Размещено на http://www.allbest.ru/

Интеллектуальные счётчики электроэнергии и их возможности для расчета потерь мощности

Шибаева Юлия Олеговна

ВВЕДЕНИЕ

Учет выработанной и израсходованной электроэнергии является важной частью хозяйственной деятельности любого предприятия или промышленного центра и отражает эффективность использования электроэнергии в электрических сетях.

Один из важных критериев эффективности топливно-энергетического комплекса (ТЭК) - отношение количества выработанной электроэнергии к потребленной, а также уровень потерь электроэнергии в сетях при ее передаче потребителям. В настоящее время наблюдается рост абсолютных и относительных потерь электроэнергии в энергоснабжающих организациях, что в свою очередь приводит к значительным финансовым убыткам. Основой сетевого бизнеса, как и любого бизнеса, является увеличение прибыли сетевой компании. Увеличивать прибыли по территориям, где превалирующую долю потребителей составляет население, можно лишь сокращая потери электроэнергии в электрических сетях. Эта проблема не только не утратила актуальности, но и стала одной из важных задач обеспечения финансовой стабильности сетевых распределительных компаний.

Интеллектуальная система учёта электроэнергии -- это совокупность функционально объединённых компонентов и устройств, предназначенная для удалённого сбора, обработки, передачи показаний приборов учёта электрической энергии, обеспечивающая информационный обмен, хранение показаний приборов учёта электрической энергии, удалённое управление её компонентами, устройствами и приборами учёта электрической энергии, не влияющее на результаты измерений, выполняемых приборами учёта электрической энергии, а также предоставление информации о результатах измерений, данных о количестве и иных параметрах электрической энергии в соответствии с правилами предоставления доступа к минимальному набору функций интеллектуальных систем учёта электрической энергии (мощности), утверждёнными Правительством РФ (Федеральный закон от 26.03.2003 № 35-ФЗ в редакции Федерального закона от 27.12.2018 № 522-ФЗ).

С 1 июля 2020 года система учёта электроэнергии в России претерпела существенные изменения. Акцент был сделан на модернизацию и «интеллектуализацию» систем учёта

1. ИНТЕЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА УЧЁТА

· Появилось понятие «интеллектуальная система учёта электроэнергии (мощности)». - совокупность устройств, предназначенных для сбора, обработки, передачи показаний приборов учета электрической энергии, обеспечивающая информационный обмен и удаленное управление потреблением электрической энергии [1].

· С 1 января 2021 года многоквартирные дома, которые вводятся в эксплуатацию после строительства, должны быть оснащены электросчётчиками с возможностью их присоединения к интеллектуальным системам учёта электроэнергии.

· Ответственность за установку, обслуживание и ремонт счётчиков электроэнергии закрепили за сетевыми организациями и гарантирующими поставщиками. Такой порядок действует с 1 июля 2020 года.

· С июля 2020 года установка «умных» счётчиков в многоквартирных домах входит в обязанность ресурс снабжающих организаций.

· На плечи гарантирующих поставщиков и сетевых организаций легли все хлопоты, касающиеся приборов учёта электроэнергии и дополнительного оборудования, включая приобретение, монтаж, замену, запуск в эксплуатацию.

· Если учёт электроэнергии производится в многоквартирном доме, электроснабжение которого осуществляется за счёт общего имущества, учёт и обслуживание входит в зону ответственности гарантирующего поставщика (энергосбытовой компании).

· В случаях с частными домами и в иных случаях непосредственного подключения к инфраструктуре сетевой организации, обязанности на себя берёт сетевая организация.

· За потребителями сохраняют обязанность -- обеспечивать целостность прибора учёта в случаях, если он находится внутри помещения или в границах земельного участка потребителя. Самостоятельно устанавливать новый прибор учёта потребитель не обязан.

2. ФУНКЦИИ ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УЧЁТА

Устанавливаемые приборы учёта должны соответствовать требованиям к минимальному функционалу интеллектуальных систем, и быть подключены к ИСУ.

В статье 37 Федерального закона от 26.03.2003 № 35-ФЗ со вступлением в силу поправок, предусмотренных Федеральным законом от 27.12.2018 № 522-ФЗ появился пункт пять, в шестом абзаце которого говорится об индивидуальных приборах учёта во вновь возведённых и сданных в эксплуатацию многоквартирных домах и о минимальном наборе функций интеллектуальных систем учёта [2]:

«Многоквартирные дома, вводимые в эксплуатацию после осуществления строительства, должны быть оснащены индивидуальными, общими (для коммунальной квартиры) и коллективными (общедомовыми) приборами учёта электрической энергии, которые обеспечивают возможность их присоединения к интеллектуальным системам учёта электрической энергии (мощности), в соответствии с требованиями, установленными правилами предоставления доступа к минимальному набору функций интеллектуальных систем учёта электрической энергии (мощности)».

По всем приборам учёта электрической энергии, допускаемым в эксплуатацию для целей коммерческого учета электрической энергии (мощности) на розничных рынках и для оказания коммунальных услуг по электроснабжению после 1 января 2022 года, гарантирующими поставщиками и сетевыми организациями должно быть обеспечено безвозмездное предоставление субъектам электроэнергетики и потребителям электрической энергии (мощности), в отношении которых они обеспечивают коммерческий учет электрической энергии (мощности), минимального набора функций интеллектуальных систем учёта электрической энергии (мощности) в порядке, установленном правилами предоставления доступа к минимальному набору функций интеллектуальных систем учёта электрической энергии (мощности), с использованием созданных гарантирующими поставщиками и сетевыми организациями интеллектуальных систем учёта электрической энергии (мощности) [1].

Перечни функций для интеллектуальных систем учёта и приборов учёта электроэнергии приведены в Постановлении Правительства РФ № 890 от 19.06.2020 (Таблица 1).

Таблица 1. Перечни функций для ИСУ и приборов учёта электроэнергии, которые могут быть присоединены к ИСУ

3. ВОЗМОЖНОСТИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО СЧЕТЧИКА

Рисунок 1 - Умный счетчик

Современные счетчики электроэнергии, которые могут измерять не только активную и реактивную мощность, но и другие параметры качества электроэнергии, такие как напряжение, частота, коэффициент мощности, гармоники и т. д. ИПУ также могут иметь встроенные модули связи для передачи данных по различным каналам (GSM/GPRS, GPRS/NB-IoT, LTE/GPRS, радио 433 МГц, 2400 МГц, ZigBee и т. д. рис.1

· Мониторинг и диагностика должна отражать:

дефекты опор;

· отсутствие, отрыв, деформация элементов металлических опор;

· выкрошивание бетона, деформация железобетонных опор;

· отклонение опор от вертикали;

· разворот, деформация траверсов на железобетонных опорах;

· отсутствие натяжения внутренних стяжек и тросовых растяжек;

· падение, повреждение опор;

· дефекты провода, линейной и сцепной арматуры;

· разрушение элементов стеклянных и фарфоровых изоляторов;

· отсутствие гасителей вибрации, отсутствие грузов, потеря работоспособности несущего тросика, смещение виброгасителей вдоль проводов относительно проектного положения;

· отсутствие и неправильное расположение соединителей проводов;

· изломы, отрывы лучей дистанционных распорок между проводами расщеплённой фазы;

· обрыв проводов;

· дефекты на трассе;

· наличие опасной для эксплуатации воздушных линий растительности;

· падение деревьев на провода и опоры;

· наличие древесно-кустарниковой растительности (ДКР) в охранной зоне;

· наличие строений и прочих объектов в охранной зоне;

· пересечение с природными и антропогенными объектами;

· опасные явления (проседание грунта, подтопление и др.).

3.1 ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ УЧЁТ

С распространением и удешевлением микропроцессоров в 90-х -- 2000-х годах появилась возможность встраивать электронику в счётчик. Проще всего её встроить в счётчик электроэнергии - у него ведь есть постоянное питание от сети и довольно большой корпус. Так появились «умные счётчики» и системы учёта - АСКУЭ, АИСКУЭ (эти аббревиатуры означают автоматизированную систему коммерческого учёта энергии). Ключевые особенности АИСКУЭ:

· такой счётчик учитывает не только энергию, но и мощность, активную и реактивную, при этом может делать это в почасовом разрезе и по каждой фазе, что уже даёт первый ручеёк BIG DATA в энергетике;

· такой счётчик запоминает во встроенной памяти считанные характеристики и автоматически передаёт показания на сервер (параллельно показания можно контролировать и со встроенного или выносного дисплея);

· умный счётчик может иметь встроенное реле, ограничивающее по команде с сервера потребителя-неплательщика;

· это, как правило, двух- или трехуровневые системы: счётчик (первый уровень) отправляет данные либо напрямую на сервер, либо в устройство сбора (второй уровень), которое консолидирует данные и направляет их на сервер (третий уровень).

В России систему АИИС КУЭ (довольно сложную и дорогостоящую) обязаны иметь те, кто покупает и продаёт электроэнергию на ОРЭМ - оптовом рынке электроэнергии и мощности (этот рынок в ограниченном объёме начал работу с 2005 года - момента, когда началась реформа электроэнергетики, и сейчас там покупается и продаётся подавляющая часть производимой энергии). Кроме того, потребители на розничном рынке электроэнергии, имеющие мощность свыше 670 кВт, обязаны обеспечить почасовой учёт (то есть, в том или ином виде АИСКУЭ) по контуру своего потребления. Это сотни потребителей в каждом регионе. Но для более чем 90% всех потребителей электроэнергии, включая бытовых и малый бизнес, до недавнего момента основным тарифом был одноставочный или тариф по зонам суток (день-ночь), а счётчик - обычным, не «умным». Отдельные сетевые, энергосбытовые и управляющие компании реализовывали программы оснащения умным учётом потребителей, но всё это составляло небольшой процент от всех потребителей. Но недавно в законодательстве появилось понятие «интеллектуальный прибор учёта» и «интеллектуальная система учёта». Чем это отличается от «умного счётчика» и АСКУЭ? Тем, что «интеллектуальным» называется теперь такой прибор или система учёта, которая соответствует набору законодательно определённых технических требований.

4. НОРМАТИВНЫЕ АКТЫ РФ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПРАВИЛА И ТРЕБОВАНИЯ К ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОМУ УЧЁТУ

Но законодатель в начале реформы электроэнергетики решил, что тариф будет очищен от затрат на учёт, что установка счётчика -- это отдельная платная услуга, а потребитель, оплачивая счётчик с установкой, имеет право выбирать: либо поставить самый дешёвый одно тарифный, либо более дорогой счётчик, позволяющий считать по зонам суток или даже по часам, и выбирать один из 3 видов тарифов в тарифном меню (население) или до 4-6 ценовых категорий (юр лица). ФЗ (Федеральный закон) № 522 «Об интеллектуальном учёте…» внёс изменения в ФЗ № 35, определяющий основные требования в электроэнергетической отрасли в части учёта. Фактически, это 3 ключевых изменения[3]:

1. Начиная с 1 июля 2020 года, обязанность по установке учёта переходит с потребителя на: Сетевые компании - в отношении всех потребителей, которые подключены к их сетям, за исключением многоквартирных домов) и

Гарантирующих поставщиков (это энергосбытовые компании, которые поставляют вам энергию и выставляют счета) - на вводе в многоквартирный дом и внутри многоквартирных домов, т.е. квартиры и нежилые помещения, подключённые к внутридомовым электросетям);

Другими словами, затраты на счётчик теперь потребитель будет нести не прямо и единовременно, в момент установки прибора, а косвенно -- они будут включаться в тариф гарантирующих поставщиков и сетевых компаний (о том, как это повлияет на тариф - читайте ниже).

2. С 1 января 2022 года все устанавливаемые приборы учёта должны быть интеллектуальными (то есть соответствовать «минимальному функционалу», определённому Постановлением Правительства № 890), а потребитель, у которого установили такой прибор, получит доступ к его показаниям (каким образом и что с этим делать -- см. ниже). То есть, с 1 июля 2020 до 31 декабря 2021 за счёт тарифных источников энергокомпаний будут устанавливаться обычные приборы учёта (но в некоторых регионах, где средства на интеллектуальный учёт включили в тариф раньше - полностью или частично будут ставиться интеллектуальные приборы), и только с 1 января 2022 интеллектуальные счётчики начнут устанавливаться по всей стране.

3. Начиная с 1 января 2021 года, все застройщики, сдающие в эксплуатацию многоквартирные дома, должны оснастить их интеллектуальными приборами учёта, сдать эти приборы в эксплуатацию гарантирующему поставщику, а гарантирующий поставщик подключит их к своей системе интеллектуального учёта и даст доступ к их показаниям собственникам квартир и нежилых помещений.

5. СООТНОШЕНИЕ КОММЕРЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ ДО И ПОСЛЕ УСТАНОВКИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ПРИБОРОВ УЧЁТА

Международные эксперты считают, что относительные потери электроэнергии во время передачи и распределения в электрических сетях можно считать удовлетворительными, если они составляют от четырёх до пяти процентов от отпуска электроэнергии в эти сети. Максимально допустимое значение этого показателя составляет не выше 10%. Средний процент потерь в основной электрической сети в таких странах, как Австрия, Великобритания, Испания, Норвегия, Португалия, Финляндия, Чешская Республика, составляет не более 1,6, а средний процент потерь в распределительной сети - не более 7. Заметим, что суммарные потери электроэнергии в сетях промпредприятий России составляют до 11%, а при передаче от производителя до предприятия - до 20%.

Составляющими фактических потерь в электрических сетях являются технические и коммерческие потери. Технические потери - это потери в линиях и оборудовании сетей. Они обусловлены физическими процессами передачи, распределения, трансформации электроэнергии и, в свою очередь, подразделяются на условно-постоянные и переменные. Условно-постоянные потери зависят от состава включённого электрооборудования. Переменные потери, в свою очередь, зависят от нагрузки электрических сетей. Разность фактических и технических потерь считают коммерческими потерями.

Коммерческие потери электроэнергии - это непосредственный денежный убыток энергоснабжающего предприятия, т.е. он является результатом неоплаты потребителями некоторой части, потреблённой ими электроэнергии. Поэтому каждое энергоснабжающее предприятие для эффективной работы обязано внедрять новые технологии по сокращению потерь электрической энергии [4].

В этой статье мы рассмотрим соотношение коммерческих потерь до и после установки интеллектуальных приборов учета (ИПУ) электроэнергии в Чебоксарском РЭС Северного производственного отделения ПАО «МРСК Волги» - «Чувашэнерго».

Коммерческие потери связаны с занижением полезного отпуска электроэнергии. Они напрямую зависят от недостатков работы в энергосбытовой компании. К ним относятся потери, обусловленные несоответствием дат снятия показания электросчётчиков с расчётным некоторых абонентов, временем и в связи с без учётным потреблением электроэнергии присутствием бесхозных потребителей. К этим потерям также относятся потери от несанкционированного отбора мощности, неверных данных об абонентах электроэнергии, недочётов при выписывании, выставлении счетов, недоступности четкой информации по ним и т.д.

Рис. 2. Структура коммерческих потерь энергии в сетях 0,38 кВ

Коммерческие потери возникают также в результате задержек платежей за потребленную электроэнергию после установленной даты и после повышения тарифов. Данное обстоятельство связано с тем, что абоненты в существующей системе не в состоянии в одно и то же время записать показания приборов учета и заплатить за потребленную электроэнергию. Присутствует также сезонность платежей из-за наличия таких потребителей, как садоводческие общества и сельские территории.

Составляющей коммерческих потерь являются также долговременные или безнадежные долги и неоплаченные счета за электроэнергию, затраты энергоснабжающих организаций на требование оплаты долгов и выявление воровства электрической энергии (судебные, транспортные расходы и др.).

Следующая составляющая этих потерь возникает при поставке некачественной электрической энергии энергоснабжающими организациями потребителям. В этом случае возникают дополнительные издержки из-за отказа потребителя от оплаты за некачественную продукцию и из-за необходимости устранения итогов этих нарушений посредством дополнительных мероприятий (локализация и ликвидация причин нарушения качества электроэнергии и ремонт электрооборудования).

Для наглядности вышеуказанные коммерческие потери приведены на рис.2. Причинами высоких коммерческих потерь в некоторых РЭС являлись не опломбированные электросчётчики, а также их отсутствие, неверно списанные показания мощности по приборам учета, выполнение схемы электроснабжения потребителя с отклонениями, применение разных методов расчета или занесение в квитанцию об оплате за потреблённую мощность заведомо ошибочного показания и многое другое [5].

27 декабря 2018 г. в нашей стране введён в действие Федеральный закон Российской Федерации № 522-ФЗ. В соответствии с этим законом становится возможным устранение многих вышеперечисленных факторов по учёту коммерческих потерь путём повсеместной установки интеллектуальной системы учёта электроэнергии и создания единого требования к приборам её учёта. Этот закон позволит ускорить процесс цифровизации энергетической отрасли и будет способствовать её прозрачности.

В этой системе должны быть реализованы следующие меры: передача показаний и результатов измерений, предоставление информации о количестве и иных параметрах электрической энергии, полное и (или) частичное ограничение режима потребления электроэнергии, а также возобновление её подачи. В ней также должны быть организованы передача данных о параметрах настройки электросчётчиков, архива данных и нормативной справочной информации, суммирование объемов потреблённой энергии в соответствии с дифференциацией тарифов, предусмотренной законодательством, установление и изменение зон суток (часов, дней недели, месяцев) и т.д.

Установка прибора учёта электрической энергии с дистанционным управлением за границу балансовой принадлежности абонента и с возможностью индикации показаний данных у потребителя способствует существенно сократить коммерческие потери. С этой целью для снижения и анализа потерь на фидерах с наибольшими потерями

в 2019 г. в ПАО «МРСК Волги» - «Чувашэнерго» оснастили все юридические и бытовые потребители новыми ИПУ. Предварительно был произведен анализ проблемных фидеров, посчитано количество точек учёта на основе данных РЭС и Энергосбыта[5].

В январе-феврале 2020 г. ИПУ были установлены на всех проблемных потребителях 0,38-10 кВ.

Контролёрами группы баланса РЭС была проведена работа по проверке правильной привязки

ВЫВОД

1. По мере увеличения количества интеллектуальных приборов учета соответственно снижаются потери электрической энергии. В случае повсеместной их установки можно ожидать не более 7% потерь в электрических сетях.

2. Повсеместная установка интеллектуальных приборов учета позволяет производить корректный расчет объема оказанных услуг по передаче электрической энергии.

3. Использование интеллектуальной системы учета электроэнергии позволит повысить качество электроэнергии.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

интеллектуальный счётчик электроэнергии

1. . Воротницкий В.Э., Калинкина М.А., Комкова Е.В., Пятигор В.И. Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях // Энергосбережение. 2005. № 2. С. 2-6.

2. Воротницкий В.Э. Снижение потерь электроэнергии - важнейший путь энергосбережения в электрических сетях // Энергосбережение. 2014. № 3. С. 61-64.

3. Ефремов Л.Г., Иванов Д.Е., Михеев Г.М. О структуре потерь при выработке и передаче электроэнергии // Вестник Чувашского госуниверситета. 2011. № 3. С. 71-75.

4. Зиганшин А.Г., Михеев Г.М. Цифровизация системы учёта электроэнергии // Вестник Чувашского университета. 2020. № 3. С. 74-83. DOI: 10.47026/1810-1909- 2020-3-74-83.

5. Мусаев, Т.А., Камалиев, Р.Н., Федоров, О.В., Капанский, А.А. Использование интеллектуальных приборов учета электрической энергии в целях повышения эффективности процесса тарифообразования // Вестник ГГТУ им. П.О. Сухого. - 2020. - № 2 (81). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-intellektualnyh-pribo- rov-ucheta-elektricheskoy-energii-v-tselyah-povysheniya-effektivnosti-protsessa

Размещено на Allbest.ru