Роль Smart Metering в решении задач по энергосбережению

В статье рассказано о создании трех систем АСКУЭ в России, построенных на основе ПО Resource Data Manager – уникальной разработки, позволяющей контролировать миллионы счетчиков.

Инженерный центр «ЭНЕРГОАУДИТКОНТРОЛЬ», г. Москва

В последние годы одной из приоритетных задач России, как и многих других стран, является обеспечение энергоэффективности и реализация мероприятий по энергосбережению. В связи с этим возникает необходимость создавать системы, позволяющие объективно оценивать потребление энергоресурсов, поскольку опыт подтверждает: невозможно сэкономить то, что нельзя измерить. Для подсчета расхода электроэнергии требуются достоверные современные средства измерения, технологически отличные от приборов прошлых поколений.

На смену морально устаревшим приборам учета в мире приходит «интеллектуальная» система учета энергоресурсов Smart Metering (умные измерения – англ.), способная на качественно новом уровне надежности обеспечить:

- измерение энергетических ресурсов;

- управление и контроль за их поставкой, транспортировкой и потреблением;

- автоматизированную передачу, обработку и предоставление информации о потреблении ресурсов;

- формирование ситуационных баз данных об энергопотреблении с элементами информационной поддержки задач управления потреблением энергоресурсов и ряд других задач.

Технологии Smart Metering позволяют оценить эффективность внедрения энергосберегающих технологий, сделать прозрачными расчеты за использованные энергоресурсы, оперативно получать данные о текущем расходе электроэнергии и его режимах, контролировать исправность счетчиков, осуществлять сведение баланса по группам счетчиков (что помогает выявлять безучетное потребление и факты воздействия на счетчики). Внедрение технологии Smart Metering – ключевой элемент создания интеллектуальных электроэнергетических систем с активно-адаптивной сетью (Smart Grid), благодаря которым надежность и эффективность энергоснабжения выводится на новый уровень.

Рис. 1. Схема организации Smart Metering

Сегодня создание систем АСКУЭ на основе технологии Smart Metering (рис. 1) получило широкое распространение среди электросетевых, энергосбытовых компаний, инфраструктурных предприятий различных отраслей, жилищных и управляющих организаций. В этой статье мы хотели бы рассмотреть опыт создания трех коммерческих систем учета электро­энергии, построенных «Инженерным центром «Энергоаудитконтроль», который одним из первых в России стал специализироваться на внедрении технологии Smart Metering. За десять лет работы в данной отрасли инженерным центром было создано свыше 350 тысяч «умных» точек учета.

Система учета для ОАО «РЖД»

Крупнейшим проектом в России по установке интеллектуальных приборов учета можно назвать АИИС КУЭ для компании «Российские железные дороги» (240 тысяч «умных» приборов учета в 79 субъектах РФ). В ходе работ были установлены однофазные и многофазные счетчики KNUM 1023/1021/2023 и концентраторы данных DС 1000/SL. Кроме того, была внедрена и подтвердила свою высокую производительность собственная разработка компании «Энергоаудитконтроль» – программное обеспечение Resource Data Manager (RDM).

Это был уникальный по своей специфике и сложности проект, потому что требовалось создать интеллектуальную систему учета на всей территории сетей РЖД – от Калининграда до Хабаровска. Проанализировав существующие на рынке предложения, сотрудники инженерного центра пришли к выводу, что в данном случае от программного обеспечения требуется более широкая функциональность и высокая производительность. Поэтому было принято решение разработать новое программное обеспечение, которое позволило бы создавать масштабные системы учета в соответствии со всеми российскими условиями и требованиями (рис. 2). RDM можно по праву назвать уникальной разработкой российских специалистов – это первая в России (и одна из немногих в мире) программа для автоматизированного ведения учета электроэнергии и других ресурсов с количеством точек учета от нескольких штук до нескольких миллионов (крупные города, области, районы, энергосбытовые и сетевые компании).

RDM оптимизирована для хранения и обработки больших объемов информации и получила оптимальную, легко масштабируемую и удобную в эксплуатации структуру. ПО используется для построения АИИС КУЭ в соответствии с требованиями розничного рынка электроэнергии. Существуют варианты конфигурации программы для различных групп заказчиков с учетом конкретных функциональных потребностей. Предусмотрена возможность коммерческого и технического учета не только электроэнергии, но и других ресурсов – газа, тепла, воды, которые расходуются как промышленными, так и бытовыми потребителями. Подобный набор функций соответствует самым передовым мировым разработкам в сфере программного обеспечения систем Smart Metering. Программа поддерживает оборудование различных производителей, этот перечень постоянно расширяется – в RDM изначально заложены возможности для адаптации к различным системам и приборам учета.

Благодаря данному ПО поставщик электроэнергии имеет возможность осуществлять сбор профилей по точкам учета или группам таких точек с заданным интервалом времени по любым величинам, измеряемым прибором учета, – нагрузке, частоте, напряжению, фазным углам, токам и др. Пользователь просматривает диагностические данные для анализа различных параметров, в том числе и параметров качества электроэнергии. Специально для реализации проектов АСКУЭ на розничном рынке электроэнергии в RDM предусмотрена возможность отправлять массовые команды на любое количество приборов учета и проводить мониторинг их выполнения в режиме реального времени.

За последнее время в результате проведенной доработки функциональных возможностей ПО появилась возможность управлять договорами и контрагентами, рассчитывать агрегированные данные по потреблению электроэнергии; кроме того, были разработаны веб-версия диспетчера и веб-кабинет абонента. В 2013 году запланировано дальнейшее развитие программного комплекса RDM для внедрения в АСКУЭ как розничного, так и оптового рынков электроэнергии, а также адаптация системы для зарубежных стран, в том числе Европейского союза.

Пилотный проект федеральной программы в Пермском крае

Другим важным этапом стал реализованный в Перми в 2011–2012 годах пилотный проект в рамках федеральной программы «Считай. Экономь. Плати». Он предполагал работу пяти компаний-интеграторов и установку 49,9 тысяч приборов учета, испытание различных технических решений для тиражирования в других регионах России. Специалисты компании  «Энергоаудитконтроль» провели длительные стендовые испытания на полигонах, где в реальных условиях сравнили технические характеристики приборов учета всех основных российских и зарубежных производителей. И выбор оборудования, оптимально соответствующего проекту, был сделан в пользу счетчиков KNUM. Одной из заслуженных побед компании стало получение в августе 2012 года диплома ОАО «Холдинг МРСК» за лучшее соответствие приборов учета техническим требованиям проекта (рис. 3).

Рис. 3. «Умные» приборы учета, установленные компанией «Энергоаудитконтроль», с успехом работают в интеллектуальных сетях

В Перми, как и для системы учета на железных дорогах, было применено программное обеспечение RDM, которое было внедрено в одном из проектов нижнего уровня и объединило все пять проектов на верхнем интеграционном уровне управления системы. Анализ работы RDM показал, что программа обеспечивает близкий к 100 % опрос счетчиков, что улучшает показатели, заложенные в требованиях технического задания (95 %).

Создание АИИС КУЭ в Чувашской Республике

Инженерный центр «Энергоаудитконтроль» также специализируется на создании автоматизированных систем коммерческого учета энергоресурсов бытовых и мелкомоторных потребителей и внедряет комплексное решение АИИС КУЭР RDM, представляющее собой интеллектуальную платформу для организации учета энергоресурсов. В состав системы входят современные микропроцессорные счетчики электрической энергии, концентраторы данных и программное обеспечение верхнего уровня RDM, предоставляющее полный набор функций, необходимых для комплексной автоматизации процесса. Одной из существенных особенностей системы является возможность подключать к ней не только электросчетчики, но и приборы учета других энергоресурсов: тепла, газа и воды. Обмен данными между концентраторами и счетчиками осуществляется с использованием существующих силовых линий электроснабжения 0,4 кВ потребителя с применением технологии Power Line Communication. PLC-модули, встроенные в счетчики и концентраторы, позволяют устройствам взаимодействовать между собой на большом расстоянии. Информация от концентраторов до центра сбора данных может передаваться с применением различных каналов связи.

Данные решения были реализованы компанией «Инженерный центр «Энергоаудитконтроль» в столице Чувашской Республики – Чебоксарах, городе-спутнике Новочебоксарске, Мариинском Посаде и Цивильске, тепло- и электроснабжением которых управляет ООО «Коммунальные технологии». Для создания первых двух уровней системы были использованы многотарифные счетчики электроэнергии KNUM 1021/1023/2023 и концентраторы данных DC1000/SL. Каждый концентратор данных, установленный на трансформаторных подстанциях, способен регистрировать до 1024 счетчиков электроэнергии KNUM при их подключении к сети 220/380 В. Передача информации от счетчиков в жилом доме производится по силовым кабелям в ТП и принимается концентратором. При запросе из центра сбора информации концентраторы передают архивную информацию, собранную со всех приборов в ходе предыдущего опроса.

В настоящее время более 5000 интеллектуальных приборов учета, выбранных компанией для монтажа в четырех городах Чувашии, работают как слаженный механизм, обеспечивая многотарифный учет для жильцов, своевременную и достоверную информацию о потреблении электроэнергии, снижение коммерческих потерь.

За время эксплуатации системы удалось достичь положительного экономического результата за счет ряда составляющих. Так, была ликвидирована необходимость совершать ежемесячный обход приборов учета, установленных в жилых домах (1000 человеко-дней в год); сведено к минимуму воздействие «человеческого фактора»; диагностика работы средств измерений и учета в АСКУЭ стала проводиться в режиме реального времени; благодаря применению электро­счетчиков и трансформаторов тока повышенного класса точности улучшилась точность учета; вследствие достоверного определения объемов поступившей в сеть электрической энергии снизились издержки при плате за фактические потери энергии в сети. В результате снижения потерь электроэнергии экономия в сетях составляет порядка 10 млн кВт∙ч/год. На эту же величину возрастает и оплачиваемый объем услуг по транспортировке – полезный отпуск электроэнергии.

С применения технологии Smart Metering в электроэнергетике любой страны, озабоченной вопросами энергоэффективности и энерго­сбережения, может начаться новая эра. «Умные» счетчики призваны сыграть важную роль – помимо точного учета и прочих неоспоримых преимуществ, они обеспечивают информацией о состоянии сетей низкого напряжения, что позволяет оперативно реагировать на любые изменения в них и усовершенствовать сети.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 1(43)_2013

Экспертный отдел,

Инженерный центр «ЭНЕРГОАУДИТКОНТРОЛЬ», г. Москва,

тел.: (495) 620-0838,

e‑mail: eaudit@ackye.ru,

www.ackye.ru