на главную 
Донецкий Национальный Технический Университет
 
Факультет "Компьютерные информационные технологии и автоматика"
 
Кафедра АТ
 
Автор: Дьяченко Дмитрий Анатольевич
 
Название:
 
"Разработка автоматизированной системы количественного и качественного учета электроэнергии"
 
 
Специальность:
 
Компьютеризированные системы управления и автоматика:
 
 
Категория: Автореферат магистерской выпускной работы
 
Руководитель: Турупалов В.В.
 
Донецк, 2003 г.

Для решения комплекса задач учета энергоресурсов на комбинате "Азовсталь" было проведено обследование состояния этой области. В настоящий момент установлена и эксплуатируется система учета потребления электроэнергии "САУКЭ", ориентированная на ведение учета только одного энергоресурса.
Наряду с несомненной полезностью, основной и очень существенный недостаток существующей системы в невозможности ее эксплуатации для коммерческого учета потребления электроэнергии. Причины этого следующие:
- отсутствие возможности подключения резервного питания (от аккумуляторных батарей) для обеспечения непрерывной работы системы при пропадании основного питания. (это непременное условие для проведения метрологической аттестации и последующей организации коммерческого учета);
- малое время наработки на отказ и значительное время на поиск и устранение неисправностей, так как система выполнена на устаревшей элементной базе.

Кроме этого, в свете включения в общую систему учета энергоресурсов "САУКЭ" присущи следующие недостатки:
- отсутствие возможности наращивания мощности "САУКЭ" без аппаратных изменений в уже работающей части;
- невозможность оперативных изменений уставок и настроек "САУКЭ" (лимиты, коэффициенты пересчета и т. д.) при добавлении точек учета, ежемесячном изменении лимитов и замене электрооборудования;
- отсутствие возможности передачи полученной информации по сетям связи;
- невозможность использования для решения задачи учета качества электроэнергии;
- невозможность использования аппаратуры для ведения учета других энергоресурсов (газ, вода и т. д.).
- интерфейс с оператором, не позволяющий оперативно представлять информацию в удобном для восприятия и обработки виде (графическом, цифровом, табличном).

Из-за указанных выше недостатков возникает необходимость замены "САУКЭ" на более мощную, интегрированную, автоматическую систему учета потребления электроэнергии, базирующуюся на современной элементной базе и применяющую современную компьютерную технологию обработки информации.

Создаваемая система способна вести количественный учет электроэнергии, однако значительное место занимают также вопросы, связанные с дальнейшим развитием и расширением функциональных возможностей системы - ведение учета качества электроэнергии, автоматизация деятельности диспетчеров электроснабжения, которая значительно упрощает контроль энергоресурсов, интегрированный учет других видов энергоресурсов является значительным преймуществом пред аналогичными системами, построение системы электронного документооборота на основе единой вычислительной сети.

Комплекс средств, составляющих систему, реализован на базе современных программно-аппаратных решений, обеспечивающих надежное ее функционирование. В соответствии с решаемыми задачами, имеет иерархическую многоуровневую структуру.
Определяются следующие уровни иерархии:

I уровень. Уровень подстанций
На электрических подстанциях устанавливаются первичные устройства сбора информации (блоки УСИ), выполняющие следующие функции:
- сбор, первичная обработка поступающей с подстанции учетной и оперативной информации об электропотреблении и ее сохранение;
- передача учетной и оперативной информации на II уровень системы;
- передача данных самодиагностики на верхние уровни иерархии.
Блоки УСИ должны быть скомпонованы в запираемый монтажный шкаф, защищенный от воздействия окружающей среды, предусматривающий его опломбирование

II уровень. Уровень сбора
Размещенные на подстанциях УСИ подключаются к технологическщму серверу предприятия, обеспечивающий сбор (концентрацию) учетной информации от УСИ, ее сохранение в базах данных и передачу на следующий уровень иерархии.
На базе информации формируемой сервером предприятия впоследствии могут быть организованы рабочие места энергодиспетчеров соответствующих подразделений.
АРМ диспетчера предприятия обеспечит:
- накопление, обработку и докуметирование информации по всем точкам учета подразделений;
- оперативный контроль параметров электропотребления во всех точках учета, формирование краткосрочных прогнозов и выдача предупреждений о возможном превышении лимитов;
- ведение архивов учетной информации;
- просмотр диагностической информации;
- изменение конфигурации, в т. ч. структуры потребления электроэнергии, лимитов, аварийной брони, тарифов и тарифных интервалов;
- разграничение прав доступа к системе и ее отдельным функциям.

Технологический сервер предприятия, при дальнейшем развитии, может быть использован (после соответствующего обновления аппаратной и программной базы) одновременно в качестве файл-сервера локальных сетей подразделений и/или почтовых серверов, сервер комплекса телемеханики. При такой реструктуризации рабочее место энергодиспетчера должно быть перенесено на отдельный компьютер, входящий в состав локальной сети предприятия.

III уровень. Уровень управления
К серверу предприятия могут подключаются рабочие станции, на которых организуются рабочие места энергодиспетчера энергомеханической службы. АРМ энергодиспетчера предприятия ориентирован на обеспечение контроля и диспетчерского управления электропотреблением.
АРМ обеспечивает:
- снятие информации с технологического сервера предприятия;
- обработку и документирование информации по предприятию в целом и отдельным подразделениям;
- формирование, просмотр и печать отчетов о потреблении электроэнергии;
- краткосрочное прогнозирование, контроль за соблюдением лимитов;
- ведение архивов учетной информации;
- разграничение прав доступа к системе и ее отдельным функциям.

1) Средства телекоммуникаций должны обеспечить надежную достоверную своевременную передачу информации между уровнями системы.
2) Для обеспечения связи между подстанциями и технологическим сервером должны использоваться физические линии или радиоканал для удаленных подстанций.
3) Выделенные телефонные каналы связи должны иметь полосу пропускания 300 - 3400 Гц и соответствовать действующим нормативным документам Минсвязи.
4) Численность и режим работы оперативного и ремонтного персонала системы устанавливается на основании действующих нормативов исходя из структуры подразделений, обеспечивающих контроль и учет энергопотребления и эксплуатацию комплекса.

Характеристика комплекса задач
В подсистеме решается определенный комплекс задач по предоставлению данных о количестве и качестве потребляемой предприятием электроэнергии для их анализа и контpоля, обеспечению учета электроэнергии для последующих расчетов по их фактическому потреблению с энергопоставляющими организациями и внутренними потребителями, обеспечению за счет точного учета, оперативного и долговременного контроля экономию оплаты за электроэнергию. Также подсистема автоматизирует деятельность диспетчеров электроснабжения, ведет базы данных схем электрических подстанций, схем электроснабжения и опорных схем линий электропередач, сбор статистических данных об отказах оборудования в электросети.

Рабочие места диспетчеров могут интегрироваться в подсистему автоматизированного управления основной деятельностью предприятия посредством включения компьютеров в локальные вычислительные сети и/или с помощью модемов и телефонных каналов в вычислительную сеть предприятия. В рамках этих сетей возникает возможность организации автоматизированного безбумажного документооборота путем использования системы электронной почты.

Выводы

Результатом внедрения и использования данной автоматизированной системы учета потребления электроэнергии является экономия денежных средств, затрачиваемых на оплату потребляемой электроэнергии, установка которой полностью окупается через год, увеличение межремонтных сроков эксплуатации электрооборудования, поднятие эффективности принимаемых в стандартных и нештатных ситуациях диспетчерами цеха сетей и подстанций решений, повышение безопасности при работе с электрооборудованием, получение статистистических данных о работе электрической сети с целью последующей организации прогнозирования отказов оборудования и оптимизации планово-предупредительного ремонта.
А также значительные преймущества данной системы в дальнейшем развитии и расширении функциональных возможностей - ведение учета качества электроэнергии, автоматизация деятельности диспетчеров электроснабжения, интегрированный учет других видов энергоресурсов.

Литература

1. Автоматизация электроэнергетических систем. Под ред. Морозкина В.П., 1994 г.
2. Аминов Р.З. Оптимизация режимов работы электростанций, 1994 г.
3. Степанов Ю.А. Оптимизация измерительного комплекса учета электрической энергии, 1998 г.
4. Трубицин В.И. Надежность электростанций, 1997 г.
5. Черноборов Н.В. Защита энергетических систем. (Справочник), 1998 г.
6. Перенапряжения в электрических системах и защита от них / В. В. Базуткин, К. П. Кадомская, М. В. Костенко, Ю. А. Михайлов. - Санкт-Петербург: Энергоатомиздат, 1995.

Портал магистров На главную Написать письмо