CC BY
44УДК 621.311
ПРИМЕНЕНИЕ АСКУЭ КАК СОВРЕМЕННОГО СПОСОБА УЧЕТА
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Абдылдаев Рысбек Нурмаматович, к.т.н., доцент кафедры «Электрооборудование и теплоэнергетика»; Абдуллаева Алмагул Темирбековна, доцент кафедры «Электроснабжение»; Дуйшобаев Адилет, магистрант кафедры «Электроснабжение»; Жолдошбаев Нусуп, магистрант кафедры «Электрооборудование и теплоэнергетика»;
Ошский технологический университет (г.Ош Кыргызская Республика),
e-mail: [email protected] https://doi.org/10.5281/zenodo.7593665
Аннотация: В данной работе рассматриваются основные проблемы учета электроэнергии в распределительных сетях, пути решения этих проблем, направления развития от традиционных систем учета к современным интеллектуальным системам, внедрение «умных» сетей, таких как Smart Grid.
Ключевые слова: распределительная сеть, потери электроэнергии, учет электроэнергии, автоматизированная система контроля и учета электроэнергии, «умная сеть».
PROSPECTS FOR THE IMPLEMENTATION OF SYSTEMS ASCME IN
DISTRIBUTION NETWORKS
Abstract: This study covers main problems metering systems in distribution networks, solutions to these problems, direction from traditional metering systems to modern intelligent systems, introduction "smart" networks, such as SmartGrid.
Keywords: distribution networks, power loss, electricity metering, automated control and metering system, "smart grid".
ВВЕДЕНИЕ
Основой для энергосбережения и повышения энергетической эффективности предприятий является учет электроэнергии. Расчет баланса электроэнергии по сети, определение потерь электроэнергии, определение эффекта от внедрения энергосберегающих мероприятий невозможно без организации системы достоверного учета. И мероприятия связанные со снижением потерь электроэнергии невозможно без достоверной системы учета, автоматизации процессов измерения и регистрации электроэнергии.
В данной работе рассматриваются основные проблемы учета электроэнергии в распределительных сетях, пути решения этих проблем, направления развития от традиционных систем учета к современным интеллектуальным системам, внедрение «умных» сетей, таких как Smart Grid.
Актуальность. В настоящее время приборы учета электроэнергии неэффективно контролируют транспортировку электроэнергии, начиная с производства и заканчивая потребления, все это влияет на точность при составлении баланса электроэнергии, при
оптимизации и прогнозировании электропотребления. Поэтому комплексы учета электроэнергии подлежат своевременной модернизации и установке новыми средствами и системами учета. Большое количество предлагаемых производителями средств учета электроэнергии, технологий передачи данных требует выработки единой технической политики по отбору и применению средств учета электроэнергии с целью эффективного решения задач учета.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Организация систем учета электроэнергии должна обеспечивать: контроль за достоверностью информации об электропотреблении, определение и снижение потерь электроэнергии в распределительных сетях.
Значит повышение эффективности транспортировки электроэнергии и снижение затрат является основной целью любой распределительной компании, в том числе и «Ошэлектро». Основным критерием оценки эффективности работы при передаче и потреблении электроэнергии является надежность электроснабжения потребителей.
Для повышения эффективности транспорта электроэнергии наиболее результативным техническим решением является внедрение «умных» сетей Smart Grid-технологий самодиагностики, анализа и отчета [1]. Эти сети созданы для повышения надежности работы оборудования и возможности контроля на расстоянии. Сети Smart Grid представляют собой сложную энергосистему, объединяющую всех участников рынка электроэнергии в единую «интеллектуальную» энергосеть. Использование такой сети даст возможность создания дискретной системы, позволяющей эффективно устранять утечки электроэнергии и бороться с неплательщиками. Технологии Smart Grid решают следующие основные задачи:
-обеспечивает потребителя требуемым качеством и количеством доступной электроэнергии;
-оперативно реагирует на нарушения работы сети,
-самовосстановление после сбоев электроснабжения;
-возможность активного участия в работе сети потребителей;
-обеспечивает автоматизированный учет электроэнергии;
-защита сети от физического и кибернетического вмешательства злоумышленников.
И одним из системных элементов этой сети является автоматизированная система контроля и учета электроэнергии (АСКУЭЭ). АСКУЭЭ - это комплекс аппаратных и программных средств, которые обеспечивают дистанционный сбор, хранение и обработку информации об энергетических потоках в распределительных сетях. Основная задача системы заключается в точном измерении количества потребленной или переданной электроэнергии с учетом заданных параметров и тарифов. Экономический эффект от внедрения системы АСКУЭЭ заключается в точном измерении параметров поставки (потребления) электроэнергии, контроле электропотребления в заданных временных интервалах, сигнализация о выходе контролируемых величин из допустимого диапазона значений.
В настоящее время АСКУЭЭ по большей части используются для измерения объемов переданной электроэнергии и мощности и взаиморасчетов распределительных компаний с промышленными предприятиями. В распределительных сетях низкого напряжения АСКУЭЭ мало распространены и существуют в виде пилотных проектов.
Внедрение АСКУЭЭ в распределительных сетях позволит:
-осуществить контроль значений напряжения и мощности в точках поставки электроэнергии конечным потребителям;
-позволит производить удаленный съем показаний приборов учета, увеличивающий точность;
-минимизировать случаи разногласий с энергосбытовой организацией;
-контролировать величины потребления электроэнергии и ее характеристики;
-представлять данные в графической форме, проводить анализ электропотребления и выявлять безучетное потребление.
И несомненно представляет интерес применение таких систем в качестве инструмента, используемого для снижения потерь электроэнергии.
Внедрение АСКУЭЭ является самым эффективным методом в уменьшении потерь электроэнергии, обеспечивает достоверное и дистанционное получение информации от каждого электросчетчика, осуществляет постоянный контроль работы приборов учета. Также усложняется несанкционированное подключение к электрическим сетям, выявляет безучетное потребление в короткие сроки с минимальными затратами. Основным ограничительным фактором применения АСКУЭЭ является их высокая стоимость. И внедрение осуществляют поэтапно.
Рассмотрим подробнее случаи использования параметров, поступающих посредством АСКУЭЭ.
По контрольным значениям напряжения и мощности в точках поставки электроэнергии конечным потребителям можно выявить случаи несанкционированного подключения. Согласно ГОСТу 13109-97 отклонения напряжения в нормальном режиме ±5% [2]. Значит величина напряжения у потребителя должна находиться в пределах от 209 В до 231 В. На величину напряжения на вводе потребителя негативное влияние оказывают следующие факторы: износ электросетевых активов распределительных сетей 0,4.. 10 кВ (в «Ошэлектро» износ составляет 60-70 %), протяженность фидеров 0,4 кВ (свыше 2 км), увеличение бытовых нагрузок потребителей. Все это сказывается на значениях напряжения. У потребителей находящиеся вблизи трансформаторных подстанций наблюдаются недопустимо высокие значения напряжения, у удаленных потребителей наоборот напряжение опускается ниже допустимого уровня. Ежедневный контроль параметров электрической сети позволяет осуществлять автоматизированный контроль значений напряжения и сигнализация об их выходе за пределы допустимых отклонений.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
На рисунке 1 показаны значения напряжения на основе контрольных замеров в распределительной сети, приводятся результаты контрольных замеров и диапазон допустимых отклонений напряжения фаз.
-•-ФАЗА А -»-ФАЗА В -*-ФАЗА С
Время,ч
Рис.1.Экспериментальные графики изменения нагрузки
Из графика видно, что значения напряжений фаз А и В значительно превышают максимальный предел напряжения. На графике изменения напряжения фазы С в вечернее время напряжение остается ниже минимального порога. Отсюда следует, что надо проверить изменение величины напряжения за другие месяцы. Если потребление электроэнергии в вечерние часы не увеличивается, вероятно, потребители присоединенные к фазе С имеют доступ к несанкционированному подключению. И здесь надо проверить динамику электропотребления всех потребителей присоединенных к этой фазе.
В случае систематического снижения ниже минимальных пороговых значений следует проводить более тщательный анализ и оперативно принимать решение об устранении этой ситуации следующими путями, такими как замена силового трансформатора другой мощности, перераспределение нагрузки по фазам и т.д.
Распределительная компания «Ошэлектро» также ведет активную работу по обнаружению и борьбе с хищениями электроэнергии. Для выявления хищений электроэнергии контролеры планомерно обходят потребителей с проверками, в ходе которых проверяется правильность включения приборов учета и их показаний, целостность пломб и др. Но эффективность этих проверок как показывает статистика низка. Все это зависит от многих факторов, как технического, так и человеческого. В последние годы в «Ошэлектро» активно проводятся исследования и разработки способов выявления без учетного потребления электроэнергии. Одни основываются на методах искусственного интеллекта (на базе статистических данных), другие на измерительных методах. Широко получили в распределительной компании измерительные методы: использование приборов для обнаружения скрытой электропроводки, использование счетчиков электроэнергии с защитой от хищений (умные счетчики и т.п. В 2021 году планируется внедрение системы АСКУЭЭ которая основывается на построении экспертной системы поддержки принятия решений.
Сбор данных со счетчиков электроэнергии и анализ баланса распределительной сети это главный вопрос при взаимоотношениях с потребителями. Для этих целей нужно постоянно производить обход всех потребителей. Чтобы проанализировать баланс потребления электроэнергии трансформаторной подстанции с отходящими линиями должны быть сняты показания всех счетчиков единовременно. Данная процедура отнимает у сотрудников много времени, сил и средств. И часто при этом случаются ошибки, это приводит к перерасчетам электроэнергии и некорректному анализу баланса электрической сети. Создание системы АСКУЭЭ может устранить такие виды проблем.
Система АСКУЭЭ позволит в реальном времени контролировать и величину потерь электроэнергии на участке распределительной сети, т.е. оперативно выявлять небаланс. Резкое изменение динамики потребления потребителя с одновременным возникновением небаланса в одно и то же время указывает на случай без учетного потребления.
На примере рассмотрим динамику потребления фидера 0,4 кВ. К фидеру подключены 4 потребителя показанную на рис. 2. Начиная, с 9 октября происходит рост небаланса по фидеру (рис.3) и одновременное снижение потребления электроэнергии у потребителя 4. Это говорит о том, что возможно предположение о неверной работе приборов учета электроэнергии или несанкционированное потребление. Оперативное отслеживание изменений динамики потребления позволяет своевременно выявлять и устранять места больших потерь электроэнергии.
1000 п Потребитель -1 Потребитель -2 -*- Потребитель -3 -х- Потребитель -4 Л 66 --J ^ ^ ^ э о о о о о э о о о о о о
900 - win. _ .....................
_ ...........................*................................' '
ПОТРЕБЛЕНИЕ.КВТЧ ^ ^ 44 ^ 66 --J с о о о о о о о с о о о о о о о о с ................................................................,........................................................*............................' ..................................
400
300 200 ■100 0
...... ............................^
'-♦ *..................'....................'....................* '....................
1 2 3 4 5 6 - С 9 10 11 12 13 14 15
Рис.2. Динамика потребления электроэнергии
—■—небаланс, %
ДАТА
Рис.3. График небаланса фидера
ВЫВОДЫ
Внедрение системы АСКУЭЭ довольно капиталоемкий процесс, требующих значительных временных и финансовых затрат на создание, внедрение и эксплуатацию. Для внедрения таких систем требуется тщательное обследование объекта внедрения, технико-экономическое обоснование и оценка рисков от реализации. Создание таких систем интеллектуального учета будут источниками достоверной информации о режимах потреблении электроэнергии и потоках мощности по электрической сети в целом, уровням напряжений, о фактах несанкционированного доступа и учета электроэнергии.
Литература:
1. Умные сети. Интеллектуальные сети электроснабжения [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.tadviser.ru/index.php/ Статья: Smart_Grid (Умные Сети).
2. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.
