Шитяков Р.А.

Дистанционный учет потребления электроэнергии в бытовом секторе сельского населения

Р.А. Шитяков

Вологодский государственный технический университет

Россия, г. Вологда

Современные АСКУЭ (автоматизированные системы коммерческого учета электроэнергии) должны создаваться на основе: стандартизации форматов и протоколов передачи данных; обеспечения дискретности учета, сбора и передачи данных коммерческого учета, необходимой для эффективного функционирования конкурентного розничного рынка электроэнергии; обеспечения расчета фактических и допустимых небалансов электроэнергии в электрических сетях, локализации небалансов и принятия мер по их снижению; взаимной увязки со средствами АСДУ, АСУ ТП и противоаварийной автоматики.

Основные принципы создания и развития АСКУЭ:

- формирование  должно проходить  в направлении создания по иерархическому принципу территориально распределенной системы с централизованным управлением и информационно-вычислительным комплексом в электросетевом хозяйстве;

- АСКУЭ подстанции должна обеспечивать автоматизацию учета электроэнергии на всех отходящих присоединениях, а также расчет баланса электроэнергии по уровням напряжения подстанции, распределительного пункта и сети в целом;

- АСКУЭ должна быть внесена в Государственный реестр технических средств измерений как единичное средство измерений.

Стратегическая цель - изменить тенденцию роста потерь электроэнергии и снизить суммарные потери в сетях всех напряжений к 2015 году до уровня 10%, в том числе, к 2010 году - до 13,0%.

Цель может быть достигнута в результате внедрения мероприятий:

- оптимизация режимов сетей и совершенствование их эксплуатации;

- ввод в работу энергосберегающего оборудования;

- совершенствование расчетного и технического учета, метрологическое обеспечение измерений электроэнергии;

- выявление, предотвращение и снижение хищений электроэнергии;

- совершенствование организации работ, стимулирование снижения потерь электроэнергии, повышение квалификации персонала, контроль эффективности его деятельности.

Особое значение для розничного рынка электроэнергии и для снижения потерь электроэнергии в электрических сетях имеет исключение самообслуживания (самосписания показаний) счетчиков электроэнергии бытовыми потребителями. Для этого во всем мире ведутся разработки АСКУЭ бытовых потребителей с передачей данных от счетчиков электроэнергии по силовой сети 0,4 кВ или по радиоканалам в центры сбора данных.

Использование такой системы рассмотрено на примере объектов сельской местности, получающих электропитание по ВЛ-0,4 кВ на базе комплекса измерительного программно-технических средств учета электроэнергии NU-05 IMS.

SMART Integrated Metering System (в дальнейшем «SIMS») – фирмы «Матрица», Московская область - это современная автоматизированная система учета районного масштаба, которая позволяет вести непрерывный дистанционный учет потребления электроэнергии в бытовом секторе. Система также осуществляет: автоматический сбор данных в реальном времени, позволяет проводить дистанционную диагностику приборов учета, обеспечивает базу данных для аналитики и биллинга без дополнительных трудозатрат и расходов на содержание штата контролеров, возможность учета с использованием до 8-ми тарифных зон.

Аналитический метод выявления хищений и потерь, контроль технического состояния распределительных сетей и приборов учета, выявление аварий и других нарушений, составление баланса от подъездного до пофидерного. В программу встроен мощный математический модуль, позволяющий интерационно выявлять проблемные точки сети. Потери снижаются до исключительно технологических величин.

Высоконадежная защита от хищений. Все методы воровства, применимые к индукционным счетчикам (отмотка, торможение диска) здесь неприменимы принципиально. Благодаря сбору данных в реальном времени и их анализу система решает проблему воровства, не связанного с приборами учета (несанкционированное подключение, наброски).

Управление потреблением электроэнергии на уровне отдельного потребителя (дистанционное отключение-подключение, ограничение потребления). Отключение - эффективный способ воздействия на должников, опять же без дополнительных трудозатрат и расходов. Контроль максимального потребления (в случае введения абонентской платы по заявленной мощности).

Функция защитного отключения. Счетчики автоматически отключается от сети в случае превышения максимального тока при коротком замыкании ноль - фаза, а также при разном токе в нулевом и фазном проводах, что происходит при замыкании фазы на землю. Таким образом, счетчики совмещают в себе и функции УЗО (устройство защитного отключения).

Центр обеспечивает решение следующих задач: накопление и хранение данных: по потреблению электроэнергии в каждой точке учёта; по аварийным состояниям сети потребления; по действиям потребителя, ведущим к нарушению оговоренного режима потребления; управление потреблением, обеспечение связи с внешними мастер-системами.

Монтаж маршрутизатора рекомендуется выполнять в силовом щите в РУ 0.4 кВ КТП. Подключение маршрутизатора осуществляется к секциям ПС: GSM модем встроен в маршрутизатор; при монтаже маршрутизатора необходимо обеспечить устойчивую GSM связь. Обмен данными между маршрутизатором и счетчиками производится по силовой сети 0,4кВ, рисунок 1.

Рисунок 1. Схема построения системы

На «нижнем» уровне располагаются счетчики и удалённые дисплеи. Трёхфазные счетчики могут использоваться также для контроля баланса на заданных участках электросети.

Счётчики обмениваются данными со «средним» уровнем, на котором находится маршрутизатор, выполняющий коммуникационные функции. Также, через маршрутизатор, счётчики передают в одностороннем порядке информацию на удалённые дисплеи. Маршрутизатор осуществляет сбор и временное, до двух суток, хранение данных.

Физически, обмен между маршрутизатором и счётчиками осуществляется по электропроводке 0.4 кВ. Маршрутизатор, как правило, устанавливается на трансформаторной подстанции и подключается к системе вторичных шин силовых трансформаторов.

Маршрутизатор поддерживает двухстороннюю связь с Центром, с использованием следующих каналов связи: GSM; MV-магистрали, физической средой которой являются линии электропередачи 6/10, 6/20 кВ; магистрали Ethernet;

В Центре осуществляется сбор и долговременное хранение данных. На основе полученной информации решается весь комплекс задач, необходимый для создания современной биллинговой системы.

Технико-экономическое обоснование.

Количество однофазных абонентов - 1109 (1091 ф.л. + 18ю.л.); количество трехфазных абонентов- 76 (31ф.л. + 45ю.л.);

Среднесуточное потребление: Физические лица 6698,9 кВт∙ч; юридические лица 23043,6 кВт∙ч

Тарифы: для населения 0,92 руб без учета НДС; для юридических лиц 1,06 руб без учета НДС;

Зарплата сотрудников отдела АИИСКУЭ: начальник отдела: 15100 руб; инженер:11500 р.

Среднемесячная зарплата контролера с начислениями: 7153 руб. Норма выработки контролера: 1600 абонентов. Затраты на отключение и подключения абонента: 51,68 руб. Количество точек учета: 1185 шт.

Количество отключений за неоплату в год: 110

Расчет затрат на внедрение АИИСКУЭ Smart IMS:

Общие затраты на оборудование и монтаж составили: 2716097,77+30% = 3530927,1  руб.  Затраты на зарплату сотрудников отдела АИИСКУЭ: (15100+11500)х12=319200 руб. Суммарные затраты составляют: 3850127,1 руб/год.

Расчет снижения затрат после внедрения АИИСКУ Smart IMS.

За счет снижения потерь. Потери снизятся до значения технических потерь (4%), т.е. на 11, 92%, физические лица  6698,9х30х12х0,1192х0,92=264466,1 руб/год, юридические лица 23043,6х30х12х0,1192х1,06=1048177,78 руб/год. Суммарное снижение затрат за счет потерь: 1312643,9  руб/год. Снижение затрат на снятие показаний и отключения должников: учитываемая зарплата контролера 7153*12 = 85836 руб/год, при отключении за неоплату 110х51,68 = 5684,8 руб/год.

Суммарная экономия средств при внедрении счетчиков "SMART IMS" составляет: 1404164,7 руб/год. Срок окупаемости 2,7 года (3850127,1: 1404164,7).

Список литературы

1. Макаров Е.Ф. Резервы снижения потерь электроэнергии в распределительных сетях Мосэнерго. – Электрические станции, 1997, №3.

2. Сапронов А.А., Никуличев А.Ю., Зайцев А.А. Об автоматизированной системе контроля и учета электроснабжения однофазных энергопотребителей 0,4 кВ. – Энергетик, 2003, №10.

ОБ АВТОРАХ

Шитяков Руслан Александрович, магистрант группы ИВТ-21/м, каф. УиВС ВоГТУ, диплом бакалавра по направлению «Информатика и вычислительная техника»(ВоГТУ 2011).

email: urbanicum@yandex.ru