CC BY
28
УДК-656.1
Е.А. Новосёлов, гл. системный программист, 73-10-43, cniisu_24 @mail.ru (Россия, Тула, ОАО «АК «ЦНИИСУ»)
A.Н. Артёмов, гл. специалист, 73-10-43, cniisu_24 @mail.ru (Россия, Тула, ОАО «АК «ЦНИИСУ»)
B.П. Антонов, нач. отд., тел. 73-10-43, [email protected] (Россия, Тула, ОАО «АК «ЦНИИСУ»)
ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АСКУЭ ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЙ СРЕДНЕГО БИЗНЕСА
Рассматривается проблема создания эффективных систем контроля и учёта потребления энергоресурсов с учетом требований предприятий. Описана структура и способ реализации гибких и удобных систем.
АСКУЭ, энергосбережение, автоматизация, контроль, счётчики, показания, энергия, мощность, прогноз, потребление.
Сегодня на рынке автоматизированных систем контроля и учёта потребления энергоресурсов (АСКУЭ) с избытком хватает всевозможных предложений. Однако практика показывает, что проблема рационального создания на предприятиях собственных эффективных АСКУЭ сегодня по-прежнему является актуальной. Чтобы АСКУЭ являлась не только удобным инструментом энергетических служб, но была ещё и экономически выгодной, её необходимо в первую очередь рационально, с учётом конкретных потребностей каждого конкретного Заказчика спроектировать и оптимально реализовать, основываясь на критерии «цена - качество».
ОАО «АК «ЦНИИСУ» разработан базовый вариант тиражируемой АСКУЭ МСБ. Система ориентирована на предприятия среднего бизнеса с небольшим количеством точек учёта (до нескольких десятков). Основой для создания прикладных пользовательских систем является Ядро АСКУЭ, которое адаптируется на основании учёта всех потребностей энергосистем конкретных Заказчиков, причём затраты на создание адаптации минимальны. Основная цель создания АСКУЭ - реализация прикладных задач пользователя, которые позволяют рационально вести энергетическое хозяйство предприятия: автоматизация ручного труда по считыванию показаний со счётчиков, повышение точности и достоверности этих показаний, контроль поставки электроэнергии на предприятие, контроль использования поставляемой электроэнергии как по всему заводу, так и по цехам в отдельности.
АСКУЭ позволяет работать как с близко расположенными объектами контроля (счётчиками) по кабельному каналу связи, так и с удалёнными счётчиками по каналу GSM. Ядро АСКУЭ осуществляет гарантированное соединение с приборами учёта электроэнергии, проведение измерений, перевод результатов измерений в физические величины по-
62
требляемой энергии и мощности и их агрегирование для хранения в базе данных.
Базовый вариант тиражируемой АСКУЭ МСБ представляет собой 3-уровневую информационно-управляющую систему реального времени (рисунок):
1) информационно-измерительная подсистема является аппаратно-программной реализацией и состоит из программной оболочки реального времени (Ядро АСКУЭ) и комплекта информационно-измерительной аппаратуры;
2) база данных АСКУЭ предназначена для её гибкой настройки на природу контролируемого объекта, а также текущей поддержки решения задач агрегирования и обработки измерений и содержит справочники информации о предприятии, объектах контроля АСКУЭ, энергетических процессах, тарифах, порогах мощности;
3) контрольно-учётная подсистема, - основная структурная составляющая АСКУЭ, обеспечивающая работу пакета прикладных задач пользователя.
Схема АСКУЭ
Эти уровни работают как единая многозадачная система и все её емкие по времени процессы (установка соединения, считывание результатов измерений) выполняются в фоне и не мешают работе энергетика с прикладными задачами. Весь функционал АСКУЭ обеспечивается благодаря синхронизированной работе специально разработанных модулей.
Так, авторами был разработан модуль гарантированной, устойчивой к качеству сигнала установки соединения с объектами контроля по каналу связи двух видов: кабельному и GSM. Его необходимость заключается в
63
том, что качество сотовой связи не гарантирует получение результатов измерений счётчика с первой попытки и не у всех предприятий есть возможность устанавливать более качественную и быструю кабельную связь с объектами контроля. Однако целостность принимаемых результатов измерений обеспечивается не только качеством связи, но и проверкой принятых данных; кроме того измерения со всех счётчиков должны выполняться в строго определённые повторяющиеся моменты времени (например, каждые 15 минут, полчаса, час). Для решения этой проблемы был разработан модуль гарантированного получения точных результатов измерений одновременно со всех счётчиков в реальном режиме времени с заданным периодом. Даже в случае успешного считывания результатов измерений может возникнуть сбой в связи с отключением питания компьютера, на котором установлена АСКУЭ. И в этом случае измерения не пропадают -для этого разработан модуль восстановления данных измерений из памяти счётчика за период непредвиденного выключения системы. Когда измерения получены АСКУЭ, запускается Агрегатор - мощный специальный модуль, который агрегирует первичные результаты измерений (в плане их интегрированного представления с часовой, суточной и месячной периодичностью, а также в плане суточного представления в разбивке по основным тарифным зонам оплаты за энергию).
Одной из главных особенностей разработанной авторами системы является модуль стохастического прогнозирования объемов потребления энергии всех видов, который позволяет решать задачи прогнозирования общих затрат э/энергии (т.е. суммы по всем счетчикам предприятия) в разрезе её заданного вида:
- годовой прогноз (с разбивкой по месяцам) производится в конце года на следующий год;
- месячный прогноз (от месяца до полугода, с разбивкой по месяцам) производится на следующий один и не более 6 месяцев;
- суточный прогноз (от суток до десяти, с разбивкой по суткам) производится на следующие одни и не более 10 суток.
В качестве базовой модели прогнозирования используется модель авторегрессии-скользящего среднего Бокса - Дженкинса, описывающая временные ряды процесса с учетом его сезонных колебаний (без привязки к факторам влияния).
Первые две задачи условно отнесены к виду долгосрочного прогнозирования, которое рассматривает энергозатраты, накопленные и статистически замеренные с шагом в 1 месяц и отражающие сезонное развитие процесса энергозатрат с периодом в один год. Глубина прогноза задается в количестве месяцев от текущего момента (текущего месяца) и не должна превышать 12 месяцев. Третья задача (суточный прогноз) базируется на использовании статистических данных об энергозатратах, замеренных с шагом в один день.
Диагностирование технического состояния электротехнического ...
Практика показала достаточную адекватность моделей годового и месячного прогнозирования на основе модели Бокса - Дженкинса. Однако для суточного прогнозирования (из-за наличия факторов периодических осцилляций процесса энергопотребления на РТИ, связанных с соблюдением регламентированных выходных дней) модель прогнозирования может быть значительно улучшена за счет применения модели многомерной регрессии от факторов влияния на энергопотребление:
- тип дня недели (рабочий или нерабочий);
- величина светового дня;
- температура наружного воздуха;
- учет принадлежности прогнозируемого периода к отопительному сезону и т. д.
Ещё одной очень важной особенностью АСКУЭ МСБ является модуль расчёта оптимальных тарифных планов предприятий по оплате за потребление энергии всех видов: на заданном интервале прошлого (с месячной разбивкой) производится оценка экономического эффекта от перехода с одноставочной тарифной системы оплаты за электроэнергию на двуста-вочную тарифную систему (с разбивкой на зонные тарифы: «пиковая зона», «полупиковая зона», «ночная зона»). Задача решается относительно только активной электроэнергии и реализуется в двух вариантах:
- абсолютной оценке экономического эффекта на заданном интервале (в денежном выражении);
- относительной оценке экономического эффекта на заданном интервале (в процентном соотношении к одноставочной тарифной системе).
Результат выдается как в виде динамики экономических эффектов по месяцам заданного интервала, так и в виде среднемесячного на заданном интервале эффекта.
Используя возможности АСКУЭ МСБ, можно вовремя отключать вхолостую работающие двигатели, прогнозировать нагрузку и снижать заявленную мощность на предстоящий расчётный период, защищаться от штрафов. Точное сведение балансов получаемой и потребляемой энергии позволяет сократить её потери и определить места несанкционированного отбора. Ресурсы системы открывают возможность решения проблемы приобретения электроэнергии с более дешёвого оптового рынка, а также рассчитывать оптимальный тарифный план предприятия по её оплате и обеспечивать переход на него. Непрерывный контроль качества поставляемой электроэнергии позволяет защитить дорогостоящее электронное оборудование от преждевременного износа и предотвратить его разрушение.
Описанный способ реализации позволяет создать гибкую и удобную АСКУЭ, которая благодаря возможности оперативно адаптировать свои ресурсы позволит на своей базе эксклюзивно создавать конкретную, с учётом потребностей Заказчика, рабочую версию системы, оптимальную по критерию «цена - качество».
В настоящее время на базе АСКУЭ МСБ адаптированы и внедрены в эксплуатацию собственные эксклюзивные версии АСКУЭ на 2 предприятиях: ЗАО «Тульский завод РТИ» и производственной базе ОАО «АК «ЦНИИСУ». Внедрённые системы функционируют успешно, в круглосуточном режиме, демонстрируя устойчивую и адекватную работу. Кроме того, ведутся работы по созданию АСКУЭ ещё на двух предприятиях: ЗАО «Тулажелдормаш» и ОАО «ТКФ «Ясная Поляна».
Экономическая статистика работы энергетических служб предприятий уже в первые месяцы эксплуатации АСКУЭ показала, что совокупные ежемесячные затраты, отнесённые по различным статьям энергопотребления, в целом дают снижение на 10...15 %. Конечно, такие показатели никакая АСКУЭ сама по себе дать не в состоянии (хаос не автоматизируется!) - всё это результат профессиональной работы энергетиков, в руках которых теперь имеется такой мощный инструмент, как АСКУЭ.
E. A. Novoselov, A. N. Artemov, V. P. Antonov
DEVELOPMENT FEATURES AND RESULTS OF THE COMMERCIAL OPERATION OF THE ASCUE RELATED TO THE MEDIUM ENTERPRIZES
The problem of organization of effective systems of control and energy accounting is considered. The versatile and convenient realization method is resulted.
Key words: ASCUE, efficiency, automation, control, meters, statements, energy, power, forecast, consumption.
Получено: 24.12.11
УДК 620
В.М. Степанов, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, (4872)35-54-50, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ), П.А. Борисов, магистрант, (4872)35-54-50, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)
ДИАГНОСТИКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СИЛОВЫХ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 35...500 кВ
Рассмотрены различные способы трассировки кабельных линий. Предложены новые способы трассировки кабельных линий.
Ключевые слова: кабельные линии, трассопоиск.
Как известно, точное определение местонахождения кабельной линии является одним из наиболее важных критериев эксплуатации и обслу-
