Создание энергоресурсов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Актуальность создания АСКУЭ финансовый рынок энергия

Высокая стоимость энергоресурсов обусловила в последние годы кардинальное изменение отношения к организации энергоучета в промышленности и других энергоемких отраслях (транспорт и жилищно-коммунальное хозяйство). Потребители начинают осознавать, что в их интересах необходимо рассчитываться с поставщиком энергоресурсов не по каким-то условным нормам, договорным величинам или устаревшим и неточным приборам, а на основе современного и высокоточного приборного учета. Промышленные предприятия пытаются как-то реорганизовать свой энергоучёт «вчерашнего дня», сделав его адекватным требованиям дня сегодняшнего. Под давлением рынка энергоресурсов потребители приходят к пониманию той простой истины, что первым шагом в экономии энергоресурсов и снижении финансовых потерь является точный учет.

Современная цивилизованная торговля энергоресурсами основана на использовании автоматизированного приборного энергоучёта, сводящего к минимуму участие человека на этапе измерения, сбора и обработки данных и обеспечивающего достоверный, точный, оперативный и гибкий, адаптируемый к различным тарифным системам учет, как со стороны поставщика энергоресурсов, так и со стороны потребителя. С этой целью, как поставщики, так и потребители создают на своих объектах автоматизированные системы контроля и учета энергоресурсов - АСКУЭ. При наличии современной АСКУЭ промышленное предприятие полностью контролирует весь свой процесс энергопотребления и имеет возможность по согласованию с поставщиками энергоресурсов гибко переходить к разным тарифным системам, минимизируя свои энергозатраты.

Сегодняшний день промышленных предприятий в области энергоучета связан с внедрением современных АСКУЭ. На ряде предприятий АСКУЭ функционируют уже не один год, на других предприятиях начинается их внедрение, а руководители третьих только размышляют, надо ли им это. Ход развития мировой энергетики и промышленности показывает, что альтернативы принципу «все надо учитывать и за все надо платить» нет. И если сегодня кому-то еще удается бесконтрольно пользоваться чужими энергоресурсами, то завтра это станет попросту невозможно, и преимущества будут у того, у кого все процессы энергопотребления будут уже под полным контролем.

1. Задачи АСКУЭ как измерительной системы

Основной целью учета электрической энергии является получение достоверной информации о количестве произведенной, переданной, распределенной и потребленной электрической энергии и мощности на оптовом и розничном рынке. Эта информация позволяет:

· производить финансовые расчеты между участниками рынка;

· управлять режимами энергопотребления;

· определять и прогнозировать все составляющие баланса электроэнергии (выработка, отпуск с шин, потери и так далее);

· определять и прогнозировать удельный расход топлива на электростанциях;

· выполнять финансовые оценки процессов производства, передачи и распределения электроэнергии и мощности;

· контролировать техническое состояние систем учета электроэнергии в электроустановках и соответствие их требованиям нормативно-технических документов.

Контроль достоверности учета электроэнергии достигается за счет ежемесячного составления баланса поступившей и отпущенной электрической энергии с учетом потерь и расхода электрической энергии на собственные нужды. Баланс составляется на основе показаний счетчиков электрической энергии, снимаемых в 24 часа местного времени последних суток каждого расчетного месяца. Принятая в настоящее время ручная запись показаний счетчиков, по которым составляется баланс электроэнергии, не вполне корректна и приводит к дополнительным погрешностям, поскольку трудно обеспечить одновременную и безошибочную запись этих показаний, особенно при большом числе контролируемых счетчиков.

Внедрение системы АСКУЭ дает возможность предприятию:

· оперативно контролировать и анализировать режим потребления электроэнергии и мощности основными потребителями;

· осуществлять оптимальное управление нагрузкой потребителей;

· собирать и формировать данные на энергообъектах;

· собирать и передавать на верхний уровень управления информацию и формировать на этой основе данные для проведения коммерческих расчетов между поставщиками и потребителями электрической энергии;

· автоматизировать финансово-банковские операции и расчеты с потребителями ТЭР.

АСКУЭ должны выполняться на базе серийно выпускаемых технических средств и программного обеспечения. В состав технических средств АСКУЭ должны входить:

· счетчики электрической энергии, оснащенные датчиками-преобразователями, преобразующими измеряемую энергию в пропорциональное количество выходных импульсов или цифровой код (при использовании электронных реверсивных счетчиков - раздельно на каждое направление);

· устройства сбора и передачи данных (УСПД), обеспечивающие сбор информации от счетчиков и передачу ее на верхние уровни управления;

· каналы связи с соответствующей каналообразующей аппаратурой для передачи измерительной информации;

· средства обработки информации (как правило, персональные ЭВМ).

С метрологической точки зрения АСКУЭ представляет собой специфический тип измерительной системы, которая реализует процесс измерения и обеспечивает автоматическое (автоматизированное) получение результатов измерений. Метрологическое обеспечение АСКУЭ должно проводиться в соответствии с общими правилами, распространяющимися на измерительные системы.

2. Коммерческие и технические АСКУЭ

По назначению АСКУЭ предприятия подразделяют на системы коммерческого и технического учета. Коммерческим или расчетным учетом называют учет поставки / потребления энергии предприятием для денежного расчета за нее (соответственно приборы для коммерческого учета называют коммерческими, или расчетными). Техническим, или контрольным учетом называют учет для контроля процесса поставки / потребления энергии внутри предприятия по его подразделениям и объектам (соответственно используются приборы технического учета). С развитием рыночных отношений, реструктуризацией предприятий, хозяйственным обособлением отдельных подразделений предприятий и появлением коммерчески самостоятельных, но связанных общей схемой энергоснабжения производств - субабонентов функции технического и расчетного учета совмещаются в рамках одной системы. Соответственно, АСКУЭ коммерческого и технического учета могут быть реализованы как раздельные системы или как единая система. Два вида учета, коммерческий и технический, имеют свою специфику. Коммерческий учет консервативен, имеет устоявшуюся схему энергоснабжения, для него характерно наличие небольшого количества точек учета, по которым требуется установка приборов повышенной точности (класс точности 0,2S), а сами средства учета нижнего и среднего уровня АСКУЭ должны выбираться из государственного реестра измерительных средств. Кроме того, системы коммерческого учета в обязательном порядке пломбируются, что ограничивает возможности внесения в них каких-либо оперативных изменений со стороны персонала предприятия. Технический учет, наоборот, динамичен и постоянно развивается, отражая меняющиеся требования технологии производства; для него характерно большое количество точек учета с разными задачами контроля энергоресурсов, по которым можно устанавливать в целях экономии средств приборы пониженной точности. Технический контроль допускает использование приборов, не занесенных в госреестр измерительных средств, однако, при этом могут возникнуть проблемы с выяснением причин небаланса данных по потреблению энергоресурсов от систем коммерческого и технического учета. Отсутствие пломбирования приборов энергосбытовой организацией позволяет службе главного энергетика предприятия оперативно вносить изменения в схему технического контроля энергоресурсов, в уставки первичных измерительных приборов в соответствии с текущими изменениями в схеме энергоснабжения предприятия и спецификой решаемых производственных задач. Учитывая эту специфику коммерческого и технического учета можно оптимизировать стоимость создания АСКУЭ и ее эксплуатации.

3. Требования к АСКУЭ

Наиболее прогрессивные предприятия стали предъявлять к АСКУЭ более высокие требования. Система АСКУЭ предприятия должна быть, как системой коммерческого учета электроэнергии, так и подсистемой в общей автоматизированной системе управления технологическим процессом (АСУ ТП) предприятия.

Появилось новое поколение систем АСКУЭ на основе микропроцессорных счетчиков и устройств сбора и передачи данных (УСПД) на базе современных промышленных контроллеров. Несмотря на появление микропроцессорных счетчиков, основой систем АСКУЭ остались УСПД, и основные требования по набору функциональных возможностей предъявляется к этим устройствам.

Таким образом, можно сформулировать требования к УСПД для организации современного АСКУЭ. Основные требования предъявляются к коммуникационным возможностям:

УСПД должны поддерживать весь стандартный набор интерфейсов связи принятых для АСУ ТП такие как:

· последовательные интерфейсы RS-232, RS-232, ИРПС.

· локальная сеть Ethernet.

· полевые шины Profi Bus, CAN Bus.

Использование для передачи данных стандартных протоколов связи (TCP/IP, PPP, SLIP и т.п.). УСПД должен обладать возможностью параллельной работы по нескольким каналам связи с разными потоками данных. Модульность современных УСПД должна позволять комплектовать устройство только необходимыми компонентами для избежания избыточности и сопутствующего удорожания. При этом оставаться не обслуживаемым устройством с высокой надежностью и возможностью удаленной диагностикой.

Общие требования к расчетным счетчикам, применяемым в АСКУЭ:

· Обеспечение измерения электроэнергии с нарастающим итогом и вычисление усреднённой мощности за получасовые интервалы времени (при необходимости - значения усреднённой мощности за более короткие промежутки времени);

· Возможность хранения профиля нагрузки с получасовым интервалом на глубину не менее 1-го месяца;

· Наличие цифрового интерфейса (RS-232, ИРПС, RS-232);

· Наличие календаря и часов (точность хода не хуже ± 2 сек в сутки с возможностью автоматической коррекции);

· Наличие энергонезависимой памяти для обеспечения хранения запрограммированных параметров электросчетчика и сохранения последних данных по активной и реактивной энергии при пропадании питания;

· Ведение «журнала событий» (Фиксация количества перерывов питания, количества и дат связей со счетчиком, приведших к каким-либо изменениям данных и т.п.);

· Наличие защиты от несанкционированного изменения параметров;

· Наличие автоматической диагностики.

4. Расчет системы АСКУЭ для части промышленного предприятия

Общие сведения о предприятии:

В качестве проектируемого объекта был выбрано большое предприятие. Предприятие запитывается от ПС Свердловская западных сетей по двум кабельным ЛЭП 35 кВ (до ГПП 1) и от ПС Калининская западных электрических сетей ВЛ 35 кВ (до ГПП 2). От ГПП 1 и ГПП 2 по шинам 6 кВ запитывается 24 городских трансформаторных подстанций. Субаббонентов нет. Граница балансовой принадлежности электрических сетей и УЭТМ от ПС Свердловская проходит на уровне 35 кВ, от ПС Калининская - на уровне 110 кВ.

Энергосистемой Свердловэнерго установлен двухставочный тариф оплаты за электроэнергию и мощность (двухставочный тариф включает в себя: ставку платы за покупку 1 кВт-часа электрической энергии и ставку платы за 1 кВт электрической мощности). Установлены зоны времени для максимальной нагрузки утреннего и вечернего максимума (для зимы и лета):

утренний максимум зима, лето: с 8.30 до 11.30;

вечерний максимум зима: с 17.30 до 21.30

вечерний максимум лето: с 19.30 до 22.00.

Все потребители относятся к I категории электроснабжения, то есть отключение этих потребителей приводит к очень большому материальному ущербу или человеческим жертвам. Их отключение допускается на время автоматического ввода резерва. К потребителям I категории обычно прокладывают две отдельные линии электропередач.

Рассматриваемый объект - ТП-16 (Распиловочный участок), мощностью 400 кВА.

В распиловочном участке на станках стоят асинхронные короткозамкнутые двигатели, которые потребляют как активную, так и реактивную энергии. Следовательно необходима компенсация реактивной мощности.

Так как на ТП 4 на выводах не стоят электрические счетчики, то мы устанавливаем их на вводах на ТП 16. Так же устанавливаем счетчики на линии 2,3,5,6 так как на этих линиях потребители со значительной потребляемой мощностью, которую необходимо учитывать.

Цель создания системы:

В связи с изменением законодательства Российской Федерации по электроэнергетике и началом функционирования оптового рынка электроэнергии руководство предприятия приняло решение о реконструкции системы технического и коммерческого учёта электроэнергии и создании системы АСКУЭ на базе реконструированной системы учёта электроэнергии.

Системное решение:

Комплекс технических средств автоматизированной информационно-измерительной системы технического и коммерческого учёта электроэнергии АСКУЭ включает в себя:

· Измерительные трансформаторы тока и напряжения;

· Счётчики электроэнергии СЭТ - 4ТМ.02;

· Устройство сбора и передачи данных МСИ, УСПД;

· Компьютерное и связанное оборудование.

Трансформаторы тока и трансформаторы напряжения:

Измерительные трансформаторы тока и напряжения входящие в состав системы АСКУЭ предназначены для преобразования большого тока и высокого напряжения сети к уровням соответствующим токам и напряжениям счётчиков электрической энергии.

Счётчики электрической энергии:

При создании системы АСКУЭ планируется использовать микропроцессорные счётчики электрической энергии типа СЭТ-4ТМ.02 предназначенные для измерения активной и реактивной электрической мощности интегрирование результатов измерения на получасовых интервалах, сохранение полученных значений в памяти счётчика с привязкой к текущему времени.

Устройства сбора и передачи данных (УСПД):

Устройства сбора и передачи данных предназначены для сбора и обработки данных об электропотреблении со счётчиков электроэнергии формирование групповых измерений, поддержка связи с системами верхнего уровня, поддержание единого системного времени, ведения архивов заданной структуры и т.д. Данные со счётчиков СЭТ - 4ТМ.02 через интерфейс RS-232 в цифровом коде по одноканальной линии связи поступает на УСПД.

Для передачи данных от УСПД на верхний уровень можно организовать два канала один основной с использованием выделенной телефонной линии и проводного модема, второй резервный с использованием сотовой связи и GSM - модема.

На исходящие линии и ввода с других РП устанавливаем счетчики типа СЭТ - 4ТМ.02. Счётчики типа СЭТ - 4ТМ.02 позволяют измерять активную и реактивную энергию, активную и реактивную мощность в двух направлениях, что имеет большое значение для технического учёта, имеют режим многотарифности, позволяют учитывать графики электрической нагрузки. Кроме того, счётчики СЭТ-4ТМ.02 работают в большем интервале температур и имеют продолжительный межповерочный интервал. На выбор типа счётчика для АСКУЭ повлиял прежде всего тот факт, что счётчик СЭТ - 4ТМ 0.2 является на сегодняшний день безусловным лидером среди аналогичных счётчиков. Преимуществами этого счётчика являются:

1. Открытость протокола счётчика что позволяет использовать его в любых АСКУЭ;

2. Функциональная законченность счетчика, т.е. все его функции реализуются в единой конструкции;

3. Высокая точность хода таймера счётчика, что минимизирует связанную с этим систематическую погрешность;

4. Приемлемая цена.

Заключение

При выборе поставщика аппаратуры или создания локальной АСКУЭ «под ключ» необходимо обратить внимание на открытость системы. Необходимо наличие описаний протоколов обмена данными с УСПД и счетчиками энергии / мощности, описание структуры и особенностей реализации базы данных, подробное описание принципов функционирования всех компонентов АСКУЭ - как аппаратных, так и программных. В противном случае могут возникнуть проблемы с интеграцией локальной АСКУЭ в региональную.

Соблюдение технических требований, предъявляемых к АСКУЭ, является залогом успешного ввода в промышленную эксплуатацию и надежного функционирования системы.

Выбранная система соответствует всем требованиям, предъявляемым к АСКУЭ, является наиболее экономичной и надежной.

Список литературы

1. Ресурсы Internet: www.izmerenie.ru

2. Шевелёв М.М., Фёдорова С.В. Плесняев Е.А. Приборы и средства контроля и учёта энергоносителей; Учеб. пособие. Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.-пед. ун-та, 2004. 123 с.

3. Железко Ю.С., Артемьев А.В., Савченко О.В. Расчёт, анализ и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях. М. 2004

Размещено на Allbest.ru