразности дистанционного управления средствами учета на массовом рынке.

Компания ENEL, монополист в области энергосбытовой деятельности в Италии, успешно осуществила план массовой замены 30 млн. устаревших индукционных счетчиков на специальные электронные счетчики, объединив их по силовой сети (PLC-технология) в единую систему дистанционного управления абонентской сетью (TELEGESTORE™), дает наиболее яркий пример комплексного решения проблем: как организации учета электроэнергии у бытовых потребителей в Европе, так и управления их электропотреблением.

При этом эта система очень эффективна в экономическом отношении, так как ENEL, исходя из существующих расценок за электроэнергию и применяемых норм, смогла гарантировать ее окупаемость в течение 5 лет. Это подтверждается и опытом эксплуатации части этой системы по мере ее создания и начала работы. Практически за 5 лет создания с 2001 по 2006 гг. она себя уже окупила.

В Италии основными составляющими экономической эффективности проекта Telegestore является снижение собственных затрат компании Enel на организацию снятия показаний счетчиков, изменения контрактных условий у потребителя и выписку счетов. Очевидно, что при внедрении проекта снижаются и неплатежи (в среднем, как считают итальянские специалисты, на 6%). Эффект от выравнивания графика нагрузки при этом даже не учитывался, так как действовавшая и до внедрения Telegestore система тарифов его тоже обеспечивала, только с большими затратами.

Описание работы системы:

1. Интегрированный (снабженный прерывателем) счетчик (М) осуществляет функции учета, управления контактом и передачу данных по силовой сети до концентратора.

2. Телекоммуникационная система учета связывается по телекоммуникационной сети общего пользования (GSM, коммутируемый телефонный канал, спутник и др.) с концентратором низкого напряжения (устройством сбора и передачи данных или УСПД), установленным на каждой подстанции среднего напряжения (один концентратор -- на каждый трансформатор).

3. УСПД способно управлять связью в обоих направлениях: в направлении центральной дистанционной системы учета (по телекоммуникационной сети общего пользования) и в направлении счетчиков (связь по силовой сети, полудуплексный режим, скорость 2400 бит/сек).

Основные характеристики TELEGTORETM:

* Дистанционное управление потреблением электроэнергии, многотарифность.

* Дистанционное изменение параметров контракта (заявленная потребность в электроэнергии).

* Дистанционное отключение, в случае необходимости, прерывателя цепи, интегрированного в корпус счетчика (например, в случае расторжения контракта).

* Контроль качества услуг, предоставляемых каждому отдельному абоненту (число и продолжительность прерываний).

* Обнаружение и предотвращение случаев мошенничества.

* Передача данных абоненту в режиме реального времени в целях поддержки алгоритмов

управления нагрузкой и мно-готарифности.

* Дистанционная система учета связана с главным компьютером центральной системы для осуществления биллинга и автоматического управления коммерческими процедурами (отключение, подключение, изменения в контракте и т.п.).

* Связь между компьютером CIS и локальной рабочей станцией дистанционного управления, расположенной на децентрализованных объектах (поддержка высокоскоростной передачи данных в соответствии с требованиями каждого конкретного применения).

* Дистанционное снятие показаний, гибкость графика, независимость от необходимости доступа к счетчику и отсутствие биллинга при снятии предварительных показаний.

* Дистанционное отключение и дистанционное санкционирование повторного ручного включения прерывателя цепи (абонентом).

* Дистанционное изменение параметров контракта без доступа к счетчику.

* Многотарифность с возможностью ежедневных, еженедельных, ежемесячных и сезонных модуляций.

* Управление нагрузкой, доступное для абонента.

* Баланс между количеством энергии, поступившей от трансформатора среднего/низкого напряжения, и полученной абонентами.

* Регистрация параметров обслуживания.

* Обнаружение нелегального подсоединения и несанкционированного доступа к счетчику.

* Передача абоненту сообщений о потреблении электроэнергии и технико-коммерческих сообщений, а также информации для управления нагрузкой в режиме реального времени.

Основные цифры:

* Количество абонентов сети низкого напряжения -- 27 млн.;

* Установлено измерительных групп -- 30 млн.;

* Концентраторы -- 330000;

* Инвестиции (из собственной прибыли) -- 2 млрд. евро;

* Срок замены (с конца 2001 года) -- 5 лет;

* Срок окупаемости-- 3-4 года.

Рис. Тарифная система бытовых потребителей, дифференцированная по потребляемой мощности

1. Контракт с абонентом может оговаривать различные пороги (контрактные пределы) и характеристики сети низкого напряжения (уставки защиты).

2. Максимальный порог потребляемой мощности может изменяться с шагом 0,1 кВт до 10 кВт для одной фазы и 200 кВт для многофазной сети.

3. Потребление электроэнергии сверх заявленного предела регулируется следующими способами:

* немедленное отключение;

* предупредительный сигнал и отсроченное отключение;

* регистрация данных о потреблении в специальном регистре для правильного биллинга без отключения.

Система дистанционного управления процессами распределения электроэнергии и абонентской сетью итальянской энергоснабжающей компании Enel должна заинтересовать российские энергосбытовые организации по многим причинам. Назовем только некоторые из них:

1. В России так же, как и в Италии, идут процессы либерализации рынка электроэнергии.

2. Перед российскими энергетиками также стоит вопрос о том, на что следует заменять индукционные счетчики класса 2,5. Если на электронные, то на какие именно?

3. После ликвидации существующего в России «перекрестного субсидирования» и существенного увеличения в балансе энергосбытовых организаций поступлений от бытовых абонентов и неизбежного отказа вследствие этого от существующей только в России «системы самообслуживания» перед российскими энергетиками неизбежно встанут проблемы дистанционного снятия показаний счетчиков и введения гибких многотарифных систем учета.

Во внедряемой в Италии системе учета удивляет глубокая продуманность и планомерность внедрения проекта, а также высокая комплексность решаемых системой учета проблем.

Учитывая уровень развития массовых телекоммуникаций (средний уровень телефонизации в регионах России не превышает 20-25%), поэтому особенно перспективно развитие АСКУЭ с применением PLC -- технологии для передачи данных. Если учесть, что инфраструктура энергоснабжения в России самая развитая в мире (протяженность низковольтных линий энергоснабжения составляет десятки миллионов километров), то превращение ее в телекоммуникационную среду для передачи данных обещает серьезные и долгосрочные перспективы.

Технические решения, используемые в системах на базе PLC технологии, позволяют:

* у большинства потребителей сохранить дешевые однотарифные счетчики-датчики с передачей данных от них по силовой сети;

* внедрять у каждого потребителя любые новые тарифные системы, изменяя только программное обеспечение в устройстве сбора данных, без монтажных работ и замены счетчиков;

* списывать показания счетчиков по многоквартирному дому за несколько секунд, дистанционно -- не входя в помещения, где они установлены, при этом сами контролеры лишаются возможности изменять показания счетчиков;

* выявлять хищения электроэнергии, сигнализировать об этом и даже дистанционно отключать неплательщиков и управлять потреблением, как в нормальных, так и напряженных (дефицитных) режимах потребления.

Системы с передачей информации по силовой сети открыты для расширения, универсальны и многофункциональны, так как наравне с обработкой информации о потреблении различных видов энергетических ресурсов могут легко быть дополнены и другими функциями, включая организацию телефонной связи и даже организацию каналов Internet.

В России имеется до 10 отечественных разработок систем АСКУЭ для бытовых потребителей с использованием PLC-технологий. Наиболее известные из них производятся на Московском заводе электроизмерительных приборов и ИАЦ НТИ «Континиум» (г. Москва). Десятки внедренных пилотных проектов подтверждают их работоспособность и эффективность в повышении собираемости платежей. Они сертифицированы Госстандартом и внесены в Госреестр измерительных средств.

При уровне тарифов для населения 80-90 коп/кВт*час срок окупаемости данных систем у нас составляет те же 3-4 года, как и в Италии, при капиталовложениях на точку учета (один счетчик) не более 75-100 долларов США. Эти затраты сопоставимы с затратами на внедрение двухтарифной системы учета, очень популярной во многих регионах России. Только это закрытая система с ограниченными возможностями, а системы основанные на использовании PLC-технологий многофункциональны и открыты для постоянного расширения, как по объему обслуживаемых счетчиков, так и по набору исполняемых функций. Они могут быть легко интегрированы в системы диспетчерского управления жилищным хозяйством, получающие все более широкое развитие в некоторых городах России.

В отдельных регионах России уже практически опробована схема финансирования внедрения АСКУЭ в быту через тарифы.

Следует отметить, что все они ориентированы только на дистанционное снятие показаний счетчиков и не имеют органов прямого управления потребителями.

Российские технические средства управления электропотреблением

Так как в СССР около 70% электроэнергии потребляла промышленность, то, несмотря на низкую стоимость электроэнергии и неразвитую тарифную систему, первые АСКУЭ были ориентированы на применение в промышленности, и аббревиатура АСКУЭ расшифровывалась, как «автоматизированная система контроля и управления электропотреблением». Все первые модели советских АСКУЭ имели хотя и примитивные, но все же блоки управления. Наличие этих блоков позволяло при достижении некоторых установленных заранее пороговых значений мощности выдавать предупредительный сигнал технологическому диспетчеру предприятия для принятия им необходимых действий по ее снижению или автоматически отключать какую-то часть электроприемников для снижения суммарной мощности потребления предприятия. Так как повсеместно промышленность оплачивала электроэнергию по двухставочному тарифу (отдельно за мощность и электроэнергию), то оптимизация потребляемой мощности позволяла предприятиям в договорах уменьшать договорную величину потребляемой мощности и только за счет этого окупать затраты на создание АСКУЭ, как правило, в течение года. Несмотря на то, что энергосистемы повсеместно противодействовали приему АСКУЭ для коммерческих расчетов, они все равно устанавливались и использовались промпредприятиями в виде «технических систем учета» (до 90% от общего количества), давая им необходимый экономический эффект в виде снижения платежей за потребляемую мощность и одновременно снижали пики нагрузки самим энергосистемам.

В настоящее время коммерческие АСКУЭ создаются на промпредприятиях в основном с целью выхода на оптовый рынок и, согласно требованиям АТС, их не разрешается совмещать с техническим учетом и использование их для прямого управления электропотреблением невозможно, хотя, по большому счету, это неправильно. В СССР директивно приветствовалось совмещение коммерческого и технического учета для снижения затрат на создание АСКУЭ, а сегодня с точностью «до наоборот» -- запрещается.

Несмотря на немалые затраты, сегодня предприятия, уже вышедшие на оптовый рынок с помощью коммерческих АСКУЭ, наконец, вспомнили, что в целях снижения затрат на энергоресурсы собственным электропотреблением необходимо управлять, и возрос интерес к созданию технических АСКУЭ для целей оптимизации; соответственно, и блоки управления вновь стали востребованными. Производители АСКУЭ пошли навстречу промпредприятиям и стали разрабатывать и включать в комплекты своих технических средств АСКУЭ вместо примитивных блоков управления целые системы телеуправления.

Такие решения сегодня появились, например, и в Пензенских «Энергиях», и на подходе во Владимирских «Сиконах». В данном случае, как и в советские времена, использование промпредприятиями собственных АСКУЭ в своих коммерческих интересах приводит к некоторому снижению нагрузок в часы прохождения максимума систем энергоснабжения. Однако этого явно недостаточно как по причине более скромного удельного веса промпредприятий в структуре электропотребления по сравнению с советским периодом, так и невозможностью использовать АСКУЭ промпредприятий для принудительного централизованного снижения электропотребления во время возникновения дефицитов мощности или топлива в региональных системах энергоснабжения.

Все возрастающий удельный вес в структуре электропотребления бытовых и мелкомоторных потребителей ставит в повестку дня вопрос об управлении их электропотреблением. Этой проблемой в России ранее почти никогда не занимались.

Все АСКУЭ бытовых потребителей, как с использованием PLC-технологий, так и всех других видов связи ограничивались только дистанционным снятием показаний счетчиков и блоков управления не имели. В лучшем случае они использовались для переключения счетных механизмов счетчиков.

Даже при невостребованности сбытовыми организациями такой техники производители приборов учета, с учетом зарубежного опыта, разработали и держат на складах счетчики со встроенными контакторами («Инкотекс» и др.), а производители АСКУЭ с PLC («Континиум», МЗЭП, «Инкотекс») имеют разработки по модернизации своих систем с добавлением функций управления. Это говорит о том, что при заинтересованности потребителей такие отечественные системы могут начать серийно производиться в течение года.

Если же они не успеют этого сделать, то в Китае и Японии системы, аналогичные итальянской, и даже более совершенные, уже производятся и могут быстро заполнить российский рынок. Итальянцы тоже готовы продать свою систему, только в наших сетях, плотно забитых помехами, они будет работать хуже.

Кроме этого в России нет хорошего юридического обеспечения управления электропотреблением, отсутствуют персональные договоры с каждым бытовым потребителем и система материального поощрения промпредприятий, участвующих в управлении потреблением.

Отсутствует единая техническая политика в области организации учета и внедрения АСКУЭ у бытовых потребителей, а тем более централизованных систем управления потреблением.

В условиях реструктуризации не вполне очевидно, кто будет вкладывать силы и средства в создание централизованных автоматизированных систем управления, так как экономический эффект от их работы будет ощущаться всеми участниками процесса выработки (снижение пиковых нагрузок), передачи (снижение потерь) и реализации электроэнергии (внедрение сложных тарифных систем и снижением затрат на биллинг). Очевидно, что диспетчерские службы заинтересованы в появлении эффективной системы управления электропотреблением в различных сложных ситуациях (например, пи возникновении дефицитов топлива или мощности).

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Исходя из тенденции разуплотнения суммарного графика нагрузок, дефицита пиковых генерирующих мощностей и роста потребления бытовых потребителей, создание в России централизованного управления электропотреблением бытовых и промышленных потребителей экономически оправданно по сравнению с дорогостоящим наращиванием пиковых генерирующих мощностей.

2. Для проведения единой технической политики в этом важном направлении необходимо создание специальной организации (типа АТС), которая в первую очередь должна:

* Подготовить юридическую базу для осуществления этого процесса в рыночных условиях путем внесения необходимых изменений в действующее законодательство.

* Разработать систему финансирования приобретения необходимых технических средств централизованного управления электропотреблением (за счет тарифов; консолидированных средств заинтересованных предприятий и т.п.).

* Разработать и согласовать с заинтересованными организациями концепцию централизованного управления электропотреблением в России.

* Разработать совместно с отечественными производителями и отраслевыми институтами РАО «ЕЭС России» ТЗ на разработку (или закупку за рубежом) необходимых технических средств.

* Организовать централизованные тендерные закупки необходимой техники для управления электропотреблением после проведения соответствующей экспертизы и испытаний в условиях России.

* Организовать подготовку персонала для успешной эксплуатации новой техники управления электропотреблением.

* Создать систему эксплуатации этой техники.

ЛИТЕРАТУРА

централизованный технический электропотребление зарубежный

1. Тубинис В.В. Плюсы и минусы тендерных закупок электронных электросчетчиков. Как правильно выбрать электросчетчик?//Энергонадзор и энергобезопасность.-- 2005.-- № 3.

2. Тубинис В.В., Балашов О.В. Европа принимает общие технические требования к приборам учета топливных энергетических ресурсов: Заметки участников международной конференции «METERING EUROPE 2004»//Энергонадзор и энергоэффективность.-- 2005.-- № 1.

3. Тубинис В.В. Создание автоматизированной системы учета и управления потреблением электроэнергии в Италии//Электро.-- 2004.-- № 4.

4. Vincenzo Cannatelli. Enel Telegestore project is on track//Metering International.-- 2004.-- № 1.

5. Тубинис В.В. Совершенствование учета электроэнергии -- необходимый начальный этап повышения энергоэффективности любого производства//Электро.-- 2004.-- № 1.

6. Тубинис В.В. Итальянская система дистанционного управления абонентской сетью//Электро.-- 2003.-- № 4.

7. Тубинис В.В. Структурные преобразования в энергетике России и проблемы совершенствования учета элек-троэнергии//Электро.-- 2003.-- № 1.

8. Буренков Е.В. Автоматизированные системы учета потребления энергоресурсов в условиях либерализованного рынка//Вестник Госэнергонадзора.-- 2001.-- № 1.

9. Тубинис В.В. Об актуальности разработок автоматизированных систем учета электроэнергии для бытовых потребителей//Вестник Госэнергонадзора.-- 2000.-- № 2.

10. Тубинис В.В. Новые автоматизированные системы учета электроэнергии для бытовых потребителей со сбором информации от электросчетчиков по силовой сети//Вестник Главгосэнергонадзора России.-- 1998.-- № 1.

11. Тубинис В.В. Считать будем вместе //Мир связи.-- 1997.-- № 10.

Размещено на Allbest.ru

...