Современные системы учета электроэнергии (ССУЭ) представляют собой комплекс технологий, устройств и программного обеспечения, предназначенных для автоматизированного сбора, измерения, мониторинга и анализа данных о потреблении электроэнергии. Они обеспечивают возможность точного учета и контроля энергопотребления как на уровне отдельных потребителей (домов, предприятий), так и на уровне энергетических систем в целом. ССУЭ позволяют эффективно управлять энергоресурсами, оптимизировать расходы на электроэнергию, выявлять утечки и неэффективных потребителей, а также повышать общую энергоэффективность. Активное использование современных ССУЭ способствует снижению затрат на энергоресурсы и содействует устойчивому развитию энергетического сектора.
Автоматическая система коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) представляет собой современное технологическое решение, направленное на автоматизацию процесса учета расхода электроэнергии с целью выполнения расчетов с потребителями данного ресурса. Основное функциональное назначение АСКУЭ заключается в обеспечении постоянного автоматического контроля за использованием энергии в течение расчетного периода. Это особенно актуально, если система установлена на предприятии, где она способна осуществлять мониторинг использования электроэнергии на уровне цехов, производственных участков, а также конкретных потребителей.
Основные функции АСКУЭ также включают в себя обеспечение оперативного и максимально точного учета энергопотребления с учетом различных тарифов. Некоторые модели АСКУЭ имеют функцию автоматического переключения на более выгодные тарифы, что способствует оптимизации расходов на электроэнергию. Другим важным аспектом является оперативное выявление неисправностей приборов и сбоев в системе, что повышает надежность работы и обеспечивает бесперебойное функционирование системы.
Кроме того, АСКУЭ предоставляет оперативно-диспетчерскому персоналу цифровые характеристики по запросу, выводя информацию на экраны компьютеров или других устройств. Важными компонентами системы являются элементы первого, второго и третьего уровней. Элементы первого уровня включают цифровые устройства учета энергии и мощности с модулями для передачи данных. Элементы второго уровня представлены средствами коммуникации, такими как модемы, мультиплексоры и другая телекоммуникационная аппаратура. Элементы третьего уровня включают персональные компьютеры с установленным специализированным программным обеспечением.
Надежность работы АСКУЭ непосредственно зависит от компонентов первого уровня, поэтому особое внимание уделяется качеству приборов учета, от которых зависит точность собираемой информации. Все вышеперечисленные характеристики и элементы современной системы учета электроэнергии позволяют улучшить управление энергопотреблением, обеспечить экономическую эффективность и надежную работу энергетических систем.
Для передачи информации используется несколько технологий:
1. Интерфейс RS-485 — это стандарт серийной передачи данных, который широко используется в различных областях для организации коммуникации между различными устройствами. Основным преимуществом интерфейса RS-485 является его способность передавать данные на дальние расстояния (до 1200 м) при высокой скорости передачи до 10 Мбит/с.
В основе работы интерфейса RS-485 лежит принцип дифференциальной передачи данных. Это означает, что сигнал передается по двум проводам: один провод несет оригинальный сигнал, а другой — его инверсную копию. Разность потенциалов между этими проводами витой пары служит для передачи данных. Благодаря этому принципу интерфейс RS-485 обладает высокой устойчивостью к синфазной помехе, которая равномерно воздействует на оба провода. Такая дифференциальная передача данных позволяет избежать искажений сигнала.
Однако основным ограничением интерфейса RS-485 является ограниченное количество приемопередатчиков, которое не должно превышать 32 штуки. Это делает его менее подходящим для использования на крупных объектах, но при этом RS-485 остается отличным выбором для небольших систем, таких как управление зданием, системы безопасности, автоматизация производства и другие приложения, где требуется надежная передача данных на значительное расстояние.
2. GSM/GPRS (Global System for Mobile communications / General Packet Radio Service) — это способ передачи данных с приборов учета с использованием сети сотовой связи мобильных операторов. Благодаря глобальному покрытию территорий GSM и GPRS стали доступны как в городах, так и в сельской местности, обеспечивая возможность удаленного мониторинга и управления различными устройствами даже в отдаленных районах.
Для передачи данных с помощью GSM/GPRS необходимо подключить GSM-модем с SIM-картой к прибору учета. Этот метод обмена данными обладает рядом преимуществ, среди которых выделяются надежность, простота процесса и отсутствие необходимости использования специализированных устройств сбора и передачи данных (УСПД), ретрансляторов или другого дополнительного оборудования. Простота в установке и использовании делает этот способ особенно привлекательным для мониторинга и сбора данных с различных устройств отопления, водоснабжения, электросчетчиков и других.
Принцип работы GSM-модема аналогичен работе телефона-факса. Центральный компьютер или сервер набирает номер SIM-карты, к которой подключен модем, после чего модем устанавливает связь и передает необходимую информацию. Такой способ передачи данных позволяет эффективно и надежно осуществлять мониторинг и управление различными устройствами, предоставляя операторам возможность мониторинга и контроля удаленных объектов в реальном времени.
3. Интерфейс PLC (Power Line Communication) — телекоммуникационная технология, которая обеспечивает высокоскоростной обмен информацией по силовым электрическим сетям. Эта технология широко применяется для построения автоматизированных систем коммерческого и жилого электроснабжения (АСКУЭ), где используются различные устройства для мониторинга и управления энергосистемами.
Для передачи информации по силовым линиям используются различные диапазоны частот в зависимости от региона: CENELEC A (35-91 кГц, в России и Европе), CENELEC B (98-122 кГц, в некоторых странах Европы), FCC (155-487 кГц, в США).
Наиболее распространенными стандартизированными технологиями передачи данных по PLC являются PRIME и G3-PLC. PRIME отличается высокой скоростью передачи данных — до 141 Кбит/с, а также позволяет мониторить сеть в реальном времени. Система G3-PLC способна передавать пакеты данных IPv6 в Интернет, работать с различными типами оборудования и обеспечивать надежную передачу данных за счет возможности борьбы с помехами на несущих частотах.
Локальное оборудование сбора и обработки данных (ЛОСОД) — это функционально законченное устройство, разработанное для использования в автоматизированных системах учёта энергоресурсов. Оно применяется на предприятиях для сбора и передачи данных с энергосчетчиков коммерческого учета на сервер энергетической компании. ЛОСОД выполняет следующие задачи:
1. Автоматизация сбора данных о потреблении энергоресурсов, что способствует снижению потерь. Благодаря ЛОСОД удается оперативно и точно отслеживать расход энергии, что позволяет эффективно управлять потреблением и оптимизировать затраты.
2. Формирование точной информации об объемах и параметрах потоков электрической энергии, а также о значениях потребляемой мощности на определенной площадке. Это помогает не только контролировать потребление, но и проводить анализ эффективности использования энергии.
3. Контроль поступления электрической энергии в сеть предприятия и распределение объемов потребления по цехам, участкам и службам. Такой мониторинг позволяет оптимизировать процессы и предотвращать перегрузки систем.
4. Контроль работы энергоемкого оборудования в течение суток, особенно для предприятий с круглосуточным технологическим процессом. Это помогает предупредить возможные сбои и обеспечить непрерывность производства.
5. Передача информации об энергопотреблении поставщику ресурсов или оператору системы распределения. ЛОСОД играет ключевую роль в коммуникации между предприятием и внешними структурами, обеспечивая точное и своевременное информирование о потребляемой энергии.
Беспроводная система энергомониторинга Panoramic Power представляет собой инновационное решение, позволяющее эффективно контролировать и оптимизировать энергопотребление на предприятии. Основной особенностью этой системы является использование компактных беспроводных датчиков, которые обеспечивают сбор и передачу данных по энергопотреблению без необходимости проведения сложных монтажных работ.
Одним из ключевых преимуществ Panoramic Power является простота установки: благодаря отсутствию необходимости прокладывать дополнительные кабели и отключать оборудование от электрической сети, процесс установки датчиков становится быстрым и удобным. Достаточно просто закрепить датчик на проводе, и он готов к работе, что заметно экономит время и упрощает процесс.
Еще одним важным преимуществом является автономное питание датчиков от электромагнитного поля проводника, что исключает необходимость поддержания элементов питания и увеличивает надежность системы. Это также позволяет сделать контрольные устройства компактными и легкими, что способствует увеличению их числа в распределительном щите.
Данные, собранные с помощью датчиков Panoramic Power, передаются через модем в облачное ПО, обеспечивая доступность информации в реальном времени. Благодаря частой передаче данных (каждые 10 секунд) пользователь может мониторить энергопотребление оборудования на предприятии мгновенно и принимать оперативные решения для оптимизации работы.
Интеллектуальная система учета энергоресурсов (ИСУ) является ключевым инновационным решением в области контроля и учета энергопотребления. Ее функционал позволяет не только осуществлять учет и управление энергоресурсами, но и предоставлять информацию о результатах измерений, о количестве и других параметрах электроэнергии в соответствии с Правилами предоставления доступа к минимальному набору функций интеллектуальных систем учета электроэнергии, утвержденными Постановлением Правительства РФ № 890 от 9 июня 2020 года.
Владельцами ИСУ являются территориальные сетевые организации и гарантирующие поставщики, которые благодаря этой системе получают возможность снимать показания, нормализовать коммерческий учет энергоресурсов и моментально, в упрощенной процедуре, ограничивать энергообеспечение должников.
Согласно требованиям, все электросчетчики, введенные в эксплуатацию после 1 января 2022 года, должны соответствовать функциям интеллектуальной системы учета, определенным в Правилах № 890. В связи с этим старые приборы учета, не обладающие возможностью реализовать дополнительные опции, постепенно уходят в прошлое, что способствует повышению эффективности и точности учета энергоресурсов.
В последние годы в России был принят целый ряд законов с целью поощрения использования энергосберегающих технологий. Один из важнейших из них — Федеральный закон № 522-ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в связи с развитием систем учета электрической энергии (мощности) в Российской Федерации» от 2018 года, направленный на развитие интеллектуальных систем учета электрической энергии в стране и обязывающий оснащать все новые здания современными счетчиками электроэнергии. Процесс массового внедрения новых счетчиков стартовал 1 июля 2020 года и завершился в 2024 году.
С начала 2023 года, если потребителю отказывают в доступе к основным функциям интеллектуального учета электроэнергии, он имеет право требовать уплаты штрафа в виде фиксированной суммы. В связи с этим недавно было принято решение продлить на два года возможность не заменять, а поверять квартирные счетчики, чей срок службы еще не истек, до конца 2024 года. Также было решено отложить на год, до начала 2024 года, введение санкций в виде снижения тарифа за электроэнергию для граждан, которым не был установлен новый счетчик в установленный срок.
Согласно Административному кодексу, электроэнергетические компании, которые задерживают процесс замены счетчиков, могут быть оштрафованы на сумму до 100 000 рублей. Если энергетическая компания не выполняет свои обязательства по установке новых счетчиков, жители имеют право обратиться за помощью в государственную жилищную инспекцию или прокуратуру.
Кроме того, в марте 2023 года Совет Федерации одобрил изменения в Кодексе Российской Федерации об административных правонарушениях, предусматривающие штрафы для поставщиков и сетевых компаний за невыполнение установки умных счетчиков электроэнергии, но их вступление в силу было отложено до 1 января 2024 года.
В настоящее время компании, работающие в топливно-энергетическом секторе по всему миру, находятся в процессе значительных изменений. Этот период характеризуется процессами слияний, пересмотра управленческих структур, а также переосмыслением сфер деятельности и территориального присутствия. В России одной из ключевых задач является увеличение энергоэффективности национальной экономики. В данном контексте особое значение приобретают работы по реконструкции и обновлению энергетической инфраструктуры, а также оснащение всех видов потребителей современными счетчиками электроэнергии, так называемыми интеллектуальными счетчиками.
Внедрение технологии Smart Grid и «умных» счетчиков электроэнергии в рамках национальных стратегий в области энергетики выстроено с целью достижения нескольких важных задач. Оно способствует эффективному использованию энергетических ресурсов, борьбе с неплательщиками, управлению нагрузками на электросеть, повышению эффективности работы энергетических компаний, улучшению сервиса для потребителей, интеграции «зеленой» энергетики и повышению надежности энергосистем.
Внедрение новых технологий в энергетике, таких как Smart Grid и IoT, требует пересмотра бизнес-процессов и ключевых задач участников рынка. Для успешной адаптации необходимо использование инноваций, соответствующих современным трендам развития российской энергетики. В секторе энергетики России наблюдается значительный рост в применении IoT-технологий. Данные за 2023 год показывают, что около 45% предприятий ТЭК используют IoT-решения для оптимизации производственных процессов, стремясь к повышению эффективности и оптимизации рабочих процессов с помощью передовых технологий. Кроме того, 40% предприятий внедряют IoT-решения в области строительства и ремонта инфраструктуры, что говорит о расширении применения инновационных технологий для улучшения качества работ, повышения безопасности и надежности энергетических объектов.
Эксперты из Vygon Consulting прогнозируют, что на внедрение интеллектуальных систем учета в России ежегодно может быть выделено от 40 до 60 миллиардов рублей в период с 2022 по 2030 год. Предполагается, что рынок «умных» счетчиков может достичь объема в 65 миллиардов рублей в год к следующему десятилетию, при условии ежегодной установки около 9 миллионов устройств по цене от 6 до 10 тысяч рублей за каждое.
В рамках государственной программы цифровизации до 2030 года ПАО «Россети» планирует установить около 22 миллионов интеллектуальных счетчиков. Кроме улучшения надежности и доступности инфраструктуры, а также улучшения финансового положения компании, основное внимание уделяется инновационному развитию: «Россети» разрабатывают и внедряют собственные интеллектуальные технологии учета.
