1.3. Автоматизация контроля и учета электроэнергии

Исследование режимов электропотребления НГДП показывает, что в нефтедобыче можно управлять этими режимами и, таким образом, опти­мизировать параметры электропотребления. А ввиду того, что оптималь­ное регулирование электропотребления тесно связано с его учетом и управлением, появляется возможность оптимизировать плату за электро­энергию.

В условиях государственного централизованного планирования элек­тропотребления баланс экономических интересов производителей и потре­бителей электроэнергии сводился на уровне государственных планов, при этом потребитель должен был получать запланированное количество де­шевой электроэнергии в удобное для него время. Поэтому основное назна­чение электроэнергетической отрасли состояло в надежном, бесперебой­ном электроснабжении потребителей в запланированных объемах. Для достижения этой цели осуществлялось управление процессом производст­ва, передачи и распределения электроэнергии. Нагрузка регулировалась методом прямого управления - по требованию правительственных органов и энергокомпаний. В этих условиях электрическая энергия рассматрива­лась, прежде всего, как физическая субстанция, поэтому первоочередным (и единственно необходимым) средством управления энергопотребления являлась автоматизированная система диспетчерского управления (АСДУ), выполняющая роль регулятора потоков электрической энергии в процессе ее производства, передачи и распределения.

Потребность в учете больших потоков электроэнергии при ее экспор­те и при перетоках между энергосистемами, объединенными энергетиче­скими системами и в масштабах Единой энергетической системы обусло­вила необходимость создания локальных автоматизированных систем из­мерения (контроля) электроэнергии (АСИЭ).

Для балансирования интересов поставщиков и потребителей на рынке электроэнергии должна применяться автоматизированная система коммер­ческого учета энергопотребления, в состав которой в качестве подсистем входят АСИЭ и АСДУ. АСКУЭ позволяет контролировать расход энер­гии, выявить и сократить потери, зарегистрироваться в качестве потреби­теля на оптовом рынке электроэнергии и, как следствие, стать его полно­правным участником. Данные, получаемые от АСКУЭ, обрабатывают на предприятиях-потребителях и на предприятиях-поставщиках электроэнер­гии всех уровней (электростанциях, электрических сетях, энергосистемах, объединенных диспетчерских управлениях и т.д.), поэтому система АСКУЭ характеризуются большим числом составляющих элементов и контролируемых показателей, широким диапазоном скорости протекания процессов и относятся к сложным технико-эргастическим объектам. АСКУЭ имеет развитую интегрированную многоуровневую структуру и представляет собой сочетание средств контрольно-измерительной и вы­числительной техники, коммуникаций и программного обеспечения.

Развитие коммерческого учета энергии в России началось позже, чем в Западной Европе и США, поэтому основой для создания АСКУЭ явилось импортное оборудование и программное обеспечение. Среди наиболее из­вестных фирм, работающих в России можно назвать ЬапсИз&Суг - 81етепз (США - Германия), АВВ (Швейцария), Оепега1 Е1ее1пе (США), 18ККАЕМЕСО+ (Словения). Альтернативой импортным счетчикам и уст­ройствам сбора и передачи данных являются приборы отечественных за­водов (завод им. М.В.Фрунзе, г. Нижний Новгород; 000"Энергомер", г. Ставрополь, а также предприятия Владимира, Москвы, Пензы).

Технические средства АСКУЭ объектов нефтедобычи включают: счетчики электроэнергии, имеющие числоимпульсные и (или) цифровые интерфейсы; устройства (контроллеры) сбора и передачи данных (УСПД); средства передачи информации в центры сбора по каналам связи (моде­мы); средства вычислительной техники (при необходимости).

В настоящее время заводы и предприятия Российской Федерации производят широкую гамму трехфазных электронных и микропроцессор­ных электросчетчиков (индукционные и однофазные электросчетчики, а также электросчетчики класса хуже 1 здесь не рассматриваются), позво­ляющих их использовать в системах АСКУЭ.

Основными изготовителями являются концерн «Энергомера» (г.Ставрополь), который выпускает электронные электросчетчики актив­ной электроэнергии в одном и двух направлениях класса 0,2 (ЦЭ6808В), класса 0,5 (ЦЭ6805В), класса 1 (Ф68700В) и микропроцессорные ЦЭ6822, ЦЕ6823, ЦЭ6850 класса 0,5 и 1. Электронные электросчетчики имеют чис- лоимпульсный, а микропроцессорные - еще и цифровой интерфейс. СП АББ-ВЭИ «Метроника» (г.Москва) выпускает многофункциональные мик­ропроцессорные электросчетчики серии АЛЬФА, А2, АЛЬФА Плюс, Ев- роАльфа кл. 0.28, 0.58, 1. Все они имеют числоимпульсный и цифровые (ИРПС, К.8-232, К.8-485) интерфейсы. Нижегородский завод им. Фрунзе производит электронные электросчетчики ПСЧ-4ПА, ПСЧ-4-1 класса 0,5 с числоимпульсным интерфейсом и микропроцессорные электросчетчики ПСЧ-4ТА, СЭТ-4ТМ класса 0.5 с числоимпульсным и цифровым интер­фейсом (К8-485).

Все выпускаемые микропроцессорные электросчетчики имеют встро­енные часы и память для хранения графика мощности и других парамет­ров, позволяют вести многотарифный учет. Последние их модификации имеют возможность контролировать показатели качества электроэнергии.

К функциональным недостаткам микропроцессорных электросчетчи­ков следует отнести отсутствие унификации протоколов обмена и состава измеряемых параметров. Кроме того, производители микропроцессорных электросчетчиков излишне увлечены многофункциональностью, в т.ч. многотарифностью. При этом набор параметров, за который приходится платить пользователям, оказывается, зачастую избыточен.

Устройствами, специализированными для целей АСКУЭ, являются микропроцессорные контроллеры - УСПД, предназначенные для сбора информации от электросчетчиков, обработки, хранения и передачи данных по каналам связи в центры сбора и обработки информации. Требования к ним определены отраслевым документом «Типовые технические требова­ния к средствам автоматизации, контроля и учета электроэнергии и мощ­ности для АСКУЭ энергосистем», утвержденным РАО «ЕЭС России» в 1994г., а также последним Положением об организации коммерческого учета электроэнергии и мощности на оптовом рынке (октябрь 2001г.)

Производители УСПД поставляют также программно-технические средства для сбора и обработки информации, как на самом объекте, так и на вышестоящем уровне управления, которые образуют программно- технические комплексы (ПТК) АСКУЭ.

Из современных российских ПТК АСКУЭ наибольшее распростране­ние в энергосистемах получили: ПТК «ТОК-С» (АОЗТ «АМРИТА», г. Пенза) - энергосистемы Средней Волги, Урала, Центра; КТС «ЭНЕРГИЯ» (НТП «Энергоконтроль» г. Заречный, Пензенская обл.).

Из импортных УСПД, усилиями ЦДУ ЕЭС на многих межсистемных подстанциях ОЭС Северо-Запада и Урала установлены УСПД «МЕГАДАТ А» производства Венгерской фирмы Ганц-Шлюмберже.

Имеются системы АСКУЭ с прямым (без УСПД) сбром информации от микропроцессорных электросчетчиков, такие как «Альфа МЕТ» с муль­типлексором МПР-16-2М («Метроника»), «Тариф-Микро» с контроллером связи КСИ-1 (Нижегородский завод им.Фрунзе), программный комплекс Нижневартовских электрических сетей (г. Нижневартовск), «АСЭлектро-энергия» Ноябрьского УМН («ЭМК-Инжиниринг»),

Одним их узловых элементов АСКУЭ является связь между уровнями системы. При этом большое значение имеет расстояние, на которое пере­дается информация. По мнению проектировщиков систем АСКУЭ, главной проблемой развития АСКУЭ на сегодня является обеспечение надежной неискажаемой системы доставки информации от пунктов измерения к цен­тральному вычислительному устройству и автоматизированным местам (АРМ). Сегодня существуют различные подходы к реализации системы передачи данных. Рассматриваются как наземные, так и спутниковые ка­налы передачи данных. Наиболее качественные системы передачи инфор­мации (например, спутниковые) требуют значительных капиталовложе­ний. Наиболее надежные - "выделенные" каналы, которые очень дороги и выделяются на постоянной основе. Местные телефонные линии ненадеж­ны и не обеспечивают должного качества передачи информации. Энерге­тики уже давно используют линии электропередачи для подачи по низко­частотному диапазону голосовых сообщений и телеметрии, однако боль­шинство используемых схем и оборудование не позволяют обеспечить по силовым линиям надежную связь для передачи данных с устройств сбора и обмен информации по АСКУЭ.

Для объединения счетчиков в систему учета применяются программ­но-технические комплексы, включающие в себя различные серверы систе­мы и автоматизированные рабочие места (АРМ). В настоящее время на российском рынке АСКУЭ действуют многочисленные разработчики про­граммного обеспечения АСКУЭ для 1ВМ-совместимых рабочих станций, серверов, операционных систем, систем управления базами данных.