АСКУЕ побутових споживачів

Завдання впровадження систем АСКУЕ побутових споживачів набуває на сьогоднішній день все більшої актуальності. Це з постійним зростанням тарифів на електроенергію як наслідок почастішанням фактів неплатежів і розкрадання електроенергії.

Йдеться про поквартирний облік у багатоповерхових житлових будинках, а також про облік у будинках приватного сектору, котеджних селищах та гаражах. При організації обліку побутових споживачів на об'єктах виникає традиційний набір проблем:

велика кількість приладів обліку (мова може йти про десятки і сотні тисяч точок обліку);
великий обсяг монтажних робіт, пов'язаних із встановленням приладів обліку та прокладанням ліній зв'язку;
складність організації зберігання, обробки та аналізу великої кількості показань;
низька оперативність збору показань із великої кількості територіально віддалених приладів;
Великі фінансові вкладення на розгортання системи.

Можна виділити такі типові варіанти організаціїАСКУЕ побутових споживачів :

Прилади обліку, що входять до складу інформаційної системи, встановлені у квартирах абонентів та у вступних розподільчих пристроях (ВРУ). Завдання полягає у щомісячному аналізі витрати енергії за кожною точкою обліку. Іноді (раз на 3 місяці) потрібно зчитувати з приладів поточні показання, що використовуються енергозбутовими організаціями як контрольні. Такий варіант обліку зазвичай супроводжують завдання віддаленого управління електролічильниками: централізована зміна тарифного розкладу та обмеження навантаження споживачів.
Прилади обліку, що входять до складу інформаційної системи, встановлені лише у вступних розподільчих пристроях (ВРУ) багатоквартирних будинків та на відхіднихфідери трансформаторних підстанцій 0,4 кВ. Перше завдання актуальне для мережевих компаній, воно полягає в оперативному зборі з лічильників, встановлених у підстанціях на фідерах, що відходять, повного набору показань, що включає профіль навантаження і параметри електромережі: струми, напруги, потужності, cosφ, частоту та ін. Друге завдання актуальне для енергозбутових компаній і полягає у щомісячному опитуванні лічильників, встановлених у ВРУ будинків.

Головною технічною проблемоюАСКУЕ побутових споживачів є організація каналів зв'язку з кожним електролічильником із центру збору даних.

Найнадійнішим способом на сьогоднішній день є прокладка стояками будинку кабелів для підключення кожного лічильника за інтерфейсом RS-485/CAN. Шина, до якої підключені лічильники, підводиться до ВРУ, поряд з яким встановлюється УСПД та каналоутворювальне обладнання;
Набагато менш надійною альтернативою першому способу є застосування технології PLC, запропонованої фірмою «Інкотекс». Рішення полягає в тому, що лічильники об'єкта автоматизації об'єднуються в PLC мережу, що передає середовищем якої є силові лінії змінної напруги 220В;
Альтернативою мережі PLC є мережі, утворені пристроями передачі даних по радіоефіру в діапазоні ISM (частота 433 МГц). Таке рішення запропонували ФГУП Нижегородський завод ім. М. Ст Фрунзе (НЗіФ).

Всі три рішення знаходяться в одному ціновому діапазоні, але мають ряд суттєвих відмінностей в обсягах налагоджувальних робіт, зручності експлуатації та стабільності роботи. Розглянемо три описані вище підходи докладніше:

Найчастіше в проектах автоматизації обліку електроенергії побутового сектора за участю фахівців фірми «Аналітика» використовувалися однофазні лічильникиактивної енергії ЗАТ «Інкотекс» Меркурій 200 з інтерфейсом CAN та лічильники ФГУП НЗіФ СЕБ-2А.07, СЕБ-2А.08, СЕБ-1ТМ.02 з інтерфейсом RS-485. Для обліку електроенергії на введенні в будинок використовувалися лічильники ЗАТ «Інкотекс» Меркурій 230 та лічильники ФГУП НЗіФ ПСЧ-3TA.07, ПСЧ-4ТМ, СЕТ-4ТМ.02. Всі ці лічильники підтримуються системами компанії «Аналітика». Великою незручністю використання лічильників Меркурій 200 є нестандартна реалізація фірмою «Інкотекс» CAN інтерфейсу. Для цієї реалізації CAN практично відсутні перетворювачі інтерфейсу RS-232/RS-485/Ethernet. Це викликало необхідність замовити виготовлення такого перетворювача третьої фірми. Сама фірма "Інкотекс" подібні перетворювачі серійно не випускає.

Обв'язування кабелем лічильників у будинку можливе за таких умов:

будинок побудований за сучасним проектом, в якому передбачено прокладання комунікаційного кабелю та об'єднання лічильників у єдину мережу;
лічильники встановлені у щитах на сходових майданчиках або тамбурах (не в квартирах).

Мал. 1 - Варіант з обв'язуванням лічильників за інтерфейсом RS-485

Обв'язування лічильників, розташованих безпосередньо в квартирах абонентів, дуже проблематичне. Як правило, мешканці не погоджуються на проведення у власній квартирі робіт з прокладання кабелю та підключення лічильника.

Фірма «Аналітика» має два закінчені, готові рішення для автоматизації обліку багатоквартирних будинків, де прилади обліку обв'язані провідними лініями:

"Integrity DH" - спрощена система, розрахована на масову установку в організаціях типу ДУК, ТСЖ, ЖБК, що реалізує необхідний та достатній набір функцій обліку. Спрощення полягає лише у програмному забезпеченні верхнього рівня: інтерфейсрозрахований на користувачів із низьким рівнем підготовки; роботи з встановлення, настроювання та обслуговування зведені до мінімуму; на комп'ютері не ведеться довгострокове зберігання показань - безпосередньо після опитування вони відображаються у вигляді звітів і відразу передаються до білінгових систем. Тим не менш, показання протягом досить довгого періоду зберігаються в енергонезалежній пам'яті повнофункціональних контролерів-концентраторів і можуть бути в будь-який момент представлені у вигляді звітів за командою користувача та повторно передано до білінгу. Такий підхід дозволяє пропонувати замовникам «Integrity DH» за досить привабливими за мірками побутовихАСКУЕ цінами. При цьому замовник не несе додаткових витрат на обслуговування системи та найму високооплачуваних фахівців з експлуатації.
"Integrity" - повнофункціональна система, розрахована на повну автоматизацію великої кількості точок обліку (понад 15 000), інтеграцію з білінговими системами, призначена для встановлення в енергозбутах.

"Integrity DH" дозволяє:

використовуватиме передачі даних канали зв'язку GSM/GPRS, GSM/CSD, Ethernet. Контролери – концентратори Integrity мають вбудований вхід Ethernet та порт DB-9 для підключення модемного обладнання з інтерфейсом RS-232.
організувати резервування каналів зв'язку (наприклад, одночасно використовувати GPRS та Ethernet), таким чином, виконуючи технічні вимоги багатьох енергозбутових організацій;
організувати збір даних із 400 побутових лічильників одним контролером-концентратором «Integrity»;
використовувати різну кількість контролерів «Integrity» та каналів зв'язку; кількість точок обліку в системі обмежується лише кількістю придбаних контролерів-концентраторів «Integrity» такількістю каналів зв'язку;
організувати дистанційну зміну тарифного розкладу та індикації лічильників, а також управління навантаженням з можливістю дистанційного спостереження за ходом виконання завдання;
організувати централізований збір даних різними каналами зв'язку без використання бази даних;
зберігати лічені дані у вигляді звітів формату Excel або web-сторінок, а також формувати файли експорту, у тому числі за формамиАСКУЕ Мосенергозбут (файли ASQ) та 80020* (файли XML);
автоматично надсилати звіти та файли експорту електронною поштою та викладати їх у мережеві папки.

Більш детальну інформацію про можливості системи «Integrity DH» можна отримати з посібника з експлуатації.

Повнофункціональна система «Integrity» має той самий склад обладнання, що міні-система, але комплектується іншим програмним забезпеченням. Програмне забезпечення «Integrity» дозволяє:

- проводити опитування багатофункціональних лічильників, встановлених у ТП 0,4 кВ, для отримання таких даних:

свідчення на початок доби за чотирма тарифами та чотирма видами енергії;
свідчення на початок місяця за чотирма тарифами та чотирма видами енергії;
поточні показання за чотирма тарифами та чотирма видами енергії;
параметри електромережі: струми, напруги, активні та реактивні потужності, коефіцієнти потужності (cosφ), частоту;
півгодинні профілі потужності з чотирьох видів енергії;

- зберігати показання в центральній базі даних, що працює під керуванням СУБД Microsoft SQL Server 2005, яка розрахована на зберігання даних за великою кількістю абонентів (понад 15 000). Під даними абонентів розуміється:

- автоматично (за розкладом) чи вручну виконуватизавдання на опитування; - автоматично (за розкладом) або вручну будувати звіти та отримувати файли експорту даних; - переглядати дані у вигляді Web-сторінок через Internet за допомогою звичайних Web-браузерів (IE, Opera і т.п.); - керувати глибиною зберігання інформації в базі даних; - зберігати та відображати в системі технологічні операції зі встановлення/зняття приладів обліку та трансформаторів; - враховувати технологічні операції зі встановлення/зняття приладів обліку та трансформаторів при побудові звітів та файлів експорту.

Більш детальну інформацію про можливості системи «Integrity» можна отримати з посібника з експлуатації.

Розглянемо рішення фірми "Аналітика" із застосуванням PLC пристроїв ЗАТ "Інкотекс" для завдання обліку електроенергії в побутовому секторі. Йтиметься про пристрої, що підтримують технологію PLC-I.

Мал. 2 - Варіант реалізації з використанням технології PLC

До складу системи, заснованої на застосуванні PLC обладнання фірми «Інкотекс», входять: лічильники з вбудованими PLC модемами (Меркурій 200, Меркурій 201, Меркурій 230), комплект однофазних PLC концентраторів Меркурій 225, концентратор «Integrity» на базі контролера забезпеченням фірми "Аналітика", GSM комунікатор "Integrity" на базі модему Siemens TC65 із вбудованим програмним забезпеченням фірми "Аналітика", програмне забезпечення верхнього рівня "Integrity".

PLC мережа організується між лічильниками з вбудованими PLC модемами і однофазними концентраторами PLC Меркурій 225. Комплект PLC концентраторів встановлюється в підстанції 0,4 кВ (по одному на фазу). Показання лічильників надходять у буфер концентратора і залишаються у ньому досі витіснення новими даними. Показники лічильників зконцентратора можуть бути раховані контролером «Integrity» за інтерфейсом RS-485. При розгортанні системи на основі технології PLC-I фірми «Інкотекс» слід враховувати такі особливості:

Фахівці фірми «Аналітика» мають досвід упровадження систем автоматизації енергообліку на основі технології PLC-I фірми «Інкотекс». На наш досвід застосування цих рішень завжди ускладнене низкою проблем. Однак у деяких випадках подібні рішення працювали цілком прийнятно - вдавалося досягти сталого опитування понад 90% необхідної кількості точок обліку.

Розглянемо рішення фірми «Аналітика» із застосуванням пристроїв ФГУП НЗіФ для завдання обліку електроенергії у побутовому секторі. ФГУП НЗіФ серійно випускає два типи пристроїв: радіоадаптери з інтерфейсом RS-485 та GSM комунікатори, розроблені фірмою «Кедах Електронікс Інжиніринг». За допомогою цих пристроїв можна організувати мережу для дистанційного зняття показань лічильників. До складу системи, заснованої на обладнанні ФГУП НЗіФ, входять: лічильники виробництва ФГУП НЗіФ, радіоадаптери, GSM комунікатор "Кедах Електронікс Інжиніринг", модем Siemens MC35, програмне забезпечення верхнього рівня "Integrity", розробки ТОВ "Аналітики".

Мал. 3 - Варіант із застосуванням пристроїв ФГУП НЗіФ

Радіоадаптери призначені для використання в режимі прозорої ретрансляції або в кінцевому пристрої радіомережі. За рахунок внутрішнього протоколу, реалізованого в комунікаторі та радіоадаптерах, дані від комунікатора передаються по мережі через ретранслятори і доходять до кінцевого адаптера, з яких за інтерфейсом RS-485 потрапляють в лічильник. Відповідь лічильника через той самий внутрішній протокол проходить зворотний маршрут і повертається в комунікатор. GSM комунікатор «Кедах»виконує такі функції:

Фахівці фірми «Аналітика» мають досвід упровадження систем автоматизації енергообліку на основі обладнання ФГУП НЗіФ. За їх участю було здійснено пуск у промислову експлуатацію АСКУЕ побутових споживачів на 15 000 точок обліку в місті Дубна. Як ПЗ верхнього рівня використовувалася система «КТС Мікрон 2», створена на основі ядра «Integrity». За відгуками замовників ЦОП Енерго та Мосенергозбут робота ПЗ верхнього рівня не викликає питань і дозволяє вирішувати необхідні завдання.