АСКУЭ территориально распределенных объектов

Экстенсивное развитие АСКУЭ связано с конвергенцией по различным признакам локальных территориальных и специализированных систем, что, в принципе, сводится к «расщеплению» среднего и верхнего уровней на подуровни, число которых соответствует степени охвата автоматизированным учетом территориальных объектов и промышленных объединений с минимизацией штатов обслуживающего персонала. Например, верхний уровень промышленного предприятия может быть нижним звеном верхнего уровня (сервера) АСКУЭ регионального уровня, средними звеньями которого являются районные и городские диспетчерские пункты. Другой вариант: предприятие — холдинг — отраслевое министерство. При этом возможно как одностороннее движение информации «снизу вверх», так и передача с сервера верхнего или среднего уровней команд управления исполнительными устройствами оборудования нижнего уровня АСКУЭ конкретного субъекта.

В качестве примера территориально распределенной АСКУЭ на рис. 2.10 представлена АСКУЭ «ES-Энергия» для предприятия класса энергетической системы, которое обслуживает территорию на уровне субъекта федерации (область, край, республику) [35]. Система состоит из локальных подсистем (ЛАСКУЭ), объединенных между собой коммуникациями связи в региональной АСКУЭ (РАСКУЭ). В простейшем случае система учета реализуется в виде двухуровневых программно-аппаратных комплексов. При этом на нижнем уровне используются цифровые приборы учета различных производителей, объединенные с помощью последовательных магистралей. Программно-аппаратный комплекс верхнего уровня в простейшем случае состоит из компьютеров (стандартного или промышленного исполнения) и программного комплекса. Передача данных с объектов контроля на верхний уровень производится непосредственно по собственным информационным каналам или с помощью приемо-передающей аппаратуры по коммутируемым и выделенным каналам связи. Программно-аппаратный комплекс «ES-Энергия» может обеспечивать ретрансляцию данных на более высокий уровень управления по существующим низкоскоростным каналам телемеханики. При этом передача данных от цифровых счетчиков по каналам телеметрии осуществляется непосредственно с объекта управления с использованием стандартных телемеханических протоколов. Для этих целей предназначено УСПД ЭНКС-2 на базе однокристального микроконтроллера.

Рис 4. — АСКУЭ «ES-Энергия» уровня АО-энерго

Для сложных объектов система «ES-Энергия» позволяет реализовать многоуровневые системы контроля и учета электроэнергии с использованием распределенной обработки информации. В такой системе программный комплекс разработан в соответствии с архитектурой «клиент-сервер» и функционирует под управлением системы управления базами данных (СУБД) Microsoft SQL Server 2000. Программа «ES-АСД» предназначена для сбора данных с цифровых приборов учета (АЛЬФА, ЕвроАЛЬФА, ИПЦ-6806, ПСЧ), конфигурирования каналов связи и объектов учета, формирования отчетов о сеансах связи. Программа «ES-Администратор» разработана для настройки базы данных «ES-АСКУЭ». База данных «ES-АСКУЭ SQL» хранит получасовые графики нагрузки, конфигурацию каналов и объектов учета в виде древовидных структур, пользовательские деревья и настройки. Набор хранимых процедур реализует прикладной интерфейс для удобной работы клиентских приложений с базой. Клиентское приложение «ES-Учет» обеспечивает обработку и просмотр накопленной информации в табличной форме, в виде двухи трехмерных графиков и диаграмм, формирование технических и финансовых отчетов, актов и вывод их на принтер, а также экспорт в Word и Excel. База данных «ES-АСКУЭ SQL» может использоваться в качестве источника внешних данных для других информационных систем, например, для SCADA-систем (InTouch, Trace Mode и др.).

На рис. 2.11 показана структура среднего и верхнего уровней автоматизированной системы энергоучета крупного (до 1,5 млн. населения) города [49]. Система представляет собой компьютеризированный комплекс на уровне глобальной сети, размещаемый на обслуживаемой территории. Топология размещения и организация связи между составляющими системы определяются административно-территориальной структурой города, техническими возможностями, а также производственными, экологическими и другими особенностями районов.

Рис 5. — Структура АСКУЭ города (средний и верхний уровни)

Назначение территориально распределенной городской АСКУЭ:

• ? учет потребления энергии посредством десятков миллионов ИП;
• ? функционирование в автоматическом режиме (без обслуживающего персонала) на уровне жилых домов, кварталов и отдельных предприятий;
• ? охват аппаратуры АСКУЭ диагностическим контролем с отображением информации о функционировании аппаратуры и качественных показателей энергоснабжения на дисплеях компьютеров диспетчерских пунктов;
• ? управление качеством электроснабжения, передача аварийной, служебной и экстренной информации в бытовом и промышленном секторах.

Структура территориально распределенной городской АСКУЭ позволяет осуществлять коммерческий и технический учет электроэнергии, тепловой энергии, воды, газа и других телеметрических параметров на уровне отдельного абонента, группы абонентов, жилого дома, предприятия, квартала, района и города в целом. Радиальная структура системы на высших уровнях обеспечивает информационный обмен между центральным диспетчерским пунктом, районными диспетчерскими пунктами, терминальными контроллерами. Дальность связи составляет от 40−60 км (при использовании радиоканала) и более (при использовании АТС, GSM). В качестве каналов связи на нижнем уровне (уровне абонентов) используются неполярные двухпроводные линии (НДПЛ). На нижнем уровне системы размещаются источники учетно-измерительной информации (ИП, счетчики и т. д.).

На среднем уровне клиентских узлов устанавливаются устройства сбора и передачи данных, контроллеры, аппаратура связи (АТС, радиоканал, волоконно-оптические линии связи, сотовая связь и т. д.). На верхнем уровне организуются локальные (районы, микрорайоны) и городская АСКУЭ, которые представляют собой программно-аппаратные средства управления системой, устройства отображения, документирования и хранения баз данных, аппаратуру связи, источники бесперебойного питания и т. д. с необходимым обслуживающим персоналом.

На рис. 6 показана структура фрагмента локальной АСКУЭ микрорайона. Первичные приборы учета энергии и энергоресурсов устанавливаются в каждой квартире. Измерительные каналы передают соответствующие данные в квартирные точки учета, представляющие собой простые концентраторы. Информация с адресной привязкой и нумерацией параметров поступает на домовое УСД, где осуществляется ее сбор и предварительная обработка.

Рис 6. — Структура фрагмента АСКУЭ города на уровне микрорайона

Информация от УСД по двухпроводным или волоконно-оптическим линиям связи поступает на квартальный контроллер; он после сортирования по видам энергоучета и обработки передает ее по радиоканалу или через АТС на диспетчерский пункт микрорайона, который формирует сводные данные и передает их по аналогичным информационным каналам на диспетчерский пункт района. Таким образом, разнообразие структур АСКУЭ с точки зрения назначения и взаимосвязи крупных функциональных узлов предоставляет широкие возможности для реализации последних достижений в области информационно-измерительной техники, сетевых технологий, аппаратуры и способов передачи информации, программно-аппаратных средств.

Можно выделить следующие основные свойства территориально-распределенных АСКУЭ:

• ? распределенность системы, которая связана с многообразием измеряемых параметров и территориальной разбросанностью точек учета;
• ? единство информационной базы и программно-аппаратной платформы, что существенно упрощают работу обслуживающего персонала на всех диспетчерских уровнях, а также создает предпосылки для поддержки единой расчетной схемы по видам энергоснабжения;
• ? современные протоколы обмена информацией и принципы использования информационных технологий, благодаря которым поддерживается высокий уровень информационной надежности и безопасности.