Системы автоматизации учета энергоресурсов

Сегодня нет той сферы деятельности человека, где бы он ни потреблял энергию в том или ином виде. А само развитие человеческой цивилизации прочно связано с использованием различных энергетических ресурсов для поступательного движения вперед. Причем общемировая тенденция увеличения объемов потребления энергоресурсов продолжает неуклонно расти, пусть с небольшим замедлением, но с постоянным повышением уровня качества потребления и значительным снижением издержек.

Что понимают под энергоресурсами

Под энергоресурсами принято понимать физическую среду, содержащую в тот или иной степени необходимые качества и свойства, используемые для обеспечения протекания энергогенерирующих процессов необходимых для выполнения различных видов работ и других полезных функций.

Энергоресурсы принято разделять:

  • на первичные, которые имеют непосредственно природное происхождение;
  • на вторичные, которые получают путем переработки и преобразования первичных видов.

К первичным энергоресурсам относятся все виды добываемого и ископаемого топлива, солнечная радиация, энергия ветра и воды. Причем последние относятся к экологическим, так называемым возобновляемым видам энергии.

К вторичным видам энергоресурсов относят в основном электрическую и тепловую энергию.

Необходимость учета энергоресурсов

Существующий на сегодняшний день управляемый и контролируемый рынок энергоресурсов требует от любой динамично развивающейся компании или организации детального контроля и учета потребления всех энергетических ресурсов. Это необходимо не только для возможности отслеживания производственной деятельности предприятия в реальном времени и организации финансовых расчетов за ее потребление, но и для планирования различных стратегических задач экономической политики предприятия в целом.

Электричество, тепловая энергия, природный газ и вода являются важнейшими составляющими необходимыми для производства любой продукции, при этом они являются и основными расходными статьями и составляют значительную часть себестоимости. Одним из условий, способствующих существенному уменьшению энергетических затрат в себестоимости продукции является организация и внедрение систем контроля и учета энергоресурсов.

Многие предприятия до сих пор имеют завышенную долю энергоемкости в себестоимости выпускаемой продукции. Согласно, последним данным удельные энергозатраты в валовом внутреннем продукте по основным отраслям промышленности на территории Российской Федерации фактически трехкратно превышают подобные показатели для ведущих стран Западной Европы и даже по передовым областям экономики в два раза выше, чем в Америке.

Энергосбережение актуально для любого развитого государства как в целом, так и должно быть применено для отдельных отраслей промышленности, в том числе реализовано при производстве сельскохозяйственной продукции, а также в сфере коммунального хозяйства.

Для каждого отдельного вида энергоресурса существуют свои особые требования по организации контроля и учета их потребления, которые, в свою очередь, четко определенны в действующей нормативно-технической документации и законодательной базе.

Так, одним из основополагающих документов для стимулирования рационального потребления энергоресурсов является Федеральный закон от 23 ноября 2009 года за № 261-ФЗ под редакцией от 03 июля 2016 года, который регламентирует все необходимые меры для обеспечения энергосбережения и повышения энергетической эффективности, в том числе путем внесения изменений в отдельные законодательные акты РФ.

Системы автоматизированного учета

Вне зависимости от того, где внедряется система автоматизированного учета энергоресурсов на промышленном предприятии, гостиничном комплексе или это небольшом ЖКХ, в любом случае, она должна включать подсистемы, а именно:

  • учета генерации, распределения и потребления электроэнергии;
  • учета тепловой энергии для нужд отопления и горячего водоснабжения;
  • учет потребления природного газа;
  • учет потребления питьевой и технической воды.

В свою очередь, комплексный учет энергоресурсов должен объединять все эти подсистемы, состоящие из отдельных независимых структур так, как только в этом случае, можно рассматривать всю систему учета и анализа потребления энергоресурсов предприятия в целом. Поэтому необходимо рассматривать работу каждой подсистемы в отдельности, как независимого элемента общего комплекса автоматизированной системы учета потребления энергоресурсов.

Если провести образную градацию по развитию и внедрению систем автоматизации, то наиболее разветвленную сеть имеет учет генерации и потребления электрической энергии, в том числе и по причине огромного числа потребителей. На следующих местах по количеству приборов учета и общей систематизации процессов контроля и учета можно расположить производство и потребление различных видов тепловой энергии. Наименее развитыми в плане автоматизации процессов учета являются потребления природного газа и водных ресурсов.

Финансовая составляющая автоматизации учета

Все системы учета энергоресурсов строятся для непосредственного их использования в экономической и финансовой деятельности предприятия любой формы собственности. Поэтому, с экономической точки зрения, принято различать два основных вида учетов энергоресурсов:

  • коммерческий;
  • технический.

Основной задачей коммерческой системы учета является процесс измерения и обработки количества потребленных энергоресурсов для обеспечения денежных расчетов между потребителями за использование этих ресурсов с их производителями.

В задачу технического учета входит обеспечение более полной и детальной информации о распределении потоков энергоресурсов внутри самого предприятия как по отдельным подразделениям, так и по технологическим цепочкам для анализа эффективности затрат, а также в целях построения политики энергосбережения.

Коммерческий учет является основным для предприятия и включает в себя, в том числе и вспомогательную систему, состоящую из приборов технического учета, которые не дублируют основную систему, а лишь её дополняют, обеспечивая, всю полноту расчетов и открывают ряд возможностей для внедрения мероприятий по энергосбережению.

В связи со значимостью коммерческого учета к нему предъявляют повышенные требования как к самим техническим характеристикам первичных приборов учета энергоресурсов в особенности к их классу точности и надежности, так и к построению схемы в целом по всему комплексу. Это продиктовано, прежде всего, необходимостью минимизации возможных рисков, связанных с занижением результатов измерений, которые, в свою очередь, могут приводить к различному роду финансовых убытков как энергоснабжающих предприятий, так и по всей цепочке транзитных посредников.

Цели автоматизированных систем

Автоматизированные системы коммерческого учета энергоресурсов позволяют объединять информацию со всех существующих систем контроля ресурсов, которые используют стандартизованные каналы передачи данных с возможностью осуществлять их просмотр, а также контролировать состояние и работу приборов учета. Любой современный производственный процесс требует значительных объемов разных видов энергоресурсов. Их использование невозможно без точного контроля над объемами потребления, а для этого необходимо внедрение систем комплексного учета энергоресурсов.

Автоматизация систем по контролю и учету потребления энергетических ресурсов позволяет:

  • создавать единую информационную платформу для контроля за генерацией, распределением и потреблением;
  • вести прозрачную систему учета, позволяющую производить расчет использования как по отдельным категориям производства, так и по видам;
  • повышать эффективность потребления и способствовать снижению удельных затрат путем снижения перерасхода;
  • выявлять основные источники потерь;
  • оптимизировать их распределение по отдельным производственным объектам;
  • повышать точность планирования, основываясь на сравнении показателей текущих данных и фактического потребления в предыдущие периоды;
  • реализовывать перспективные задачи по долгосрочному и оперативному прогнозированию.

Назначение

Автоматизированные системы по учету энергоресурсов могут быть построены как автономный механизм, так и в виде объединенного комплекса в едином центре по сбору технической информации и предназначаться:

  • для интеграции производственных данных потребления из различных территориально расположенных источников;
  • для автоматизации получения, обработки и анализа текущих данных потребления;
  • для своевременного информационного обеспечения оперативными и достоверными данными для организации управления рабочими и технологическими процессами;
  • для обеспечения данными предназначенными для моделирования и оптимизации энергообеспечения;
  • для повышения эффективности обработки текущих данных и интеграции их интеграции различные дополнительные программные продукты.

Особенности учета электрической энергии

Все возникающие при потреблении электроэнергии взаимоотношения, складывающиеся между непосредственными потребителями и энергогенерирующими предприятиями, регулируется на основании Гражданского кодекса РФ, а именно согласно 6-го параграфа 30-й главы.

Этот нормативно правовой акт рассматривает следующие аспекты взаимоотношений:

  • договорные отношения;
  • качество и количество, поставляемой энергии;
  • ответственность между сторонами за содержание приборов учета и их эксплуатацию;
  • условия оплаты и другие правила.

Существуют два вида учета электрической энергии:

  • коммерческий, для расчётов за потребленные киловатт-часы;
  • технический, для контроля внутреннего потребления.

Основным документом, которым ранее регулировали взаимоотношения потребителей и энергоснабжающих организаций были правила пользования, которые датировались 06.12. 1981 годом, но они были отменны с 01.01.2000 года и признаны недействительными. Хотя вполне могут еще использоваться в качестве так называемых «обычаев делового оборота» в деловой переписке энергетических компаний и при рассмотрении споров в судах различных инстанций.

Организация учета

Все абоненты электрических сетей должны установить коммерческие приборы по учету потребления электроэнергии. Все затраты по их приобретению и монтажу осуществляются за счет средств самих абонентов, в том числе содержание и их дальнейшая эксплуатация также является ответственностью потребителя.

Установка, тип и условия эксплуатации приборов учета электроэнергии определяются, согласно, технического проекта на электроснабжение, выполненного в строгом соответствии с действующей нормативно-технической документацией в обязательном порядке, включающей ПУЭ, ПТЭ, ПТБ и ГОСТы.

По типу подключения существуют два вида приборов учета электроэнергии, а именно:

  • счетчики, предназначенные для прямого включения, их подключают непосредственно в силовую цепь;
  • счетчики, подключаемые с помощью различных дополнительных приборов или измерительных трансформаторов тока и напряжения.

В зависимости от типа устройства электрических сетей переменного электрического тока устанавливаются либо однофазные приборы учета, либо трехфазные счетчики электрической энергии.

По внутреннему устройству, а также по способам преобразования измерений и хранения поступающих данных приборы учета переменного электрического тока выпускаются двух основных видов: индукционного с механическим счетчиком и статического с электронными компонентами.

Так, электронные приборы учета электроэнергии, в отличие от индукционных являются более современными и способны обрабатывать и запоминать показания количества потребленной электрической энергии в том числе и по дифференцированной схеме в нескольких тарифных зонах, а также за разные заранее запрограммированные периоды времени. Это достигается за счёт применения электронных компонентов в схеме прибора.

Основным условием включение приборов учета электроэнергии в автоматизированную систему является наличие сетевого обмена информацией компьютерных интерфейсов в виде цифровых шин данных типа RS-232L и RS-485. Наличие этих интерфейсов позволяет интегрировать электронные счетчики в автоматизированные системы коммерческого учета энергоресурсов, с минимальными затратами.

Автоматизация системы учета

Для осуществления сбора, обработки, документирования и хранения данных о коммерческом потреблении электроэнергии на предприятиях и современных многоквартирных домах применяют различные автоматизированные системы по коммерческому учету энергоресурсов, которые принято называть по сокращенному варианту, как АСКУЭ.

Основная цель использования АСКУЭ предполагает достижение экономии и минимизация потерь электроэнергии, снижения затрат на сбор информации и оптимизации обработки данных. Главным условием, при котором становиться возможным эффективное функционирование современной энергосистемы является использование геоинформационной системы учета электроэнергии начиная от приборов, учитывающих генерацию у производителя на электростанциях и заканчивая подключением коммерческих учетов у каждого конечного потребителя.

Обязательным условием функционирования АСКУЭ является обеспечение контроля и учета:

  • поступающей и отпущенной электроэнергии;
  • активной и реактивной части электроэнергии для каждой точки в отдельности, где установлены приборы;
  • количества общих потерь электроэнергии;
  • баланса поступающей и отпущенной электроэнергии.

Автоматизированную систему коммерческого учета электроэнергии проектируют, руководствуясь, как правило, трёхуровневым принципом построения, а именно:

  1. На самом нижнем уровне выполняются основные измерения. Он состоит из измерительных трансформаторов тока, напряжения и непосредственно приборов учета.
  2. На среднем уровне осуществляется сбор и передача собранной информации от каждого объекта в отдельности или обособленной группы приборов.
  3. На третьем уровне производиться сбор и хранение полученной и переданной информации. Он представляет собой вычислительный комплекс с информационным интерфейсом.

Основными условиями, из всего объема обязательных требований, которые предъявляются к верхнему уровню, является возможность хранения оперативных данных по установленным интервалам времени и отчетным периодам. Они соответственно должны давать возможность просматривать значения приборов за промежутки времени от трех минут и получаса до суточных и месячных показаний, а также позволяли проводить анализ и составлять квартальные и годовые отчеты.

Автоматизация учета тепловой энергии

Автоматизированные системы учета тепловой энергии (АСУТЭ) также строиться по как их аналогичному многоуровневую принципу, что позволяет собирать и передавать информацию в реальном времени для выполнения функций коммерческого учета и оперативного контроля за потреблением как на уровне простых абонентов, так и включать отдельные предприятия или районные тепловые пункты. Количественный состав уровней определяется, прежде всего, техническим заданием еще на стадии основного проектирования, но также во многом может зависеть как от числа и вида существующих конечных абонентов, так и будущих потребителей.

Схема построения систем автоматизированного учета различных видов тепловой энергии должна обязательно включать:

  1. Первичный уровень, на котором осуществляется сбор данных расходов основных теплоносителей, температуре, давлению с дальнейшей их обработкой и передачей.
  2. Второй уровень, представляющий собой контроллеры, выполняющие функции по сбору и цифровой обработке в заданном алгоритме первичной информации в цифровые данные с дальнейшей передачей их на головной сервер.
  3. Третий уровень, предназначенный для автоматического объедения собранных и переданных данных с первичных вычислителей. Головной сервер отвечает также за сохранность всех полученных параметров энергоносителей от каждого абонентского узла учета, производя их архивирование и занесение в базы для дальнейшего использования информации.

Автоматизация систем учета теплоэнергии предусматривает работу на стандартизированных видах связи и передаче информационных данных, в том числе как проводной Ethernet, так и радиочастотные каналы или модули GSM.

Основными функциями автоматизированных систем по учету тепловой энергии являются:

  • автоматизация получения информации по первичным приборам расхода основных теплоносителей, их температурных параметров и показаниям давлений как на подающих, так и обратных трубопроводах тепловых сетей, на трубопроводах горячего водоснабжения и трубопроводах подпитки холодной водой;
  • автоматизация сбора цифровых данных, поступающих с контроллеров, установленных у потребителей в режиме реального времени;
  • получение, обработка и сохранение всех данных по расходам, температурным параметрам и значению давления для каждого абонента в отдельности, осуществление статистического анализа поступившей информации;
  • постоянный контроль за состоянием измерительных приборов;
  • осуществление дистанционной автоматической диагностики как технического состояния трубопроводов, так и отдельных узлов;
  • аварийное оповещение в случае несанкционированного вмешательства в работу измерительных приборов;
  • возможность формирования отчетов различных уровней;
  • длительную сохранность всех поступивших данных с измерительных приборов;
  • формирование базы данных, которые можно использовать в дальнейшем для оперативного контроля в диспетчерских пунктах или дальнейшей передачи в планово-экономические подразделения для проведения расчетов нормативов по использованию тепловой энергии.

Структурное построение учета газа

Автоматизацию систем по учету использования природного газа (АСУКГ) строят практически на тех же принципах в виде многофункционального информационного комплекса с возможностями расширения базы и внедрения многоуровневого построения. Количественный состав уровней и архитектурная схема их построения закладывается еще на стадиях проектирования и определяется техническим заданием, местными особенностями и числом объектов.

В стандартную схему обычно включают несколько уровней:

  1. На нижнем – располагают измерительное оборудование с датчиками, преобразователями сигналов и расходомерами. Здесь производиться первичный сбор необходимых данных и основной информации.
  2. На следующем – располагаются объекты управления с узлами учета расхода природного газа на газораспределительных станциях. Это позволяет выполнять задачи по сбору данных, непосредственно, с измерительных приборов, включая расход, температуру и давление в контрольном газопроводе. Вся полученная информация обрабатывается, учитывая, в том числе, компонентный состав природного газа, что позволяет производить все необходимые технические расчеты по заранее заложенным алгоритмам.
  3. На верхнем – производиться сбор и обработка всей поступившей информации с отдельных объектов, что позволяет обеспечивать работу системы автоматизации учета и контроля, как основного элемента пульта управления диспетчерской службы. Это дает возможность по подготовке баз данных для их дальнейшего использования в управлении газораспределительной системой в целом.

АСУКГ, в обязательном порядке, из-за удаленности и разобщённости точек учета должна использовать для возможности передачи данных информационные каналы связи, построенные на Ethernet, PLC, радиочастотах в 433 МГц или 2,4 ГГц или модулей GSM.

В заключение

Рассмотрев практически все аспекты построения автоматизированных систем учета и контроля энергоресурсов как в целом, так и по отдельным отраслям и видам, а также определив основные цели и задачи можно предположить, что экономическая эффективность будет завесить не только от методов внедрения и объемов финансирования, но и от специфических условий, сложившихся на каждом конкретном предприятии. А также можно однозначно констатировать, что чем выше степень энергоёмкости производства, тем более существенным будет экономический эффект от автоматизации контроля и учета основных энергоресурсов.

Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (3 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
«Проагрегат»