У статті розглядається автоматизована інформаційно-вимірювальна система комерційного / технічного обліку електроенергії (АИИС КУЕ / ТУЕ) Нижегородської ГЕС, описані склад і технічні аспекти впровадження системи.
ТОВ «Р.В.С.», м.Москва
В даний час створення або модернізація автоматизованих інформаційно-вимірювальних систем комерційного обліку електроенергії (АИИС КУЕ) є обов'язковою вимогою при роботі на оптовому ринку електроенергії. Впровадження ж АИИС технічного обліку електроенергії (АИИС ТУЕ) є важливою складовою для внутрішнього обліку і розподілу енергоспоживання на агрегатні, виробничі та господарські потреби об'єкта. Про створення подібної системи на Нижегородської ГЕС реалізованої компанією «Р.В.С.» і піде мова в даній статті.
Опис об'єкта автоматизації
Цілями створення системи були:
- підвищення точності і надійності вимірювання кількості електроенергії і потужності;
- підвищення точності і надійності обліку електроенергії і потужності;
- підвищення надійності роботи енергооб'єкта;
- поліпшення фінансових показників при виробленні та відпуск електроенергії;
- підвищення швидкості обробки інформації;
- підвищення повноти, достовірності, точності вимірювання та оперативності отримання інформації про кількість і інших параметрах генерується, що відпускається, споживаної і прийнятої електроенергії;
- зниження трудомісткості і вартості робіт зі збору, передачі, обробці та документування інформації.
Склад АИИС КУЕ
Склад АИИС КУЕ являє собою комплекс програмно-технічних засобів, що складається з:
- первинних перетворювачів - вимірювальних трансформаторів струму і напруги;
- вторинних ланцюгів між вимірювальними трансформаторами і лічильниками електроенергії;
- первинних засобів обліку - мікропроцесорних багатотарифних лічильників електроенергії ЄвроАЛЬФА;
- пристроїв збору та передачі даних (УСПД) RTU-325;
- каналів зв'язку УСПД з первинними засобами обліку;
- засобів синхронізації системного часу;
- каналів зв'язку УСПД з сервером бази даних і суб'єктами обробки комерційної інформації;
- автоматизованих робочих місць операторів;
- сервера бази даних Альфа ЦЕНТР, СУБД Oracle;
- засобів програмного забезпечення лічильників, УСПД, АРМ, ПО Альфа ЦЕНТР.
Всі кошти вимірів (вимірювальні трансформатори струму і напруги, лічильники, УСПД, ПО) внесені до Держреєстру РФ і мають діючі свідоцтва про повірку. Системне рішення АИИС КУЕ Нижегородської ГЕС є 3-рівневу автоматизовану систему з ієрархія-хіческім розподіленою обробкою інформації:
1-й рівень. Проведення вимірювань. Включає в себе трансформатори струму і напруги, вторинні вимірювальні ланцюги, лічильники ЄвроАЛЬФА, блоки додаткового харчування лічильників, перетворювачі сигналів;
2-й рівень. Інформаційний рівень електроустановки. Включає в себе пристрої збору і передачі даних RTU-325, об'єднані в мережу, модулі обміну інформацією з лічильниками ЄвроАЛЬФА, з робочими місцями верхнього рівня і зовнішньою системою. Комунікаційна апаратура, УСПД, пристрої синхронізації системного часу, джерела безперебійного живлення поставляються в функціонально закінчених модулях - шафах ПКУ АСКОЕ Метроника МС-200;
3-й рівень. Інформаційний рівень сервера бази даних. Включає в себе сервер бази даних, канали збору даних, робочі місця оперативно-диспетчерського персоналу, мають модулі зв'язку з пристроями збору і передачі даних. Програмне забезпечення для всіх рівнів системи Альфа ЦЕНТР.
Вимірювальні трансформатори передають по вторинних ланцюгах на лічильники електроенергії масштабовані значення струмів і напруг. Ці значення обробляються мікропроцесором лічильника, перетворюються на значення потужності, електроенергії та інші величини і записуються в пам'ять лічильника в цифровому вигляді.
Мал. Нижегородська ГЕС розташована на річці Волзі, сумарна потужність 8 генераторів становить 520 МВт
В процесі виконання вимірювань автоматично фіксується:
- значення виміряної активної електроенергії;
- значення виміряної реактивної електроенергії;
- календарна дата і час виконання вимірювань;
- найменування (номер каналу обліку);
- номер вимірювання на контрольованому приєднання;
- інтервальний значення часу вимірювань.
Лічильники електроенергії підключаються послідовно до загальної шині RS-485 (не більше чотирьох лічильників на шину) з використанням разветвителей інтерфейсу ПР-3. Інтерфейс RS-485 обраний виходячи з умов достатньої перешкодозахищеності, зручності монтажу, налагодження та економії кабельної продукції.
Зв'язок УСПД з лічильниками організовується з застосуванням перетворення сигналів інтерфейсу RS-485 в сигнали передачі даних оптоволоконними лініями зв'язку і в зворотному перетворенні на вході в УСПД. Зв'язок УСПД з лічильниками, встановленими на відстані до 1 км, здійснюється безпосередньо через інтерфейс RS-485.
УСПД опитує лічильники один раз в хвилину. При опитуванні УСПД встановлює зв'язок з лічильником, після чого здійснюється передача даних. Опитування лічильників, розташованих на одній шині, відбувається послідовно. Під час сеансу зв'язку з одним лічильником інші лічильники, розташовані на загальній шині, що не опитуються. Час зв'язку з одним лічильником становить приблизно 10 секунд.
Отримана інформація записується в енергонезалежну пам'ять УСПД. Далі за запитом з верхнього рівня з періодичністю один профіль раз в хвилину, другий профіль раз в 30 хвилин інформація передається на сервер бази даних. Всі процедури, про які сказано раніше, відбуваються автоматично, а час і частота опитування налаштовуються вручну на етапі пуско-налагодження системи або в процесі експлуатації системи.
Зв'язок ГЕС з сервером бази даних здійснюється через оптоволоконну лінію зв'язку. В якості резервного каналу передачі даних використовується мережу зв'язку GSM 900/1800.
Справжня АИИС КУЕ / ТУЕ дозволила організувати на оптовому ринку годинну торгівлю, забезпечила високу достовірність, оперативність і надійність комерційного обліку електроенергії при постійному дистанційному контролі за працездатністю всіх засобів обліку. З усього штату співробітників Нижегородської ГЕС обслуговуванням АИИС КТУЕ займаються всього 2 людини. Система вимірює повний баланс по станції, що мінімізує втрати.
Економічний ефект при впровадженні АИИС КУЕ / ТУЕ досягається за допомогою отримання точної, достовірної інформації, мінімізації втрат і експлуатаційних витрат, зниження витрат на ремонт енергетичного обладнання за рахунок оперативного прийняття рішень.