АСКУЭ Коттеджных поселков

Создание у потребителей автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ) производится c целью снижения коммерческих потерь электроэнергии энергоснабжающими организациями, а также для реализации условий режимного взаимодействия потребителей с энергосистемой на основе многоставочных тарифов.

В Республике Беларусь доля бытовых потребителей в общем потреблении электроэнергии превышает 20 % и имеет тенденцию к росту. Существенен вклад их нагрузки в вечерний максимум энергосистемы. Именно поэтому в стране в последние годы в рамках программы массовой модернизации расчетных средств приборного учета электроэнергии идет процесс создания АСКУЭ многоквартирных и одноквартирных жилых домов. Расширение коттеджного строительства в городах и сельской местности (агрогородках) приводит как к дополнительному удельному росту электропотребления в быту в расчете на одного потребителя, так и к увеличению хищений электроэнергии, которые в территориально распределенных коттеджных поселках с протяженными и открытыми линиями электропередачи 10/0,4 кВ выполняются легче и проще, чем в многоквартирных жилых домах с защищенной и скрытой электропроводкой.

В настоящее время наиболее крупная экспериментальная АСКУЭ для коттеджных застроек реализована в поселке "Инструментальный", расположенного в пяти км от районного центра - древнего города Лида Гродненской области. Поселок постоянно расширяется, имеет уже законченные и строящиеся коттеджи, строительные площадки, 67 из которых объединены в АСКУЭ. АСКУЭ смонтирована осенью 2006 г. и сдана в опытную эксплуатацию 10 января 2007 г. Ниже приводится краткое описание данной системы и рассматриваются вопросы ее экономической эффективности и дальнейшего развития.

Коттеджный поселок "Индустриальный" запитывается от трансформаторной подстанции (ТП) 10/4 кВ по трем отходящим фидерам 0,4 кВ. На ТП на каждый питающий фидер установлен трехфазный балансный счетчик непосредственного подключения по напряжению и трансформаторного подключения по току типа "Гран-Электро СС-301". На ТП установлено и групповое устройство АСКУЭ, - устройство сбора и обработки данных (УСПД) АИСЭ-1.03 в составе промышленного компьютера (ПК), коммуникаторов Ш-16 (PLC-модемов) производства минской фирмы ООО "РовалэнтСпецПром", преобразователя интерфейсов RS485/RS232, блока питания и GSM-модема (с антенной) фирмы Siemens МС-35i.

УСПД АИСЭ-1.03 изначально разработано для применения в составе АСКУЭ энергосистем и промышленных предприятий. Оно предназначено для преобразования входных сигналов от многофункциональных микропроцессорных счетчиков электроэнергии с цифровым выходом, хранения, отображения и передачи информации на верхний уровень АСКУЭ. Устройство имеет ряд модульно наращиваемых портов типа RS485 и RS232, к которым возможно подключение как счетчиков, так и других устройств, например, модемов. По каждому порту RS485 к УСПД можно подключать до 32 счетчиков. УСПД может опрашивать счетчики по любому их штатному параметру с периодом опроса, программируемым из группы времен 10 с, 3, 30 и 60 мин. Устройство в общем случае позволяет с верхнего уровня АСКУЭ, например, уровня центра сбора и обработки данных (ЦСОД), запрашивать как данные из базы данных (БД) самого УСПД, так и БД счетчиков, подключенных к УСПД. В АСКУЭ-быт, реализованном для коттеджного поселка "Индустриальный", использовано УСПД с усеченными аппаратными возможностями и функциями, с упрощенной базой данных (вместо встроенной в УСПД БД Oracle использована БД Access). Это устройство автоматически опрашивает счетчики каждые 6 часов, т.е. четырежды за сутки.

Возможности сбора данных по силовой сети 0,4 кВ существенно зависят от эффективности и надежности используемых PLC-модемов. Коммуникаторы ШМ-16 служат для передачи информации по силовой сети с использованием технологии шумоподобных сигналов (ШПС) в диапазоне частот 20-80 кГц. Они обеспечивают секретность передачи и приема сигналов, высокую помехоустойчивость и работу при уровне полезного сигнала значительно ниже уровня шума. Скорость передачи в полудуплексном режиме лежит в диапазоне 100-800 бит/с (в рассматриваемой АСКУЭ сбор данных осуществляется со счетчиков на УСПД со скоростью 100 бит/с). Приборы обеспечивают дальность связи по воздушным линиям электропередачи на расстояние до 10 км, а по внутридомовым электросетям - до 4 км. К одной фазе питающего фидера можно подключать до 1500 коммуникаторов. Каждый прибор по своему цифровому интерфейсу (RS485 или токовой петле CL) прозрачен для подключаемого цифрового устройства (например, УСПД или счетчика), и к одному коммуникатору можно подсоединять по цифровому интерфейсу до 16 устройств.

УСПД, установленное на ТП, собирает в автоматическом режиме данные с трех трехфазных балансных счетчиков, подключенных соответственно к трем питающим фидерам, и с трехфазных или однофазных счетчиков, установленных в ШВУ соответствующих коттеджей. В общей сложности в составе АСКУЭ использованы 51 трехфазный счетчик типа "Гран-Электро СС-301" (из них 3 счетчика трансформаторного включения по току на ТП и 48 счетчиков непосредственного включения по току на коттеджах) и 19 однофазных счетчиков типа "Гран-Электро СС-101" производства НПООО "Гран-Система-С" (все на коттеджах). Количество коммуникаторов ШМ-16 в АСКУЭ - 60 шт. На каждый коттедж устанавливается один ШВУ (см. рис. 1), содержащий соответствующий электронный счетчик, устройство защитного отключения и коммуникатор ШМ-16 (см. рис. 2). В том случае, когда по условиям расположения соседних коттеджей можно рядом разместить два или три ШВУ, удается сэкономить один или два коммуникатора, используя лишь один прибор для передачи данных на УСПД с двух или трех соседних счетчиков.

                                                

Рисунок 1                                                                       Рисунок 2

Сбор данных учета на верхний уровень АСКУЭ в ЦСОД отдела сбыта энергии Лидских электросетей возможен несколькими способами:

а) дистанционно через сотовую GSM-связь из БД УСПД;
• б) через переносной компьютер, в который предварительно переписываются данные из счетчика через его оптопорт при локальном подключении компьютера по месту установки счетчика;
• в) через переносной компьютер, в который предварительно переписываются данные из счетчиков при локальном подключении компьютера к УСПД по месту его установки на ТП.

При дистанционном сборе необходимо оплачивать оператору сотовой связи время сбора данных, которое зависит от частоты опроса и объема запрашиваемых данных (в среднем сбор месячных данных занимает 3 минуты при скорости сбора 9600 бит/с; дистанционная репликация всей базы данных УСПД на верхний уровень АСКУЭ занимает около 15 минут).

Восьмимесячный опыт эксплуатации АСКУЭ коттеджного поселка "Индустриальный" с реконструированными на 67 коттеджах учетами (выносом их за пределы домовладений, установкой электронных счетчиков и организацией дистанционного или локального сбора данных учета) показал, что по этим объектам зарегистрированное электропотребление выросло за последние 4 месяца 2006 г. и первые 4 месяца 2007 г. относительно сопоставимых прошлых периодов на 30-40% (см. график 1), что не может быть объяснено только внезапным ростом фактического потребления.

График 1. График месячного суммарного потребления электроэнергии по коттеджам с реконструированным питающим вводом за 12 месяцев 2005 г., 12 месяцев 2006 г. (включая месяцы проведенной реконструкции: сентябрь-декабрь) и 4 месяца 2007 г. (январь -апрель)

 

Очевидно, что большая часть роста электропотребления связана с тем, что потребление и в прошлом на этих же объектах было высоким, но не фиксировалось индукционными счетчиками: часть потребления шла мимо счетчиков (безучетное потребление, вызванное легким доступом к счетчику и к питающей линии 0,4 кВ), а другая часть не регистрировалась счетчиками в силу их малой чувствительности и высокой погрешности учета в сторону потребителей (работой с минусовой погрешностью учета).

Опыт эксплуатации АСКУЭ коттеджного поселка показал правильность и надежность примененных технических решений и использованных устройств (отметим, что счетчики в ШВУ выдержали без подогрева зиму и весну с ее многократными перепадами температуры и влажности) и доказал ее экономическую эффективность. Вместе с тем стало ясно, что АСКУЭ нуждается в дальнейшем совершенствовании, в первую очередь по своим функциям, заложенным в УСПД, и по пользовательскому интерфейсу верхнего уровня. Развитие АСКУЭ коттеджных поселков продолжается.