Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уральский федеральный университет

имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Уральский энергетический институт

факультет Электроэнергетики и электротехники

КафедраИнформационных систем и технологий

Автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учёта электроэнергии

Курсовая работа

Студента IIкурса гр. ЭНЗ-230302

Плотникова В.В.

Научный руководитель:

Инюшкина О.Г.

Екатеринбург,

2015 год

ВВЕДЕНИЕ

В наше время трудно представить жизнь без потребления тепловой и электроэнергии. Современная цивилизованная торговля энергоресурсами основана на использовании приборного энергоучета, но участие человека в этом процессе сильно снижает эффективность этого метода. Сегодня многие бытовые потребители снимают и оплачивают показания своих счетчиков с задержкой до двух – трех недель относительно момента окончания расчетного периода, при этом временная погрешность достигает 40 – 50%., что сводящего к минимуму участие человека на этапе измерения, сбора и обработки данных и обеспечивающего достоверный, точный, оперативный и гибкий, адаптируемый к различным тарифным системам учет как со стороны поставщика энергоресурсов, так и со стороны потребителя. С этой целью, как поставщики, так и потребители, создают на своих объектах автоматизированные системы контроля и учета энергоресурсов.

Эволюция компьютерных  и коммуникационных технологий позволила сегодня  соединить в единую систему множество счётчиков и расходомеров для решения разных задач для многих  отраслей, потребителей или энергоснабжающих организаций. Динамический и статистический контроль финансовых, материальных и энергетических потоков, создание многоуровневых и разновременных балансов, многофакторный анализ данных измерений, их интерполяция и экстраполяция для создания объёмной картины эффективности использования энергии или оценки работы людей и оборудования выходят на передний план нашего внимания, оставляя мнемосхемы и показания счётчиков - расходомеров на нижних уровнях  АСКУЭ.

Темой моей курсовой работы стала индустрия автоматизированных систем контроля, учёта и управления энергоиспользованием – АСКУЭ. Этот новый сектор автоматизированных систем всё уверенней увеличивает свою нишу на рынках автоматизации многих стран, изменяясь и трансформируясь под потребности быстротекущего времени перемен. Вместе с новой индустрией      АСКУЭ в СНГ рождается индустрия энергосбережения и энергоэффективности – энергетический сервис. И не случайно многие из создавшихся компаний ЭСКО декларируют разработку и внедрение АСКУЭ, как один из своих основных или попутных к основному бизнесов.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 2

ОБЗОР АСКУЭ 4

Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ 4

Глава 2. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ АСКУЭ 7

Глава 3. ТИПОЛОГИЯ АСКУЭ 11

Глава 4. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ 13

Глава 5. ВЗАИМОСВЯЗЬ С ИНФОРМАЦИОНЫМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ 16

Глава 6. ДОСТОИНСТВА И НЕ ДОСТАТКИ АСКУЭ 19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 20

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 21

ОБЗОР АСКУЭ

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии(далее по тексту АСКУЭ)— обеспечивает коммерческий учёт электроэнергии (мощности).

Системы энергоучёта позволяют производить учёт потребления электроэнергии и тепла на объектах жилого, коммерческого и производственного назначения. Системы могут учитывать потребление энергоресурсов на уровне дома, районов, города, населенного пункта с единым диспетчерским и финансовым центрами.

Или говоря более точным языком:

Автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учёта электроэнергии (АИИС КУЭ, АСКУЭ)— совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих дистанционный сбор, хранение и обработку данных об энергетических потоках вэлектросетях.

АСКУЭ необходима для автоматизации торговли электроэнергией. Но стоит заметить, что также АСКУЭ выполняет технические функции контроля за режимами работы электрооборудования. Иерархическая система, представляющая собой техническое устройство, функционально объединяющее совокупность измерительно-информационных комплексов точек измерений, информационно-вычислительных комплексов электроустановок, информационно-вычислительного комплекса и системы обеспечения единого времени, выполняющее функции проведения измерений, сбора, обработки и хранения результатов измерений, информации о состоянии объектов и средств измерений, а также передачи полученной информации в интегрированную автоматизированную систему управления коммерческим учетом на оптовом рынке электроэнергии в автоматизированном режиме.¹

При наличии современной АСКУЭ промышленное предприятие полностью контролирует весь свой процесс энергопотребления и имеет возможность по согласованию с поставщиками энергоресурсов гибко переходить к разным тарифным системам, минимизируя затраты. Следует отметить, что развитие тарифных систем, гармонизирующих противоречивые интересы поставщика и потребителя энергоресурсов, соответствует мировой практике.

Информационно-измерительный канал (ИИК)— часть системы от проводника электроэнергии доэлектросчётчика.Трансформаторы тока,трансформатор напряженияи электропроводка, соединяющая трансформаторы со счётчиком, входит в состав информационно-измерительного канала. АИИС КУЭ, как правило, содержит несколько информационно-измерительных каналов. Совокупность программно-технических средств учета электроэнергии по данной точке измерений, в которой формируются и преобразуются сигналы, содержащие количественную информацию об измеряемых величинах, реализуются вычислительные и логические операции, предусмотренные процессом измерений, а также интерфейс доступа к информации по данной точке измерений электроэнергии.

Информационно-измерительный комплекс относится к нижнему уровню АСКУЭ. Коммуникационной средой между счетчиком и УСПД (Устройство сбора и передачи данных) может являться интерфейс RS-485, интерфейсRS-232, CAN интерфейс , GSM,радиоэфир,PLC- сеть 0,4кВ. Организация канала связи в коммуникационной среде осуществляется программными и аппаратными методами.

Информационно-вычислительный комплекс электроустановки (ИВКЭ)— Совокупность функционально объединенных программных и технических средств, предназначенная для решения задач сбора и обработки результатов измерений, диагностики средств измерений в пределах одной электроустановки,  а также обеспечения интерфейсов доступа к этой информации.

Информационно-вычислительный комплекс (ИВК)— часть системы от электросчётчика до контролирующей организации. К ИВК относятся:

• устройства сбора и передачи данных (УСПД)

• контролеры удаленного сбора данных (КУСД)

• каналы связи между электросчётчиками и УСПД

• серверы верхнего уровня

• коммуникационная среда и каналы связи между УСПД и серверами верхнего уровня (переход с нижнего уровня на верхний)

• система обеспечения единого времени (СОЕВ)

• автоматизированные рабочие места(АРМ) диспетчеров

• автоматизированные рабочие места администраторов системы

• каналы связи верхнего уровня, в том числе между серверами и АРМ смежных пользователей информации

• программное обеспечение верхнего уровня

Решение проблемы учета электроэнергии требует создания автоматизированных систем контроля и учета, которые в общем случае содержат два или три уровня:

• Нижний уровень – первичные измерительные преобразователи (ПИП) с телеметрическими выходами, непрерывно или с минимальным интервалом усреднения измеряющие параметры электроэнергии;

• Средний уровень – контроллеры (специализированные измерительные системы или многофункциональные программируемые преобразователи) со встроенным программным обеспечением учета, осуществляющие в заданном цикле интервала усреднения круглосуточный сбор измерительных данных с территориально распределенных ПИП, накопление, обработку и передачу этих данных на верхний уровень;

• Верхний уровень – персональный компьютер (ПК) со специализированным программным обеспечением АСКУЭ, осуществляющий сбор информации с контроллера (или группы контроллеров) среднего уровня, итоговую обработку этой информации как по точкам учета, так и по их группам (подразделениям и объектам предприятия), отображение и документирование данных учета в виде, удобном для анализа и принятия решений (управления) оперативным персоналом службы главного энергетика и руководством предприятия.

Нижний уровень АСКУЭ связан со средним уровнем измерительными каналами, в которые входят все измерительные средства и линии связи от точки учета до контроллера.

Средний уровень АСКУЭ связан с верхним уровнем каналом связи, в качестве которого могут использоваться физические проводные линии связи.

Счетчики, датчики в системах АСКУЭ. В настоящее время при стремительном развитии микроэлектроники и снижении цен на электронные компоненты цифровые системы управления постепенно вытесняют своих аналоговых конкурентов. Одни из главных преимуществ цифровых систем управления на базе микроконтроллеров — гибкость и многофункциональность, достигаемые не аппаратно, а программно без дополнительных материальных затрат, а также повышение точности и надежности учета. Цифровой счетчик электроэнергии на базе простейшего микроконтроллера имеет очевидные преимущества: надежность за счет полного отсутствия трущихся элементов, компактность, возможность изготовления корпуса с учётом интерьера современных жилых домов; увеличение периода поверок в несколько раз.