Системы коммерческого и технического учета электроэнергии
АО «ПИК ПРОГРЕСС» имеет большой опыт создания автоматизированных систем контроля и учета потребления электроэнергии – АИИС КУЭ, АСУЭ, АСТУЭ. Так, с 2011 г. находится в промышленной эксплуатации Автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ), объединяющая 165 объектов электроэнергетики, более 700 точек учета ОАО «Сургутнефтегаз». Система АИИС КУЭ выполняет задачи коммерческого учета электроэнергии, позволяет эффективно контролировать потребление электроэнергии и управлять потреблением всего энергохозяйства в реальном режиме времени.
Наша компания выполняет полный комплекс работ: проектирование, поставка оборудования, монтаж, пуско-наладочные работы и дальнейшее сопровождение АСУ ТП в процессе эксплуатации. Особенностью выполнения СМР и ПНР АСУЭ является проведение работ «под нагрузкой» без останова объектов энергохозяйства.
На схеме показан пример передачи данных по коммерческому и техническому учету из системы Космотроника в систему управления предприятием SAP ERP.
Состав систем коммерческого и технического учета электроэнергии
- Приборы учета. Основу информационного обмена на нижнем уровне системы составляют приборы технического учета, устройства связи с объектами, счетчики электроэнергии различного вида, имеющие цифровой и аналоговый выход, устройства микропроцессорных защит типа «СПАК», «ЭКРА», «Сириус», а также вся номенклатура аналоговых устройств с нормированным выходом и дискретные реле типа «сухой контакт».
- Контроллеры (КП). Каждый контроллер представляет собой шкаф (коммерческого или технического учета). Осуществляет сбор, обработку, передачу данных на верхний уровень посредством коммуникационного сервера.
- Коммуникационные серверы. Серверы ввода-вывода являются промежуточным звеном между контроллерами и программным обеспечением верхнего уровня системы.
Сбор и передача данных
Опишем процесс передачи данных на примере системы АИИС КУЭ. Пусть структура системы соответствует приведенной на рисунке далее.
|
|
Как видно на схеме, для всех объектов нашего примера в качестве резервного канала связи выступает радиоканал с использованием радиостанции Моторола GM340. Для четырех объектов, где основным каналом связи является RS485, протянута кабельная линия до точки входа в локальную сеть и установлен адаптер локальной сети МИМ-001 производства АО «ПИК ПРОГРЕСС». На двух объектах (ПС 110/35/6 кВ №2 и ПС 110/35/6 кВ №4) - основным каналом связи является локальная сеть. Чтение данных со счетчиков осуществляется по кабельной линии RS-485.
Контроллер под управлением программы сбора информации со счетчиков электроэнергии выполняет следующие действия:
- Каждые 30 минут считывает со счетчика информацию о 30 минутной мощности и передает ее на локальный сервер ввода-вывода для передачи на центральный сервер ввода-вывода АИИС КУЭ и последующей передачи в АРМ диспетчера. Также, производится сверка текущего времени опрашиваемого счетчика с текущим временем контроллера. При расхождении времени больше заданной величины производится коррекция времени счетчика.
- По запросу от локального сервера ввода-вывода производится чтение и передача на центральный сервер ввода-вывода АИИС КУЭ блока данных с профилем нагрузки и блока данных с характеристиками счетчиков, включая авточтение и журнал событий. Инициатором запроса является центральный сервер ввода-вывода АИИС КУЭ.
- В случае отсутствия связи по каждому счетчику формируется информация – “Нет связи со счетчиком”. Изменение состояния связи передается на верхний уровень по протоколу связи ПТК “Космотроника”.
Кроме фактов изменения состояния связи со счетчиками, от каждого счетчика на верхний уровень ПТК «Космотроника» передаются текущие параметры электросети, а также ведется журнал событий (контроллер перезагружен, несанкционированный доступ, и т.п.)
Сбор информации со счетчиков осуществляется по основному и резервному каналам связи. От локального сервера ввода-вывода передача информации осуществляется до центрального сервера ввода-вывода АИИС КУЭ. С центрального сервера ввода-вывода АИИС КУЭ информация по коммерческому учету передается на центральный сервер системы коммерческого учета (в данном примере - «Альфа ЦЕНТР»).
Система единого времени
Система единого времени автоматически функционирует на всех уровнях иерархии АИИС КУЭ. В качестве эталона используются серверы точного времени Государственного эталона времени и частоты.
Все локальные коммуникационные серверы ввода-вывода, в том числе центральный сервер АИИС КУЭ, автоматически синхронизируют свое системное время по протоколу NTP в локальной сети.
Локальный сервер ввода-вывода передает метку времени контроллеру при каждом сеансе обмена данными. Обмен данными осуществляется циклически от объекта к объекту. В штатном режиме работы передача метки времени осуществляется по основному каналу связи. При отказе основного канала связи, передача метки времени осуществляется по резервному каналу связи.
В качестве основного канала связи для двух объектов рассматриваемого НГДУ выступает локальная сеть. При этом задержка на передачу метки времени от локального коммуникационного сервера ввода-вывода минимальна.
От контроллера передача метки времени счетчикам осуществляется с привязкой к началу 30 мин интервала. Сбор данных со счетчиков осуществляется по кабельной линии RS485. При этом, задержка на передачу метки времени составляет 0,3 сек.
Контроль полноты данных со счетчиков электроэнергии
Сбор данных со счетчиков электроэнергии производится с периодичностью 30 минут. Показания счетчиков по каналам связи передаются на сервер, который обеспечивает их передачу в АИИС КУЭ. Потеря показаний счетчиков в процессе передачи данных по каналам связи приводит к невозможности получения платежных ведомостей по расходу электроэнергии в подразделениях АИИС КУЭ. Для предотвращения потерь в АРМ реализована подсистема контроля полноты данных со счетчиков электроэнергии.
Подсистема может работать в одном из следующих режимов:
- Проверка отключена. Отключает проверку целостности данных
- Автоматически. Включает автоматический режим проверки целостности данных
- Только наблюдение. Автоматический режим работы отключается. Возможен вызов окна “Запрос данных со счетчиков ” с целью наблюдения за ходом поступления данных со счетчиков. Запрос данных в окне запрещается.
В автоматическом режиме через определенные промежутки времени производится проверка поступления показаний со счетчиков, а при их длительном отсутствии выполняются запросы недостающих данных. Запросы, транзитом через сервер, поступают на контроллеры счетчиков, которые и выполняют выборку необходимых данных. Проверка осуществляется на заданном временном интервале наблюдения. Интервал наблюдения начинается с момента запуска АРМ и заканчивается текущим временем за вычетом заданной дельты ожидания прихода данных. В течение времени интервал наблюдения увеличивается. Его рост ограничен заданным числом дней наблюдения. Пользователь может изменить время начала интервала наблюдения.
При работе в автоматическом режиме пользователь может запросить недостающие данные вручную, вызвав окно “Запрос данных со счетчиков ”.
При задании режима работы “Только наблюдение” ряд органов управления в окне становятся невидимыми или недоступными с целью сокрытия от пользователя возможностей запроса данных от счетчиков.
В верхней части окна выводится строка “Интервал наблюдения” с указанием времен начала и конца интервала. Временной интервал наблюдения за счетчиками начинается от момента запуска АРМ. Ввиду того, что данные от счетчиков передаются с некой задержкой по времени, интервал наблюдения заканчивается не текущим временем, а за вычетом этой задержки.
Максимальная протяженность интервала наблюдения ограничивается заданным числом дней наблюдения. При этом , в зависимости от набора полученных данных индикатор состояния счетчиков выделяется разным цветом.
Для настройки работы подсистемы контроля целостности принятых показаний счетчиков электроэнергии используется встроенный редактор.
Для контроля полноты данных из базы данных системы коммерческого учета электроэнергии, ПО АРМ АИИС КУЭ проводится периодическая (ежесуточная) проверка данных в БД системы коммерческого учета электроэнергии (здесь - «Альфа ЦЕНТР»).