Системи автоматичного обліку і контролю енергоресурсів

Сьогодні немає тієї сфери діяльності людини, де б він не споживав енергію в тому чи іншому вигляді. А сам розвиток людської цивілізації міцно пов'язано з використанням різних енергетичних ресурсів для поступального руху вперед. Причому загальносвітова тенденція збільшення обсягів споживання енергоресурсів продовжує неухильно рости, нехай з невеликим уповільненням, але з постійним підвищенням рівня якості споживання і значним зниженням витрат.

 

 

Що розуміють під енергоресурсами
Під енергоресурсами прийнято розуміти фізичне середовище, що містить в той чи іншій мірі необхідні якості і властивості, які використовуються для забезпечення протікання енергогенеруючих процесів необхідних для виконання різних видів робіт та інших корисних функцій.

 

Енергоресурси прийнято розділяти:
• на первинні, які мають безпосередньо природне походження;
• на вторинні, які отримують шляхом переробки і перетворення первинних видів.
До первинних енергоресурсів відносяться всі види видобувається і викопного палива, сонячна радіація, енергія вітру і води. Причому останні відносяться до екологічних, так званим поновлюваних видів енергії.

 

До вторинних видів енергоресурсів відносять в основному електричну і теплову енергію.
Необхідність обліку енергоресурсів
Існуючий на сьогоднішній день керований і контрольований ринок енергоресурсів вимагає від будь-якої динамічно розвивається або організації детального контролю та обліку споживання всіх енергетичних ресурсів. Це необхідно не тільки для можливості відстеження виробничої діяльності підприємства в реальному часі і організації фінансових розрахунків за її споживання, а й для планування різних стратегічних завдань економічної політики підприємства в цілому.

 

Електрика, теплова енергія, природний газ і вода є найважливішими складовими необхідними для виробництва будь-якої продукції, при цьому вони є і основними витратними статтями і становлять значну частину собівартості. Однією з умов, що сприяють суттєвому зменшенню енергетичних витрат у собівартості продукції є організація та впровадження систем контролю і обліку енергоресурсів.
Багато підприємств досі мають завищену частку енергоємності в собівартості продукції, що випускається. Згідно, останнім даними питомі енерговитрати в валовому внутрішньому продукті за основними галузями промисловості на території України фактично трикратно перевищують подібні показники для провідних країн Західної Європи і навіть за передовими областям економіки в два рази вище, ніж в Америці.

 

Енергозбереження актуально для будь-якої розвиненої держави як в цілому, так і повинно бути застосоване для окремих галузей промисловості, в тому числі реалізовано при виробництві сільськогосподарської продукції, а також в сфері комунального господарства.

 

Для кожного окремого виду енергоресурсу існують свої особливі вимоги по організації контролю та обліку їх споживання, які, в свою чергу, чітко визначені у чинній нормативно-технічної документації та законодавчій базі.
Так, одним з основоположних документів для стимулювання раціонального споживання енергоресурсів є Федеральний закон від 23 листопада 2009 року за № 261-ФЗ під редакцією від 03 липня 2016 року, який регламентує всі необхідні заходи для забезпечення енергозбереження і підвищення енергетичної ефективності, в тому числі шляхом внесення змін в окремі законодавчі акти.

 

Системи автоматизованого обліку енергоресурсів
Незалежно від того, де впроваджується система автоматизованого обліку енергоресурсів на промисловому підприємстві, готельному комплексі або це невеликому ЖКГ, в будь-якому випадку, вона повинна включати підсистеми, а саме:
• обліку генерації, розподілу і споживання електроенергії;
• обліку теплової енергії для потреб опалення та гарячого водопостачання;
• облік споживання природного газу;
• облік споживання питної і технічної води.

 

У свою чергу, комплексний облік енергоресурсів повинен об'єднувати всі ці підсистеми, що складаються з окремих незалежних структур так, як тільки в цьому випадку, можна розглядати всю систему обліку і аналізу споживання енергоресурсів підприємства в цілому. Тому необхідно розглядати роботу кожної підсистеми окремо, як незалежного елемента загального комплексу автоматизованої системи обліку споживання енергоресурсів.
Якщо провести подібну градацію по розвитку і впровадженню систем автоматизації, то найбільш розгалужену мережу має облік генерації і споживання електричної енергії, в тому числі і з причини величезної кількості споживачів. На наступних місцях за кількістю приладів обліку і загальної систематизації процесів контролю та обліку можна розташувати виробництво і споживання різних видів теплової енергії. Найменш розвиненими в плані автоматизації процесів обліку є споживання природного газу і водних ресурсів. 

 

Фінансова складова автоматизації обліку
Всі системи обліку енергоресурсів будуються для безпосереднього їх використання в економічній і фінансовій діяльності підприємства будь-якої форми власності. Тому, з економічної точки зору, прийнято розрізняти два основних види обліків енергоресурсів:
• комерційний;
• технічний.

 

Основним завданням комерційної системи обліку є процес вимірювання і обробки кількості спожитих енергоресурсів для забезпечення грошових розрахунків між споживачами за використання цих ресурсів з їх виробниками.
У завдання технічного обліку входить забезпечення більш повної і детальної інформації про розподіл потоків енергоресурсів всередині самого підприємства як по окремим підрозділам, так і з технологічних ланцюжків для аналізу ефективності витрат, а також з метою побудови політики енергозбереження.

 

Комерційний облік є основним для підприємства і включає в себе, в тому числі і допоміжну систему, що складається з приладів технічного обліку, що не дублюють основну систему, а лише її доповнюють, забезпечуючи, всю повноту розрахунків і відкривають ряд можливостей для впровадження заходів з енергозбереження.
У зв'язку з важливістю комерційного обліку до нього пред'являють підвищені вимоги як до самих технічним характеристикам первинних приладів обліку енергоресурсів особливо до їх класу точності і надійності, так і до побудови схеми в цілому по всьому комплексу. Це продиктовано, перш за все, необхідністю мінімізації можливих ризиків, пов'язаних із заниженням результатів вимірювань, які, в свою чергу, можуть призводити до різного роду фінансових збитків як енергопостачальних підприємств, так і по всьому ланцюжку транзитних посередників.

 

Цілі автоматизованих систем
Автоматизовані системи комерційного обліку енергоресурсів дозволяють об'єднувати інформацію з усіх існуючих систем контролю ресурсів, які використовують стандартизовані канали передачі даних з можливістю здійснювати їх перегляд, а також контролювати стан і роботу приладів обліку. Будь-який сучасний виробничий процес вимагає значних обсягів різних видів енергоресурсів. Їх використання неможливе без точного контролю над обсягами споживання, а для цього необхідне впровадження систем комплексного обліку енергоресурсів.

 

Автоматизація систем по контролю і обліку споживання енергетичних ресурсів дозволяє:
• створювати єдину інформаційну платформу для контролю за генерацією, розподілом і споживанням;
• вести прозору систему обліку, що дозволяє проводити розрахунок використання як за окремими категоріями виробництва, так і за видами;
• підвищувати ефективність споживання і сприяти зниженню питомих витрат шляхом зниження перевитрати;
• виявляти основні джерела втрат;
• оптимізувати їх розподіл по окремих виробничих об'єктах;
• підвищувати точність планування, грунтуючись на порівнянні показників поточних даних і фактичного споживання в попередні періоди;
• реалізовувати перспективні завдання по довгостроковому і оперативному прогнозуванню.

 

Призначення автоматизованих систем
Автоматизовані системи з обліку енергоресурсів можуть бути побудовані як автономний механізм, так і у вигляді об'єднаного комплексу в єдиному центрі зі збору технічної інформації і призначатися:
• для інтеграції виробничих даних споживання з різних територіально розташованих джерел;
• для автоматизації отримання, обробки та аналізу поточних даних споживання;
• для своєчасного інформаційного забезпечення оперативними і достовірними даними для організації управління робочими і технологічними процесами;
• для забезпечення даними призначеними для моделювання та оптимізації енергозабезпечення;
• для підвищення ефективності обробки поточних даних і інтеграції їх інтеграції різні додаткові програмні продукти.

 

Особливості обліку електричної енергії
Питання, що виникають при споживанні електроенергії взаємини, що складаються між безпосередніми споживачами і енергогенеруючими підприємствами, регулюється на підставі Цивільного кодексу РФ, а саме згідно 6-го параграфа 30-го розділу.

 

Цей нормативно-правовий акт розглядає наступні аспекти взаємин:
• договірні відносини;
• якість і кількість, що поставляється енергії;
• відповідальність між сторонами за зміст приладів обліку і їх експлуатацію;
• умови оплати і інші правила.

 

 

Існують два види обліку електричної енергії:
• комерційний, для розрахунків за спожиті кіловат-години;
• технічний, для контролю внутрішнього споживання. 

 

Основним документом, яким раніше регулювали взаємини споживачів і енергопостачальних організацій були правила користування, які датувалися 06.12. 1981 роком, але вони були скасовані з 01.01.2000 року і визнані недійсними. Хоча цілком можуть ще використовуватися в якості так званих «звичаїв ділового обороту» в діловому листуванні енергетичних компаній і при розгляді спорів в судах різних інстанцій.

 

Організація обліку електроенергії
Всі абоненти електричних мереж повинні встановити комерційні прилади по обліку споживання електроенергії. Всі витрати з їх придбання та монтажу здійснюються за рахунок коштів самих абонентів, у тому числі утримання та їх подальша експлуатація також є відповідальністю споживача.
Установка, тип і умови експлуатації приладів обліку електроенергії визначаються, згідно, технічного проекту на електропостачання, виконаного в суворій відповідності з чинною нормативно-технічною документацією в обов'язковому порядку, що включає ПУЕ, ПТЕ, ПТБ та ДСТУ.

 

За типом підключення існують два види приладів обліку електроенергії, а саме:
• лічильники, призначені для прямого включення, їх підключають безпосередньо в силовий ланцюг;
• лічильники, що підключаються за допомогою різних додаткових приладів або вимірювальних трансформаторів струму і напруги.
Залежно від типу пристрою електричних мереж змінного електричного струму встановлюються або однофазні прилади обліку, або трифазні лічильники електричної енергії.
За внутрішньою будовою, а також за способами перетворення вимірів і зберігання даних, що надходять прилади обліку змінного електричного струму випускаються двох основних видів: індукційного з механічним лічильником і статичного з електронними компонентами.

 

Так, електронні прилади обліку електроенергії, на відміну від індукційних є більш сучасними і здатні обробляти і запам'ятовувати показання кількості спожитої електричної енергії в тому числі і за диференційованою схемою в декількох тарифних зонах, а також за різні заздалегідь запрограмовані періоди часу. Це досягається за рахунок застосування електронних компонентів в схемі приладу.
Основною умовою включення приладів обліку електроенергії в автоматизовану систему є наявність мережевого обміну інформацією комп'ютерних інтерфейсів у вигляді цифрових шин даних типу RS-232L і RS-485. Наявність цих інтерфейсів дозволяє інтегрувати електронні лічильники в автоматизовані системи комерційного обліку енергоресурсів, з мінімальними витратами.

 

Автоматизація системи обліку електроенергії
Для здійснення збору, обробки, документування і зберігання даних про комерційне споживанні електроенергії на підприємствах і сучасних багатоквартирних будинках застосовують різні автоматизовані системи по комерційному обліку енергоресурсів, які прийнято називати за скороченим варіантом, як АСКОЕ.

 

Основна мета використання АСКОЕ передбачає досягнення економії і мінімізація втрат електроенергії, зниження витрат на збір інформації та оптимізації обробки даних. Головною умовою, при якому стає можливим ефективне функціонування сучасної енергосистеми є використання геоінформаційної системи обліку електроенергії починаючи від приладів, що враховують генерацію у виробника на електростанціях і закінчуючи підключенням комерційних обліків у кожного кінцевого споживача.

 

Обов'язковою умовою функціонування АСКОЕ є забезпечення контролю та обліку:
• надходить і відпущеної електроенергії;
• активної і реактивної частини електроенергії для кожної точки окремо, де встановлені прилади;
• кількості загальних втрат електроенергії;
• балансу надходить і відпущеної електроенергії.

 

Автоматизовану систему комерційного обліку електроенергії проектують, керуючись, як правило, трирівневим принципом побудови, а саме:
1. На самому нижньому рівні виконуються основні виміри. Він складається з вимірювальних трансформаторів струму, напруги і безпосередньо приладів обліку.
2. На середньому рівні здійснюється збір і передача зібраної інформації від кожного об'єкта окремо або відокремленої групи приладів.
3. На третьому рівні проводитися збір і зберігання отриманої і переданої інформації. Він являє собою обчислювальний комплекс з інформаційним інтерфейсом.

 

Основними умовами, з усього обсягу обов'язкових вимог, які пред'являються до верхнього рівня, є можливість зберігання оперативних даних за встановленими інтервалами часу і звітних періодів. Вони, відповідно, повинні давати можливість переглядати значення приладів за проміжки часу від трьох хвилин і півгодини до добових і місячних показань, а також дозволяли проводити аналіз і складати квартальні та річні звіти. 

 

Автоматизація обліку теплової енергії
Автоматизовані системи обліку теплової енергії (АСУТЕ) також будуватися по як їх аналогічного багаторівневу принципом, що дозволяє збирати і передавати інформацію в реальному часі для виконання функцій комерційного обліку і оперативного контролю за споживанням як на рівні простих абонентів, так і включати окремі підприємства або районні теплові пункти. Кількісний склад рівнів визначається, перш за все, технічним завданням ще на стадії основного проектування, але також багато в чому може залежати як від числа і виду існуючих кінцевих абонентів, так і майбутніх споживачів.

 

Схема побудови систем автоматизованого обліку різних видів теплової енергії повинна обов'язково включати:
1. Первинний рівень, на якому здійснюється збір даних витрат основних теплоносіїв, температури, тиску з подальшою їх обробкою і передачею.
2. Другий рівень, що представляє собою контролери, які виконують функції зі збору та цифровій обробці в заданому алгоритмі первинної інформації в цифрові дані з подальшою передачею їх на головний сервер.
3. Третій рівень, призначений для автоматичного смакоти зібраних і переданих даних з первинних обчислювачів. Головний сервер відповідає також за збереження всіх отриманих параметрів енергоносіїв від кожного абонентського вузла обліку, виробляючи їх архівування та занесення в бази для подальшого використання інформації.

 

Автоматизація систем обліку теплоенергії передбачає роботу на стандартизованих видах зв'язку і передачі інформаційних даних, в тому числі як провідний Ethernet, так і радіочастотні канали або модулі GSM.
Основними функціями автоматизованих систем з обліку теплової енергії є:
• автоматизація отримання інформації за первинними приладами витрати основних теплоносіїв, їх температурних параметрів і показаннями тисків як на подають, так і зворотних трубопроводах теплових мереж, на трубопроводах гарячого водопостачання та трубопроводах підживлення холодною водою;
• автоматизація збору цифрових даних, що надходять з контролерів, встановлених у споживачів в режимі реального часу;

 

• отримання, обробка і збереження всіх даних по витратах, температурним параметрам і значенням тиску для кожного абонента в окремо, здійснення статистичного аналізу інформації, що надійшла;
• постійний контроль за станом вимірювальних приладів;
• здійснення дистанційної автоматичної діагностики як технічного стану трубопроводів, так і окремих вузлів;
• аварійне оповіщення в разі несанкціонованого втручання в роботу вимірювальних приладів;
• можливість формування звітів різних рівнів;

 

• тривале збереження всіх даних, що надійшли з вимірювальних приладів;
• формування бази даних, які можна використовувати в подальшому для оперативного контролю в диспетчерських пунктах або подальшої передачі в планово-економічні підрозділи для проведення розрахунків нормативів по використанню теплової енергії.

 

Структурна побудова обліку газу
Автоматизацію систем з обліку використання природного газу (АСУКГ) будують практично на тих же принципах у вигляді багатофункціонального інформаційного комплексу з можливостями розширення бази і впровадження багаторівневого побудови. Кількісний склад рівнів і архітектурна схема їх побудови закладається ще на стадіях проектування і визначається технічним завданням, місцевими особливостями і числом об'єктів.

 

У стандартну схему зазвичай включають кілька рівнів:
1. На нижньому - мають у своєму розпорядженні вимірювальне обладнання з датчиками, перетворювачами сигналів і витратомірами. Тут проводитися первинний збір необхідних даних та основної інформації.
2. На наступному - розташовуються об'єкти управління з вузлами обліку витрати природного газу на газорозподільних станціях. Це дозволяє виконувати завдання зі збору даних, безпосередньо, з вимірювальних приладів, включаючи витрату, температуру і тиск в контрольному газопроводі. Вся отримана інформація обробляється, враховуючи, в тому числі, компонентний склад природного газу, що дозволяє проводити всі необхідні технічні розрахунки по заздалегідь закладеним алгоритмам.

 

3. На верхньому - проводитися збір і обробка всієї інформації, що надійшла з окремих об'єктів, що дозволяє забезпечувати роботу системи автоматизації обліку і контролю, як основного елемента пульта управління диспетчерської служби. Це дає можливість по підготовці баз даних для їх подальшого використання в управлінні газорозподільної системою в цілому. 

 

АСУКГ, в обов'язковому порядку, через віддаленість і роз'єднаності точок обліку повинна використовувати для можливості передачі даних інформаційні канали зв'язку, побудовані на Ethernet, PLC, радіочастотах в 433 МГц або 2,4 ГГц або модулів GSM.

 

 

Розглянувши практично всі аспекти побудови автоматизованих систем обліку і контролю енергоресурсів як в цілому, так і по окремих галузях і видах, а також визначивши основні цілі і завдання можна припустити, що економічна ефективність буде залежати не тільки від методів впровадження та обсягів фінансування, але і від специфічних умов, що склалися на кожному конкретному підприємстві. А також можна однозначно констатувати, що чим вище ступінь енергоємності виробництва, тим більш істотним буде економічний ефект від автоматизації контролю і обліку основних енергоресурсів.

 

Автор статті Сенченко Ігор Олександрович

Школа ремонту
Главная Страница Контактная Информация Поиск по сайту Контактная Информация Поиск по сайту