АСУ / Автоматизированные системы
АИИС КУЭ/ ТУЭ
НазначениеАИИС КУЭ разработки ООО НПО "Мир" предназначена для оперативного контроля и осуществления эффективного коммерческого (технического) учета выработки / потребления электрической энергии и мощности. Система обеспечивает формирование отчетных форм, документов по потреблению электроэнергии, хранение информации в базе данных на сервере и передачу отчетных данных в энергоснабжающие организации.
При внедрении АИИС КУЭ на оптовом рынке электроэнергии и мощности основное назначение системы - измерение количества электрической энергии, позволяющее определить величины учетных показателей, используемых в финансовых расчетах на оптовом рынке электроэнергии.
Дополнительно АИИС КУЭ позволяет контролировать параметры качества электроэнергии, считываемые с многофункциональных электронных счетчиков.
Автоматизированная информационно - измерительная система коммерческого учета электроэнергии - иерархическая система, функционально объединяющая совокупность измерительно-информационных комплексов точек измерений, информационно - вычислительных комплексов электроустановок, информационно - вычислительного комплекса и системы обеспечения единого времени, выполняющая функции проведения измерений, сбора, обработки и хранения результатов измерений, информации о состоянии объектов и средств измерений, а также передающая полученную информацию в интегрированную автоматизированную систему управления коммерческим учетом на оптовом рынке электроэнергии в автоматизированном режиме.
Информационно - вычислительный комплекс электроустановки (ИВКЭ) - совокупность функционально объединенных программных и технических средств, предназначенная для решения задач сбора и обработки результатов измерений, диагностики средств измерений в пределах одной электроустановки, а также обеспечения интерфейсов доступа к этой информации. ИВКЭ применяется при распределенной структуре элементов АИИС КУЭ.
Информационно-вычислительный комплекс (ИВК) - совокупность функционально объединенных программных, информационных и технических средств, предназначенная для решения задач диагностики состояний средств и объектов измерений, сбора, обработки и хранения результатов измерений, поступающих от ИВКЭ и информационно-измерительного комплекса (ИИК) субъекта оптового рынка электроэнергии, их агрегирование, а также обеспечения интерфейсов доступа к этой информации.
Измерительно-информационный комплекс точки учета (ИИК ТУ) - функционально объединенная совокупность программно - технических средств учета электроэнергии по данной точке, в которой формируются и последовательно преобразуются сигналы, содержащие количественную информацию об измеряемых физических величинах. Измерительно - информационный комплекс точки учета выполняет законченную функцию измерений и имеет нормированные метрологические характеристики.
Процедура выхода на ОРЭ
Основные положения
Согласно ФЗ "Об электроэнергетике" от 26.03.2003 г. и статьи 6 ФЗ "Об особенностях функционирования электроэнергетики в переходный период" правительство РФ выпустило Постановление № 643 от 24.10.2003 г. "О правилах оптового рынка электрической энергии (ОРЭ) переходного периода", являющейся базовым документом определяющим правила функционирования ОРЭ переходного периода.
Согласно Постановлению № 643 рынок электроэнергии состоит из двух частей: регулируемого сектора, в котором осуществляется оптовая торговля частью объемов электроэнергии и мощности по тарифам, утверждаемым ФЭК и сектора свободной торговли в котором осуществляется оптовая торговля частью объемов электроэнергии в форме работы по двухсторонним договорам на основе отбора ценовых заявок покупателей и продавцов по свободным ценам. На сегодняшний день сектор свободной торговли составляет 15% для генерации и 30% для потребителей от общего объема заявленной генерации/потребления. Субъекты РФ для которых возможен выход в свободную зону ОРЭ определен "Перечнем субъектов РФ, территории которых объединены в ценовую зону ОРЭ и М переходного периода", являющимся приложением к Постановлению № 643.
Основными критериями для получения статуса субъекта ОРЭ являются:
- Владение/аренда сетей с совокупной установленной мощностью 20 МВА, причем в каждой точке поставки мощность должна быть не менее 5 МВА для генерации, 4 МВА для потребителей (в соответствии с постановлением ФЭК).
Наличие АСКУЭ (АИИС КУЭ) удовлетворяющей требованиям НП "АТС";
- Обеспечение системы связи с НП "АТС" и системным оператором (СО ЦДУ, ОДУ, РДУ);
- Наличие договора об оказании услуг по передачи электроэнергии.
Согласно статьи 33 ФЗ "Об электроэнергетике" функции распорядителя рынка вверяются НП "АТС". Основным документом регламентирующим работу на ОРЭ является "Договор о присоединении к торговой системе оптового рынка (ДОРЭ)" с Приложениями 1 - 23.
Порядок создания АИИС КУЭ участника ОРЭ, отвечающего требованиям НП "АТС"
На настоящий момент основными документами, определяющими порядок создания систем являются Приложение №10 - 11 к ДОРЭ, однако эти документы имеют слишком общий характер и действуют временно до принятия наблюдательным советом НП "АТС" соответствующих стандартов. В настоящий момент НП "АТС" разработало 10 стандартов, которые находятся в стадии рассмотрения Наблюдательным советом.
Согласно СТО АТС 02.03.2-2003 создание АИИС КУЭ включает в себя следующие этапы:
1. Предпроектное обследование (1-3 месяца)
Данный этап включает в себя:
- Документальное обследование;
- Инструментальное обследование.
Итогом работы по данному этапу является заполненный Опросный лист Приложение Б СТО АТС 02.03.3-2003). По согласованию с заказчиком может быть выполнена Концепция АИИС КУЭ предприятия.
2. Техническое задание (2-3 месяца)
- Разработка ТЗ в соответствии с СТО АТС 02.03.2-2003;
- Экспертиза ТЗ НП "АТС" по СТО АТС 02.03.5-2003.
3. Проектирование (2-3 месяца)
- Разработка технического проекта в соответствии с СТО АТС 02.03.2-2003;
- Разработка рабочей документации согласно СТО АТС 02.03.2-2003;
- Экспертиза Технорабочего проекта по СТО АТС 02.03.5-2003.
4. Ввод в действие (6-9 месяцев)
- Разработка МВИ по СТО АТС 02.04.01;
- Аттестация МВИ;
- Подготовка персонала;
- Поставка;
- Строительно-монтажные работы;
- Пусконаладочные работы;
- Сертификация АИИС как единичного экземпляра средства измерения;
- Проведение предварительных испытаний и опытной эксплуатации;
- Проведение приемочных испытаний и сдача системы в постоянную эксплуатацию.
ИТОГО: общее время внедрения АИИС КУЭ по требованиям НП "АТС" составляет 11-18 мес.
Порядок допуска предприятий на ОРЭ
Согласно ДОРЭ определена следующая последовательность выхода потребителя на ОРЭ (получения статуса участника Сектора свободной торговли и вхождения в реестр Субъектов ОРЭ):
- Подготовка Потребителем пакета регистрационных документов, передача в НП "АТС" на рассмотрение;
- Рассмотрение и прохождение В НП "АТС" процедуры согласования документов, проверка Заявителя на соответствие требованиям к субъектам ОРЭ;
- Заключение договора о присоединении к торговой системе ОРЭ и включение его в Реестр;
- Прохождение в НП "АТС" процедуры допуска Субъектов ОРЭ к торговой системе ОРЭ.
Этап I (подготовительный)
Требует от заявителя подготовки следующих документов:
- Договор на оказание услуг по передаче электроэнергии с организацией, к электрическим сетям которой подключено электрооборудование Заявителя;
- Однолинейная схема присоединения к внешней электрической сети;
- Акты разграничения балансовой и эксплуатационной ответственности;
- Перечень паспортных технологических характеристик генерирующего оборудования поставщиков, или перечень технологических характеристик электропотребляющего оборудования потребителей;
- Договор, регулирующий отношения Заявителя с лицами, в интересах которых он намерен поставлять/покупать электроэнергию (договоры оказания услуг, поручения, комиссии, купли-продажи, поставки или иные);
- Акт комиссии о соответствии системы коммерческого учета Заявителя "Техническим требованиям переходного периода к системам коммерческого учета электроэнергии субъекта ОРЭ" (для не субъектов ФОРЭМ) или перечни средств измерений в каждой точке учета и алгоритмы приведения результатов измерений к значению учетного показателя в точке поставки (субъекты ФОРЭМ).
Прогнозный срок подготовки документов по данному этапу составляет от 2-х недель до 2-х месяцев.
Этап II (подача документов в НП "АТС" и их рассмотрение)
2.1 В дополнение к документам I этапа необходимо предоставить следующие документы:
- Заявление о присоединении к торговой системе ОРЭ и включении в Реестр, в котором указывается тип Субъекта ОРЭ;
- Подписанные Заявителем 3 экземпляра договора о присоединении к торговой системе ОРЭ;
- Нотариально заверенные копии учредительных документов Заявителя;
- Нотариально заверенную копию свидетельства о государственной регистрации Заявителя;
- Нотариально заверенную копию свидетельства о постановке Заявителя на налоговый учет;
- Подтверждение полномочий лиц.
2.2 Если пакет не полный НП "АТС" в течении 3-х рабочих дней обязано направить письменный запрос о предоставлении недостающих документов.
Срок их предоставления от 5 до 30 рабочих дней.
На период до предоставления недостающих документов НП "АТС" вправе приостановить рассмотрение полученных ранее от Заявителя документов.
2.3 В течении 10 рабочих дней с даты получения от Заявителя полного пакета документов НП "АТС" совместно с ЗАО "ЦДР ФОРЭМ" и Системным оператором (СО):
- Осуществляет согласование групп точек поставки (ГТП);
- В случае если состав точек поставки или электрооборудования, отнесенного к ГТП, будет изменен по сравнению с предложенным Заявителем, то НП "АТС" может потребовать предоставление дополнительных документов в сроки указанные в п. 2.2.1. Срок согласования ГТП продлевается на 5 рабочих дней со дня предоставления документов.
- Определяется соответствие предоставленных Заявителем перечней средств измерений в каждой точке учета и алгоритмов приведения результатов измерений к значению учетного показателя в точке поставки.
- В случае отказа в согласовании перечня и алгоритмов Заявитель составляет новый перечень с учетом замечаний и направляет на повторное согласование.
2.4 В срок не позднее 5 рабочих дней с даты согласования (утверждения) ГТП, НП "АТС" осуществляет проверку соответствия Заявителя требованиям предъявляемым к Субъектам ОРЭ.
НП "АТС" в течении этого срока может затребовать информацию уточняющего характера.
Срок предоставления информации от 20 до 45 рабочих дней с момента получения запроса, но можно предоставить раньше.
На период предоставления дополнительно информации НП "АТС" вправе приостановить рассмотрение ранее полученных от Заявителя документов.
Срок предоставления может быть увеличен по уважительной причине.
Окончательное решение принимается в течении 5 рабочих дней со дня получения дополнительной информации, либо со дня истечения установленного НП "АТС" срока на ее предоставление.
2.5 В течении 2 рабочих дней с даты согласования документов Заявитель извещается либо заказным письмом, либо письмо вручается уполномоченному лицу Заявителя по месту нахождения НП "АТС".
2.6 При отказе можно подавать повторное заявление не предоставляя повторно необходимые документы в течении 60 дней со дня получения отказа (если документы достоверны).
Прогнозный срок прохождения данного этапа составляет от 17 до 100 рабочих дней. Сроки рассмотрения документов могут быть минимальными в случае тщательной подготовке материалов к п. 2.3.
Этап III (заключение договора о присоединении)
3.1 В случае принятия положительного решения НП "АТС" подписывает договор и с момента подписания обязано произвести следующие действия:
- В течении 2-х рабочих дней вносит Заявителя в Реестр;
- В течении 3-х рабочих дней отправляет договор Заявителю.
3.2 Субъекты ФОРЭМ включаются в Реестр в течении 30 рабочих дней с даты утверждения Наблюдательным советом НП "АТС" Положения (но обязаны предоставить все необходимые документы).
Срок прохождения данного этапа - 3-5 дней
Этап VI (допуск к торговой системе)
4.1 Для допуска к торговой системе Субъекту ОРЭ необходимо предоставить следующие документы:
- Анкета Субъекта ОРЭ
- Договор банковского счета в небанковской кредитной организации.
- Сертификат открытого ключа Субъекта ОРЭ и Договор об использовании электронной цифровой подписи (ЭЦП) в торговой системе ОРЭ;
- Для поставщиков и их представителей, а так же для покупателей с регулируемой нагрузкой - заключение СО о соответствии субъекта ОРЭ требованиям к информационному обмену технологической информацией с автоматизированной системой СО;
- Документ подтверждающий оплату за допуск Субъекта ОРЭ к торговой системе ОРЭ;
- При наличии - выданное НП "АТС" свидетельство, подтверждающее квалификацию уполномоченного Субъектом ОРЭ специалиста для работы с торговой системой ОРЭ;
- Соглашение об информационном обмене заключенные Субъектом ОРЭ со всеми смежными субъектами;
- Для Потребителей и их представителей, оплачивающих электроэнергию в настоящее время по договору электроснабжения, необходимо предоставить этот договор и дополнительное соглашение к нему (прописывает механизм расчета стоимости приобретаемой с РРЭ не приобретенной на ССТ ОРЭ, а так же оплату отклонений);
- Субъект ОРЭ, в отношении которого в реестре субъектов ОРЭ зарегистрированы ГТП потребления типа "нагрузка", должен подать фиксированное уведомление СО о полном плановом потреблении по каждой ГТП. НП "АТС" в течении 5 рабочих дней после получения от Субъекта ОРЭ указанных фиксированных уведомлений должен передать их СО;
- Предоставляется в НП "АТС" заявление на регистрацию соотношения клиринговых (торговых) счетов и групп точек поставки.
Срок прохождения этапа - 20 рабочих дней (документы необходимо готовить за время I - III этапов)
Рассмотрение документов.
4.2 Документы необходимо представить в НП "АТС" в течении 20 рабочих дней с момента подписания договора о присоединении.
В случае неподачи документов в установленный срок НП "АТС" имеет право приостановить процедуру допуска.
При повторном обращении в срок позже 2-х месяцев с момента подписания договора, НП "АТС" может затребовать повторного предоставления документов.
Срок предоставления может быть продлен по уважительным причинам.
4.3 Рассмотрение и проверка документов на соответствие начинается с момента предоставление полного пакета документов в течении 5 рабочих дней.
4.4 В случае выявления несоответствия документов требованиям НП "АТС":
- Извещает Субъекта ОРЭ;
- Предоставляет не менее 1 месяца на устранение несоответствий;
- В случае не устранения несоответствий в указанный срок, НП "АТС" приостанавливает процедуру допуска Субъекта ОРЭ к торговой системе до устранения несоответствий и имеет право потребовать повторного предоставления всех документов.
Срок прохождения данного этапа - 5-35 рабочих дней
Отнесение групп точек поставки к узлам расчетной модели.
4.5 НП "АТС" передает однолинейную схему СО.
СО должен в течении 3-х рабочих дней с момента получения провести первичный анализ и запросить у НП "АТС" необходимую информацию.
НП "АТС" в течении 2 рабочих дней с момента получения запроса от СО предает запрос субъекту ОРЭ.
В течении 2-х рабочих дней после получения информации от Субъекта, НП "АТС" передает ее СО.
СО в течении 2-х рабочих дней после получения информации от НП "АТС" повторно анализирует все документы.
В случае не предоставления Субъектом запрошенных документов НП "АТС" имеет право приостановить процедуру допуска.
4.6 Если СО делает вывод о невозможности осуществления отнесения ГТП Субъекта ОРЭ к узлам расчетной модели, то:
СО должен в срок указанный в п. 4.5. известить НП "АТС" об отказе в осуществлении отнесения предложенных ГТП к узлам расчетной модели.
Этот отказ НП "АТС" передает Субъекту в течении 2-х рабочих дней
4.7 Если у СО замечания отсутствуют, то в течении 15 рабочих дней осуществляется отнесение ГТП Субъекта к узлам расчетной модели.
4.8 В результате появляется "Акт о согласовании ГТП субъекта ОРЭ и отнесения их к узлам расчетной модели" (Акт) и передается от СО в НП "АТС".
4.9 НП "АТС" в течении 3-х рабочих дней согласовывает и подписывает со своей стороны 3 экземпляра Акта и направляет их для подписания Субъекту ОРЭ.
4.10 Субъект ОРЭ в течении 5 рабочих дней с даты получения указанного Акта направляет 2 экземпляра подписанного акта в НП "АТС" либо заявляет о несогласии. НП "АТС" в течении 3 рабочих дней направляет один экземпляр СО, копию Акта - в ФСК и владельцам электрических сетей, к которым присоединены ГТП данного Субъекта.
4.11 В случае несогласия Субъекта ОРЭ - НП "АТС" должен:
- В течении 10 рабочих дней с даты поступления заявления сформировать согласительную комиссию с участием представителей НП "АТС", СО, ФСК, владельцев электрических сетей.
- В течении 45 дней с даты поступления заявления рассмотреть результаты отнесения ГТП на комиссии и принять решение.
4.12 При неполучении от Субъекта ОРЭ подписанного с его стороны Акта или заявления о несогласии с результатами в срок 5 рабочих дней, НП "АТС" может приостановить процедуру допуска Субъекта ОРЭ. В случае, если в течении 1 месяца с момента приостановления процедуры допуска, Субъект не предоставил подписанный Акт или заявление, НП "АТС" вправе отказать такому Субъекту в допуске к торговой системе.
Срок прохождения данного этапа - 26-34 рабочих дня (в случае с комиссией - 81-89 дней)
Установка и тестирование программного обеспечения. Регистрация Субъекта ОРЭ в торговой системе и присвоение идентификационного кода.
4.13 Субъект ОРЭ, зарегистрированный в торговой системе имеет право начать участвовать в системе в соответствии с Регламентами ОРЭ в следующие сроки:
- В отношении 3 операционного дня, следующего за датой регистрации Субъекта ОРЭ в торговой системе;
- В отношении операционного дня соответствующего 1 числу календарного месяца, следующего за датой регистрации.
ИТОГО: срок прохождения всех этапов составляет от 81 до 240 рабочих дней.
Структурные схемы
Типовая многоуровневая структурная схема автоматизированной информационно-измерительной системы с одним центром сбора информации.
В состав типовой многоуровневой структуры АИИС КУЭ на уровне энергообъекта входит промышленный контроллер ОМЬ-40 или устройство сбора и передачи данных МИР УСПД-01, что позволяет контролировать дополнительные параметры качества электроэнергии, увеличить количество счетчиков и объектов в системе. Структура системы показана на рисунке 1.
Рис. 1 Типовая многоуровневая структурная схема автоматизированной информационно-измерительной системы с одним центром сбора информации.
Использование контроллеров на уровне энергообъектов делает возможным организацию резервных каналов связи, позволяет организовать эффективный оперативный контроль потребления/выдачи электроэнергии и мощности . Устройство сбора и передачи данных МИР УСПД-01 позволяет дежурному персоналу контролировать непосредственно на объекте параметры потребления благодаря наличию встроенного индикатора и клавиатуры.
Многоуровневая структурная схема автоматизированной информационно-измерительной системы с прямым подключением счетчиков к центру сбора информации.
В многоуровневой структурной схеме АИИС КУЭ с прямым подключением счетчиков к центру сбора информации на уровне энергообъекта (энергоустановки) отсутствует контроллер или устройство сбора и передачи данных. Структура системы показана на рисунке 2.
Рис. 2 Многоуровневая структурная схема автоматизированной информационно-измерительной системы с прямым подключением счетчиков к центру сбора информации
Прямое подключение счетчиков к центру сбора информации рекомендуется в системах с небольшим количеством энергообъектов и счетчиков с надежными каналами связи и отсутствием необходимости оперативного (3/5-мин.) контроля потребления/выдачи электроэнергии.
Многоуровневая структурная схема автоматизированной информационно-измерительной системы с несколькими центрами сбора информации
Особенностью крупных потребителей электроэнергии, таких как нефтедобывающие компании или АО-энерго, является наличие больших расстояний между объектами и необходимость организации нескольких центров сбора информации (в составе общего информационно-измерительного комплекса системы).
Основной задачей, возникающей в таких системах является необходимость организации каналов связи на больших территориях и передачи данных коммерческого учета между несколькими серверами сбора в составе системы. Структура системы показана на рисунке 3.
Рис. 3 Многоуровневая структурная схема автоматизированной информационно-измерительной системы с несколькими центрами сбора информации
Оборудование
Счетчики электрической энергии
В настоящее время в АИИС КУЭ применяется широкий спектр счетчиков электрической энергии отечественного и импортного производства. Определяющим требованием к счетчикам, которые должны применяться в АИИС КУЭ, являются класс точности не ниже 0,5, глубина хранения профиля нагрузки с получасовым интервалом не менее 35 суток в энергонезависимой памяти, измерение активной и реактивной электроэнергии и мощности в двух направлениях. Этим требованиям удовлетворяют четыре типа счетчиков: Альфа, ЕвроАльфа, ЦЭ 6850 и СЭТ-4ТМ02.2 .
|
|
Счетчик ЕвроАльфа |
Счетчик СЭТ4-ТМ02.2 |
Как показывает опыт работы и эксплуатации интеллектуальных счетчиков в АИИС КУЭ данные счетчики отвечают требованиям:
- приемлемая цена;
- функциональная законченность (единый конструктив);
- высокая точность таймера счетчика;
- возможность измерения дополнительных параметров качества электроэнергии;
- открытый протокол.
Промышленный контроллер ОМЬ-40
Надежность и функциональность АИИС КУЭ разработки ООО НПО "Мир" на нижнем уровне обеспечивается применением промышленного контроллера ОМЬ-40. Контроллер ОМЬ-40 внесен в государственный реестр средств измерений RU.C.34.004.A 8189. Сертификат соответствия ГОСТ Р РОСС RU.МЕ72.В00017. Технические характеристики ОМЬ-40 удовлетворяют основным положениям "Технических требований переходного периода к системам коммерческого учета электроэнергии субъекта оптового рынка электроэнергии". Получено подтверждение от некоммерческого партнерства "Администратор торговой сети" (НП АТС) о возможности использования контроллера ОМЬ-40 в системах коммерческого учета электроэнергии на оптовом рынке электроэнергии. Контроллер обеспечивает сбор информации с цифровых счетчиков о состоянии подключенных нагрузок в режиме реального времени (мгновенные значения токов, напряжений, мощностей и параметров качества электроэнергии).
Встроенные архивы контроллера обеспечивают хранение:
- суточных графиков нагрузки средних тридцатиминутных мощностей по каждому каналу не менее 35 сут.;
- суточных графиков нагрузки средних тридцатиминутных мощностей по каждой группе не менее 3-х мес.
В контроллере предусмотрена как программная, так и аппаратная защита от несанкционированного доступа и изменения метрологических характеристик, ведется журнал событий, в который записывается информация о событиях, влияющих на его работу.
Питание контроллера ОМЬ-40 осуществляется:
- от сети переменного тока частотой 50 + 1 Гц и напряжением от 127 до 250 В;
- от сети постоянного тока напряжением от 180 до 250 В;
- от резервного источника питания номинальным напряжением 12,0 + 1,2 В в случае пропадания напряжения питающей сети переменного тока или напряжения питающей сети постоянного тока.
Мощность, потребляемая контроллером ОМЬ-40:
- от питающей сети переменного тока - не более 50 В А;
- от питающей сети постоянного тока - не более 50 Вт.
Основой контроллера является субблок ЦП2.01, реализующий функции центрального процессорного модуля (рисунок 4).
|
Рис.4 Субблок ЦП-2. Технические характеристики |
Интерфейсы RS-232 и RS-485 контроллера ОМЬ-40 могут быть использованы для подключения как оборудования связи (Hayes-совместимые модемы, радиомодемы, преобразователи интерфейсов, различная каналообразующая аппаратура), так и не посредственно счетчиков электрической энергии с цифровыми интерфейсами. Передача информации с контроллера может осуществляться по различным каналам данных в зависимости от выбранного конечного оборудования (рисунок 5).
- выделенные и коммутируемые телефонные каналы связи;
- спутниковые каналы связи;
- сотовые каналы связи;
- локальные вычислительные сети;
- радиоканал.
|
Рис.5 Контроллер ОМЬ-40. Коммуникационные и измерительные возможности |
Протоколы обмена между контроллером и верхним уровнем - ГОСТ Р МЭК 870-5-101 (по ЛВС - ГОСТ Р МЭК 870-5-104).
Контроллер ОМЬ-40 устанавливается в шкаф производства ООО "НПО "Мир" совместно с дополнительным оборудованием (рисунок 6).
Основные функции, выполняемые данным устройством:
- защита измерительной информации и метрологических характеристик АИИС КУЭ от несанкционированного доступа или изменения;
- защита канала передачи данных от импульсных помех;
- обеспечение бесперебойного питания (есть специальный отсек для установки необслуживаемого аккумулятора);
- преобразование интерфейса передачи данных;
- климат-контроль и защита оборудования от пыли и влаги.
|
Рис.6 Контроллер ОМЬ-40 |
В шкафу объединяются отдельные компоненты АИИС КУЭ: мультиплексоры, преобразователи интерфейсов, средства связи, устройства синхронизации системного времени, оборудование для резервного питания и обогрева) в функционально законченный модуль. Состав и назначение шкафа может изменяться в широких пределах и определяться требованиями к конкретной АИИС КУЭ. В шкаф устанавливается необслуживаемый аккумулятор емкостью до 30 А/час, работающий в буферном режиме и обеспечивающий бесперебойную работу контроллера и средств связи при пропадании питания на время от 2 до 4 часов (с сохранением возможности передачи данных по радиоканалу). Срок службы используемых аккумуляторов - не менее 5 лет.
Устройство сбора и передачи данных МИР УСПД-01
Устройство сбора и передачи данных МИР УСПД-01 для построения АИИС КУЭ, полностью удовлетворяет современным требованиям к устройствам такого класса. Устройство сбора и передачи данных МИР УСПД-01 позволяет проектировать и внедрять системы коммерческого и технического учета любого уровня сложности. УСПД разрабатывалось с учетом "Технических требований переходного периода к системам коммерческого учета электроэнергии субъекта оптового рынка электроэнергии (рисунок 7).
МИР УСПД-01 предназначено для выполнения в автоматическом режиме следующих функций:
- сбор информации со счетчиков электрической энергии и интеллектуальных датчиков по цифровым интерфейсам RS-232, RS-485;
- сбор информации со счетчиков электрической энергии, оснащенных импульсными телеметрическими выходами;
- обмен данными по интерфейсам RS-232, RS-485,Ethernet 10BASE-T;
- обработка принятой информации в соответствии с заданной конфигурацией параметров УСПД и передача обработанной информации в центр сбора;
- автоматическая корректировка текущего времени и календарных данных счетчиков электроэнергии, имеющих цифровой интерфейс;
- самодиагностика.
|
Рис.7 Устройство сбора и передачи данных МИР УСПД-01 |
Максимальная информационная емкость по интерфейсам:
- 24 канала дискретного ввода (ТИИ);
- 8 интерфейсов RS-485/RS-232;
- 2 интерфейса RS-232;
- 1 интерфейс Ethernet 10BASE-T.
Питание УСПД может осуществляться:
- от сети переменного тока частотой 50?1 Гц и напряжением от 127 до 250 В;
- от сети постоянного тока напряжением от 180 до 250 В;
- от резервного источника питания номинальным напряжением 12,0 + 1,2 В в случае пропадания напряжения питающей сети переменного тока или напряжения питающей сети постоянного тока.
Мощность, потребляемая УСПД:
- от питающей сети переменного тока - не более 50 ВА;
- от питающей сети постоянного тока - не более 50 Вт.
В УСПД предусмотрена возможность защиты от несанкционированного доступа с помощью:
- пломбирования;
- контроля открывания крышки клеммного отсека;
- установки замка;
- системы паролей и различных уровней доступа к информации, получаемой с УСПД и перепрограммирования программного обеспечения.
Характеристики надежности УСПД:
- среднее время наработки на отказ, не менее - 82500 ч;
- средний срок службы, не менее 24 лет;
- межповерочный интервал, не менее 6 лет.
Параметрирование УСПД может осуществляться с компьютера через интерфейс RS-232, оптопорт или через встроенную клавиатуру и табло.
Параметрирование УСПД под конкретную схему учета электроэнергии энергообъекта обеспечивает:
- ввод расчетных коэффициентов измерительных каналов (коэффициенты трансформации измерительных трансформаторов тока и напряжения);
- формирование в группы измерительных каналов учета электроэнергии для расчета суммарных значений электроэнергии по группам;
- установку интервалов опроса электросчетчиков с цифровым выходом;
- установку временных интервалов для обработки информации, принимаемой от электросчетчиков с импульсными выходами (вычисление усредненных получасовых значений мощностей, формирование суточных графиков);
- установка текущих значений времени и даты.
Встроенные архивы УСПД обеспечивают хранение:
- суточных графиков нагрузки средних тридцатиминутных мощностей по каждому каналу - не менее 35 сут.;
- суточных графиков нагрузки средних тридцатиминутных мощностей по каждой группе - не менее 3-х месяцев;
- расход электроэнергии за месяц по каждому каналу - не менее 18 месяцев, по группам - не менее 3-х лет.
Хранение архивов данных производится в энергонезависимой памяти УСПД, максимальный срок хранения - 10 лет.
Степень защиты УСПД от доступа к опасным частям и от проникновения твердых тел и воды - не менее IP51 по ГОСТ 14254.
МИР УСПД-01 предназначено для работы при температуре окружающего воздуха от -40 до +55 °С.
С помощью внешнего модемного оборудования и радиостанций УСПД поддерживает обмен информацией по следующим каналам связи:
- полудуплексным радиоканалам;
- по физическим двухпроводным линиям связи;
- по выделенным или коммутируемым телефонным каналам.
При использовании дополнительного оборудования (аккумуляторный модуль, устройства связи, устройства синхронизации времени, обогрев и т.д.) МИР УСПД-01 может устанавливаться в шкаф производства ООО НПО "Мир" или стороннего производителя.
Измерительно-вычислительный комплекс (ИВК)
Измерительно-вычислительный комплекс (ИВК) (центр сбора информации (ЦСИ)) - решает задачи автоматического сбора, диагностики, автоматизированной обработки и хранения информации по учету электроэнергии, отсчет времени МИР РЧ-01, автоматизированного сбора и обработки информации по состоянию измерительно-вычислительного комплекса электроустановки (ИВКЭ) и информационно-измерительного комплекса точки учета (ИИК ТУ), контроля достоверности информации, а также обеспечения интерфейсов возможностью доступа к информации со стороны внешних систем.
В состав технических средств ИВК входят:
- сервер;
- оборудование связи;
- устройство синхронизации;
- специализированное программное
- обеспечение;
- общесистемное программное обеспечение.
Обеспечение единого времени в системе
Программное обеспечение НПО "Мир" имеет в своем составе модуль привязки к системе единого времени. Модуль устанавливается на сервере, от которого синхронизируются остальные элементы системы.
Радиочасы МИР РЧ-01 относятся к устройствам синхронизации времени и предназначены для выдачи данных о мировом времени, принимаемых со спутниковой навигационной системы - Global Positioning System (GPS) (рисунок 8). Конструктивно радиочасы представляют собой законченное изделие, состоящее из адаптера А520, прецизионного хронографа и входящей в его состав GPS-спутниковой антенны.
Адаптер А520 обеспечивает питание прецизионного хронографа и преобразование сигналов интерфейса RS-232 в сигналы интерфейса RS-485. Прецизионный хронограф осуществляет прием сигналов мирового времени со спутниковой системы GPS и выдачу данных в специальном формате по интерфейсу RS-232.
|
Рис.8 Радиочасы МИР РЧ-01 |
Каналы связи
Каналы связи между информационно-измерительным комплексом точки учета (ИИК ТУ) и измерительно-вычислительным комплексом электроустановки (ИВКЭ). Для связи на уровне "измерительный прибор - УСПД" предлагается на всех объектах использование прямого соединения по стандартному цифровому интерфейсу RS-485. Стандарт RS-485, определяющий двунаправленную полудуплексную передачу данных, является единственным стандартом EIA/TIA, допускающим множественные приемники и драйверы в шинных конфигурациях. Дифференциальная передача сигнала в системах на основе RS-485 обеспечивает надежную передачу данных в присутствии шумов, а дифференциальные входы их приемников, кроме того, могут подавлять значительные синфазные напряжения. Кроме использования интерфейса RS-485, в системе разработки НПО "Мир" возможно и применение каналов ИРПС (токовая петля 20 мА).
Каналы связи между измерительно-вычислительным комплексом электроустановки (ИВКЭ) и измерительно-вычислительным комплексом (ИВК)
Телефонные каналы связи (городские и ведомственные АТС)
При использовании выделенного телефонного канала в качестве устройств связи рекомендуется использовать модемы ZyXEL. Данный тип модемов хорошо зарекомендовал себя на отечественных каналах связи и практически обеспечивает скорость не менее 12 кбит/с.
Основные характеристики модема ZyXEL U-336:
- приспособленность к Российским линиям связи;
- максимальная надежность связи;
- защита от несанкционированного доступа с аппаратной проверкой паролей;
- работа по двухпроводной выделенной линии в синхронном и асинхронном режимах;
- регулировка уровня передачи на коммутируемой и выделенной линиях - от 27 дБм до 0 дБм;
- возможность дистанционного управления, встроенные средства диагностики качества связи.
При неудовлетворительном качестве каналов связи рекомендуется установка модемов AnCOM фирмы ООО "Аналитик ТелекомСистемы" г. Москва.
Модемы разработаны специально для отечественных телефонных линий. Они уверенно распознают вызывные и акустические сигналы тональной частоты, поступающие со стороны отечественных АТС,обладают высокой помехозащищенностью, расширенными допусками на воздействие дестабилизирующих факторов и уникальными возможностями по настройке на реальные каналы связи.
Модемы подключаются к компьютеру (контроллеру) по стыку RS-232 или RS-485 на стандартных скоростях 9600/4800/2400/1200/600/300/100 бит/с.
Модемы могут эксплуатироваться в непрерывном и необслуживаемом режимах, а также применяться на каналах связи с ограниченным спектром передаваемых частот. Разработаны варианты модемов, предназначенные для работы в различных климатических условиях: коммерческий вариант и индустриальный; введено программное управление режимами работы (двух- или четырехпроводное подключение, ограниченный или стандартный спектр частот); для каждого типа линии оптимизирована схема защиты от грозовых и статических разрядов. Выпускается широкая номенклатура модемов.
Сотовый канал связи
Специализированное ПО и оборудование разработки НПО "Мир" поддерживает работу по сотовым сетям связи. Стандарт GSM предусматривает возможность передачи данных между оконечным оборудованием со скоростью до 14400 бит/с.
Под "данными" подразумеваются: двоичные данные в произвольном формате, факсимильные сообщения и короткие сообщения в текстовом формате или в формате двоичных данных. Для высокоскоростной передачи данных посредством существующих GSM-сетей и была разработана GPRS(General Packet Radio Service - услуга пакетной передачи данных по радиоканалу). Необходимо отметить, что кроме повышения скорости (максимум составляет 171,2 кбит/с) новая система предполагает иную схему оплаты услуги передачи данных -при использовании GPRS расчеты производятся пропорционально объему переданной информации, а не времени, проведенному "on-line".
Радиоканал
Использование радиосвязи является наиболее распространенным техническим решением в проектах АИИС КУЭ НПО "Мир". Это наиболее приемлемое техническое решение для распределенных сетей при отсутствии каких-либо других систем связи и не требующее значительных капиталовложений.
В системах, разработанных НПО "Мир", применяется достаточно широкий спектр радиостанций:
- Motorola GM-340, GM-350;
- Vertex;
- Сигнал 201;
- Заря-АТ;
- Integra;
- MDS;
- ВЭБР.
Для организации радиосвязи НПО "Мир" производит специализированный радиомодем МР-02, работающий с указанными радиостанциями и позволяющий передавать информацию со скоростью 1200 - 4800 бит/с.
Радиостанция Integra имеет встроенный модем, позволяющий организовывать передачу данных со скоростями до 19200 бит/с.
Спутниковый канал связи
В случае, когда на энергообъекте отсутствует возможность организации перечисленных выше каналов связи НПО "Мир" использует спутниковую связь. В качестве оператора, предоставляющего услуги спутниковой связи на территории Российской Федерации, предлагается компания ЗАО "ГлобалТел" - эксклюзивный оператор глобальной мобильной и стационарной мультисервисной спутниковой системы связи "Globalstar" в России. С помощью 48 низкоорбитальных спутников система "Globalstar" обеспечивает покрытие практически всей поверхности Земного шара между 74 северной и южной широты. Из спутниковых модемов различных фирм производителей (QUALCOMM, ERICSSON, TELIT) в соотношении цена/качество оптимальным решением являются модемы НПО "Мекран". Абонентский терминал GSP1620x1 предназначен для передачи данных со скоростью 9,6 кбит/с (рисунок 9). Модем использует патентованную QUALCOMM технологию CDMA на базе группировки из 48-ми низкоорбитальных спутников системы Globalstar. Спутниковые модемы обеспечивают двухсторонний канал связи с наземным, морским или авиационным коммуникационным оборудованием.
|
Рис.9 Абонентский спутниковый терминал GSP1620x1. |
Вспомогательное оборудование
Сбор данных со счетчиков электрической энергии проходит по интерфейсу RS-485. Для соединения между собой счетчиков по интерфейсу RS-485 используются ответвители RS-485 М02.107.00.000 (в дальнейшем - ответвитель) и терминаторы RS-485 М02.107.00.000 (в дальнейшем - терминатор).
Терминатор предназначен для согласования линий связи интерфейса RS-485 (стандарт EIA), (рисунок 10). Ответвитель предназначен для подключения интеллектуальных датчиков (счетчиков) по интерфейсу RS-485 (рисунок 11).
Для предотвращения несанкционированного доступа к вторичным измерительным цепям и их пломбирования применяются коробки испытательные переходные (КИП). КИП обеспечивают закорачивание вторичных цепей измерительных трансформаторов тока, отключение токовых цепей и цепей напряжения в каждой фазе счетчиков при их замене, а также включение образцового счетчика для поверки без отключения нагрузки потребления.
|
|
Рис.10 Терминатор RS-485 |
Рис.11 Осветитель RS-485 |
Программное обеспечение
Программное обеспечение СТМ "ОМЬ" является комплексом клиентских и серверных приложений, основанных на технологии OPC (OLE for Process Control - технология OLE для промышленной автоматизации).
Данная технология основана на модели распределенных компонентов Microsoft СОМ/DCOM и устанавливает определенные требования для этих клиентских и серверных приложений. Технология предназначена для обеспечения универсального механизма обмена между источниками данных и потребителями данных. Только обладая соответствующими правами и паролями можно внести изменения в настройку канала, но не изменить саму коммерческую информацию. В укрупненном виде структура программного обеспечения системы (рисунок 12) состоит из ОРС-сервера ИВК, ОРС-клиента для архивирования данных и организации виртуального канала связи на следующий уровень АИИС КУЭ (OPC-сбор), сервера приложений и программ автоматизированных рабочих мест. Каждый такой модуль имеет пароли для запуска и изменения конфигурации. Обмен с базами данных верхнего уровня осуществляется через сервер приложений ИВК.
Рис. 12 Структура программного обеспечения системы
ОРС-сервер ИВК скрывает от приложений - пользователей особенности получения информации с УСПД. Основная функция ОРС-сервера - предоставление приложениям-пользователям ОРС-интерфейса для получения оперативных данных с УСПД и данных о состоянии аппаратуры и линий связи.
Основная функция ОРС-клиентов - архивирование информации в базу данных (по каждой точке учета). Сервер приложений предназначен для обработкипервичных данных АИИС КУЭ, формирования данныхпо группам учета и предоставления приложениям-пользователям доступа к данным через удобные интерфейсы. Сервер приложений отрабатывает сигналы запросов верхних уровней иерархии к нижним уровням. Подробная структура ПО представлена на рисунке 13.
Рис. 13 Структура программного обеспечения АИИС КУЭ
В качестве операционной системы серверов АИИС КУЭ и автоматизированного рабочего места (АРМ) используется стандартная операционная система - Windows NT/2000/XP. В качестве сервера базы данных используется Microsoft SQL Server 2000.
Программы АРМ ориентированы на пользователя соответствующего рабочего места. Различные АРМ получают данные через различные интерфейсы сервера приложений (ОРС-интерфейсы, SQL-запросы, сохраненные процедуры и др.).
При правильно спроектированной телекоммуникационной сети АРМ пользователей АИИС КУЭ могут быть организованы на различных уровнях иерархии.
При этом объем контролируемых данных, состав и количество параметров, механизмы расчетов могут произвольно настраиваться на пользователей различного уровня.
Функции программного обеспечения:
- непрерывный мониторинг текущей потребляемой мощности объекта и выдача сообщений о возможном превышении установленного лимита;
- контроль и учет энергопотребления по объекту;
- ведение архивов потребляемой мощности объекта и предприятия соответственно;
- автоматическое сохранение состояния системы при сбоях и перерывах электропитания и полное восстановление информации при его появлении;
- представление информации по энергопотреблению;
- подключение дополнительных точек учета;
- генерация и печать протоколов (форм отчетности).
На АРМ в оперативном режиме формируется совмещенный график нагрузки и определяется совмещенный максимум. С этих рабочих мест также доступна информация вплоть до отдельных точек учета объектов.
Параметрирование контроллера осуществляется с компьютера через интерфейс RS-232 или RS-485. В комплекте с контроллером предоставляется программное обеспечение ПО "Конфигуратор УСПД", позволяющий настраивать УСПД на конкретные каналы связи и режимы работы (рисунок 14).
Рис. 14 Конфигуратор контроллера ОМЬ-40
В настоящее время в рамках ПО АИИС КУЭ разработано и находится в эксплуатации следующее программное обеспечение для реализации АРМ: "МИР-УЧЕТ", "Расчетный центр", "Мониторинг". Эти и другие программы специального назначения могут быть легко сконфигурированы или разработаны под конкретного пользователя.
Программное обеспечение "Учет" предназначено для конфигурирования групп учета, отображения информации АИИС КУЭ на графиках, оперативного контроля потребляемой мощности (рисунок 15). Программа "МИР-УЧЕТ" подключается к серверу приложений и работает на основе данных, полученных с OPC-сервера.
Рис. 15 Программное обеспечение "МИР-УЧЕТ"
Группы потребителей создаются пользователем. Количество групп учета не ограничено. Для каждой группы могут быть заданы границы допустимой мощности.
Программное обеспечение "Расчетный центр" предназначено для формирования отчетных форм, рассылки отчетов по электронной почте, транспортировки отчетов в стандартные приложения. Программа работает на основе базы данных, сформированной сервером приложений (рисунок 16).
Рис. 16 Программное обеспечение "Расчетный центр"
Программное обеспечение "Мониторинг" предназначено для оперативного контроля присоединенных нагрузок в режиме реального времени (на основе данных по качеству электроэнергии, считываемых с многофункциональных счетчиков), (рисунок 17). Программа работает с оперативными данными, поставляемыми ОРС-сервером измерительно-вычислительного комплекса. ПО построено на базе SCADA-программ (редактор схем, протоколирование событий и аварий, просмотр исторических данных). ПО поставляется по отдельному требованию Заказчика.
Рис. 17 Программное обеспечение "Мониторинг"
Примеры реализованных проектов
Автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) "Томскнефть" ВНК.
АСКУЭ ОАО "Томскнефть" ВНК была спроектирована и внедрена в течение 2003 г. Данная система охватывает 12 энергообъектов класса напряжений 220/110 кВ, по которым проходит граница балансовой принадлежности с ОАО "Томскэнерго", 1 энергообъект - ОАО "Тюменьэнерго" и 1 - принадлежит НК ЮКОС (рисунок 18).
АСКУЭ разрабатывалось и внедрялось в соответствии с согласованными ЗАО "ЦДР ФОРЭМ", ОАО "Томскэнерго", ОАО "Тюменьэнерго" и ОДУ Сибири ТЗ и проектом.
Рис. 18 Географическое расположение энергообъектов.
Единственным техническим решением, которое решает проблему сбора информации с объектов, удаленных друг от друга на расстояния до 600 км, при почти полном отсутствии каких-либо каналов связи, является использование спутниковой космической связи. Из предлагаемых коммерческих систем подобного вида связи по соотношению цены, скорости передачи и возможности использования в любой момент времени выбор был остановлен на системе Глобал - Стар. Архитектура этой системы аналогична сотовой связи, стоимость абонентских терминалов около 1,5 тыс. долларов, стоимость 1 мин. при корпоративном тарифе - 0,66 центов. Практика эксплуатации системы, в случае сбора данных со всех объектов 1 раз всутки, показала, что ежемесячно за связь необходимо платить от 1,5 тыс. до 2 тыс. долларов.
В целом система была спроектирована и внедрена на основе счетчиков СЭТ4-ТМ02.2 (производства Нижегородского завода им. Фрунзе), контроллеров ОМЬ-40 (производства НПО "Мир") и программного обеспечения СТМ "ОМЬ". Передача коммерческой информации от системы в НК "ЮКОС" осуществленапо корпоративной ЛВС, в ОАО "Томскэнерго" и в ОАО "Тюменьэнерго" по коммутируемой телефонной линии. Система учета электроэнергии ОАО Томскнефть ВНК успешно прошла проверку (свидетельство 405/128 от 12 марта 2004 года, количество измерительных каналов 70). Структурная схема представлена на рисунке 19.
Рис. 19 Структурная схема АСКУЭ ОАО "Томскнефть"
Автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) ОАО "ТНК-Нижневартовск"
Постоянный рост цен за электроэнергию ставит перед нефтедобывающими компаниями задачу снижения энергоемкости своего производства и контроля за потреблением электроэнергии и мощности на каждом этапе технологического процесса нефтедобычи.
Примером успешной реализации данной задачи является внедрение на объектах энергоснабжения ОАО "ТНК-Нижневартовск" автоматизированной системы технического учета электроэнергии на базе системы "ОМЬ" (Госреестр 17547-98) разработки ООО НПО "Мир".
Кроме учета активной и реактивной электроэнергии на всех объектах и на всех точках технического учета перед коллективом разработчиков НПО "МИР" энергетиками ОАО "ТНК-Нижневартовск" была поставлена задача контроля основных параметров качества электроэнергии:
- мгновенные значения тока по 3-м фазам;
- мгновенные значения напряжения по 3-м фазам;
- мгновенные значения мощности по 3-м фазам;
- значения косинуса;
- коэффициент гармоник;
- частота сети.
Для решения этих задач на нижнем уровне системы были применены многофункциональные цифровые счетчики СЭТ4-ТМ02.2, позволяющие получать все перечисленные выше параметры, и контроллеры ОМЬ-40 производства НПО "Мир", собирающие данную информацию с дискретностью - 5 минут.
Структура системы является многоуровневой иерархической (рисунок 20):
1-й уровень - счетчики СЭТ4-ТМ02.2;
2-й уровень - устройства сбора и передачи данных МИР УСПД-01 на основе контроллера ОМЬ-40 производства НПО "МИР";
3-й уровень - контроллеры - ретрансляторы (собирающие учетные данные и параметры качества электроэнергии с УСПД уровня объектов) на основе контроллера ОМЬ-40;
4-й уровень - сервер сбора и автоматизированные рабочие места пользователей.
Контроллер ОМЬ-40 (на уровне энергообъектов)собирает данные по учету и качеству электроэнергиисо счетчиков (по интерфейсу RS-485) и по запросу передает эти данные в центральное УСПД. В качествеканала связи используется радиоканал, образованный с использованием радиостанций Motorola GM-340 и радиомодемов МР-01 разработки НПО "Мир" (скорость передачи данных 1200 - 4800 бит/с) или выделенная телефонная линия.
Контроллеры-ретрансляторы (контроллер ОМЬ-40), расположенные в структурных подразделениях ОАО "ТНК-Нижневартовск", также по запросу передают данные на сервер сбора системы по основному и резервному каналу. В качестве основного используется корпоративная ЛВС, резервный - телефонная коммутируемая линия.
На сервере сбора системы установлен комплекс программных средств разработки НПО "Мир" для решения поставленных задач учета электроэнергии и контроля параметров качества. Для синхронизации времени в системы к серверу сбора подключен приемник GPS МИР РЧ-01.
Автоматизированные рабочие места пользователей, установленные у всех ведущих энергетиков ЦДНГ и в ОГЭ ОАО "ТНК-Нижневартовск", позволяют в режиме реального времени отслеживать текущие данные по потреблению электроэнергии на всех этапах процесса нефтедобычи, контролировать параметры качества и формировать различные отчетные формы и документы.
Система учета электроэнергии ОАО "ТНК-Нижневартовск" г. Нижневартовск успешно прошла поверку (свидетельство 405/001 от 11 июня 2003 года, количество измерительных каналов 112).
Рис. 20 Структурная схема АСКУЭ ОАО "ТНК - Нижневартовск"
|