 |
УНИВЕРСАЛЬНЫЕ НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ООО |
|
Адрес: Полтавская обл., г. Кременчуг, ул. Свиштовская, 11
Телефон: +38(0536) 782545
 192337706
|
Система управления и автоматизации энергоучета на предприятии Traffic-Manager
Продавец: УНИВЕРСАЛЬНЫЕ НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ООО
Телефон: +38(0536) 782545
Описание товара
Описание системы:
Появление на рынке приборов учета электроэнергии счетчиков четвертого поколения позволило качественно изменить принципы построения систем сбора данных о учете электроэнергии. Счетчики нового поколения способны не только отображать на цифровом индикаторе количество потребленной электроэнергии, но и хранить эти значения, а также другие параметры, определяющие качество электропотребления, в своей памяти. Кроме того, они способны предоставить сохраненную информацию пользователю по цифровым интерфейсам для передачи по каналам связи с применением специализированных протоколов обмена данных.
Основные задачи, которые решает система — это предоставление пользователю наиболее полной информации о режимах потребления электроэнергии, автоматизация процесса формирования отчетов, хранение архивной информации, анализ экономической эффективности выбранного способа расчетов.
Физический уровень реализации системы представляет собой комплекс средств, образующих канал связи рабочего места пользователя и приборов учета электроэнергии. Счетчики комплектуются интерфейсом RS-232 для локального доступа, и интерфейсом CAN2.0 для работы в составе промышленной сети (до 256 устройств). Для объединения счетчиков используется активный преобразователь интерфейсов (рис. 2), у которого имеются один порт RS232 для связи с серверной станцией, и один CAN2.0 порт для связи с сетью счетчиков.
С точки зрения построения физического уровня, система является многоуровневой системой. Данные точек сбора поступают на серверную станцию, где производится расчет и хранение данных и формируется база данных. Доступ пользователей к базе данных осуществляется через локальную сеть (Ethernet) или посредством удаленного доступа через сеть Internet (TCP/IP). Данное техническое решение позволяет реализовать множество вариантов топологии при построении распределенной системы сбора данных.
Особенности:
Высокая точность, поддержка стандартов IEC 60687, IEC 61036, IEC 61268,
IEC 62053-21, IEC 62053-22, и IEC 62053-23;
Совместимость с 3-фазными/3-проводными, 3-фазными/4-проводными, и другими 3-фазными линиями;
Менее чем 0,1% погрешность при измерении активной мощности при динамическом диаппазоне 1000 к 1;
Измерение активной, реактивной, полной мощностей, среднеквадратичного напряжения и тока, получение формы напряжения и тока (sampled waveform data);
Работа в CAN, TCP/IP — сети со сбором данных на компьютер;
Возможность работы в сети до 256 учтройств.
Параметры трафик-менеджера:
Напряжение сети — 220/380V
Максимальный ток — в зависимости от необходимого класса точности и выбранного базового тока.
Табл. 1. Требования по точности
Величина тока1
Коэффициент мощности2
Макс. Допустимая
погрешность3
Класс 1
Класс 2
0.05 Ib < I < 0.1 Ib
1
±1.5%
±2.5%
0.1 Ib < I < IMAX
1
±1.0%
±2.0%
0.1 Ib < I < 0.2 Ib
0.5 Lag
0.8 Lead
±1.5%
±1.5%
±2.5%
0.2 Ib < I < IMAX
0.5 Lag
0.8 Lead
±1.0%
±1.0%
±2.0%
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Диапазоны допустимых токов в таблице 1, для которых нормируется погрешность, указаны относительно базового
тока (Ib). Базовый ток определен в стандарте IEC1036 (1996-09), раздел 3.5.1.1 как величина тока, при которой
определяются номинальные параметры системы. IMAX представляет собой максимальный ток, при котором
обеспечивается необходимая точность.
2 Коэффициент мощности (PF) в таблице I определяется сдвигом по фазе между напряжением в сети (частотой 45 -
65 Гц) и током. Коэффициент мощности может быть определен как PF = cos(φ), где φ представляет собой
фазовый угол между напряжением и током в случае чистой синусоиды.
3 Номер класса определяется в стандарте IEC1036 (1996-09), раздел 3.5.5 размерами допустимой погрешности.
Погрешность в процентах определяется формулой:
%Погрешности=(Зарегистрированная энергия-Фактическое количество энергии)/Фактическое количество электроэнергии
Температурный рабочий диаппазон — 40 …+50 0С
Трафик-менеджер поставляется в корпусе CAMDEN CNMB/9/2 (рис. 1) с креплением под DIN-рейку, что обеспечивает легкий монтаж изделия в промышленном оборудовании, в электрошкафах и т.д.
Клиент системы сбора данных.
Рисунок 1. Внешний вид точки сбора данных системы «Трафик-менеджер».
Сервер системы сбора данных.
Рисунок 2. Модуль преобразования интерфейсов RS232 / CAN2.0
Помимо стандартного режима работы (трафик-менеджер) есть возможность отдельных устройств мгновенно выполнять измерения электрических величин в заявленном классе, что позволяет пользователю получить дополнительную информацию о фазных или линейных значениях напряжения, величине тока пофазно, активной и реактивной мощности, частоте, коэффициенте мощности по каждому присоединению и по группе. Временная метка указывает момент измерения. Дополнительный пересчет позволяет отображать измеренные значения в реальной размерности.
Графический интерфейс с комбинированным табличным представлением информации, а также оригинальный алгоритм работы программы, позволяют потребителю оптимизировать затраты на электроэнергию при работе с энергорынком. Наращиваемая база событий, обновление влияющих величин, прогнозирование электропотребления и затрат дают полный инструментарий для работы с энергорынком.
Программное обеспечение позволяет в текстовом виде получить любые отчетные формы по электропотреблению — по каждому присоединению отдельно и по группе суммарно; в многотарифной и однотарифной сетке расчетов; посуточно и с начала месяца; за любой отчетный период.
Эффективность компенсации реактивной мощности.
Промышленные предприятия оплачивают две составляющие электроэнергии — активную и реактивную. В отличие от активной составляющей реактивная энергия может быть получена непосредственно в местах ее потребления. Поэтому для минимизации общих потерь экономически целесообразно большую часть необходимой реактивной составляющей вырабатывать на шинах (присоединениях) соответствующих энергопотребляющих установок. Практика такого производства реактивной энергии широко распространена во всем мире и известна как компенсация реактивной мощности.
При определении эффективности компенсации реактивной мощности в расчет обычно принимается только величина снижения затрат на оплату реактивной энергии. А на том факте, что для выработки реактивной энергии необходима активная энергия, обычно внимание не акцентируют.
Величина затрат активной энергии на выработку реактивной зависит от типа компенсирующего устройства. Так, удельные затраты активной энергии на выработку реактивной составляют:
для синхронных электродвигателей Kкомп = 0,011 — 0,049 кВт/кВАр;
для батарей статических конденсаторов Kкомп = 0,003 — 0,004 кВт/кВАр.
Для предприятий, рассчитывающихся за потребленную электроэнергию по тарифам, дифференцированным по зонам суток, стоимость активной энергии неодинакова для разного времени суток. Например, если на выработку реактивной энергии в ночной зоне (тарифный коэффициент — 0,3) необходимо затратить активной энергии на сумму 500 грн. (тарифный коэффициент — 0,3), то стоимость такого же количества активной энергии в пиковой зоне (тарифный коэффициент — 1,8) составит 500 A * 1,8 / 0,3 = 3000 грн. В связи с этим эффективность компенсации для данных предприятий в разные зоны суток так же отличается. Для предприятий, работающих по одноставочному тарифу, эффективность компенсации близка к эффективности компенсации в полупиковой тарифной зоне суток, имеющей тарифный коэффициент 1,02.
Таким образом, величина суммарной стоимости электроэнергии (активной и реактивной составляющих) находится в прямой зависимости от уровня компенсации реактивной мощности.
При оценке эффективности капитальных затрат на организацию собственной выработки реактивной энергии необходимо учитывать влияние факторов, определяющих величину суммарных затрат на оплату электроэнергии. Целесообразность компенсации реактивной мощности должна определяться для каждой расчетной точки индивидуально, с учетом экономического эквивалента реактивной мощности для данной точки учета.
Исходя из вышеизложенного наиболее эффективно компенсировать реактивную мощность и, соответственно, получить максимальный экономический эффект можно только получив точное расположение источников реактивной энергии по предприятию и распределение выработки ими реактивной энергии в течение суток.
Предлагаемая система учета (трафик-менеджер) позволяет получить данную информацию и вести дальнейшее наблюдение за эффективностью компенсации реактивной энергии на предприятии, отслеживать изменения в ее источниках, графике ее выработки, что позволит эффективно управлять энергоресурсами предприятия.
Описание принципов работы системы и ее возможностей:
Повышение эффективности работы энергосистем в условиях постоянного роста цен на топливо и энергию связано с созданием современных АСКУЭ (Автоматизированная Система Контроля и Управления Энергопотреблением) энергосистем. Они позволяют в реальном масштабе времени считать с высокой достоверностью и точностью балансы энергии по всем структурам энергосистем, выявлять потери энергии и предлагать руководству подразделений энергосистемы все данные учета для принятия правильных решений по оптимизации процесса энергоснабжения и расчетам с потребителями.
Система «Трафик-менеджер» состоит из двух основных частей: дистанционной системы учета и системы управления абонентами. В качестве коммуникационной среды для передачи информации используется локальная сеть (Ethernet) или специализированная линия связи на основе протокола CAN 2.0, а также телекоммуникационная сеть общего пользования
Функциональная схема Traffic Manager.
Электронный счетчик объединяет в себе функции прибора учета и устройства связи с каналом сети передачи данных. Счетчик разработан с учетом международных стандартов IEC 60687, IEC 61036, IEC 61268, IEC 62053-21, IEC 62053-22, и IEC 62053-23, совместим с 3-фазными/3-проводными, 3-фазными/4-проводными, и другими 3-фазными линиями, имеет менее чем 0,1% погрешность при измерении активной мощности при динамическом диаппазоне 1000 к 1, измеряет активную, реактивную, полную мощности, среднеквадратичное напряжение и ток, позволяет получить форму напряжения и тока (sampled waveform data).
Сервер сбора данных / концентратор способен управлять передачей информации как в центральную систему, так и в электронные счетчики.
Концентратор / сервер опрашивает электронные счетчики по принципу «master-slave» (главный — подчиненный). Связь между концентратором и счетчиком осуществляется по сети CAN или Ethernet (по протоколу TCP/IP).
Модемы, установленные на сервере сбора данных, передают данные, собранные сервером, в центральную систему по телекоммуникационной сети (GSM, ISDN и т.д.) с использованием протокола TCP/IP. Центральная система (AMM) собирает и отправляет данные от/на концентраторы/сервера и управляет системой. Операционный центр управляет вводом данных измерений.
Каждый счетчик оснащен энергонезависимой памятью, что позволяет хранить непосредственно в точке измерения энергии архив данных учета с организацией удаленного доступа к этому архиву по запросу с возможностью многократного обращения к любым элементам архива. Именно такую возможность предоставляют современные микропроцессорные электронные счетчики с цифровыми интерфейсами. Поскольку питание электронного счетчика производится непосредственно от фидера точки учета, то пропадание этого питания не приводит к потере текущей информации счетчиком — энергопотребление нагрузки и измерительные данные отсутствуют. Накопленную же ранее информацию счетчик, как и система учета, сохраняет за счет встроенного аккумулятора. При восстановлении питания на фидере учета счетчик возобновляет свою работу и продолжает вести учет без какой-либо потери данных — достоверность учета абсолютна. Только выход из строя самого счетчика может привести к нарушению учета и потере всех накопленных ранее данных, если они вовремя не были запрошены и сохранены на верхнем уровне АСКУЭ.
Варианты использования:
На сегодня разработано три варианта использования системы:
Как распределенная система учета электроэнергии на предприятии что позволяет более точно распределять затраты по электроэнергии на предприятии и визуально вести контроль за использованием электроэнергии для чего разработано программное обеспечение для более наглядного представления информации на экране монитора, а так же для создания отчетов и проведения интелектуального анализа использования электроэнергии.
Как система учета и контроля рабочего времени на предприятии. Позволяет с высочайшей точностью вести учет фактического рабочего времени на предприятии, проводить сравнение с запланированным графиком рабочего времени и, исходя из этого, проводить анализ на предмет финансовых потерь, более эффективного распределения рабочего времени рабочих и оборудования.
Сочетание первого и второго варианта, что позволит максимально эффективно управлять общезаводскими расходами на предприятии.
Появление на рынке приборов учета электроэнергии счетчиков четвертого поколения позволило качественно изменить принципы построения систем сбора данных о учете электроэнергии. Счетчики нового поколения способны не только отображать на цифровом индикаторе количество потребленной электроэнергии, но и хранить эти значения, а также другие параметры, определяющие качество электропотребления, в своей памяти. Кроме того, они способны предоставить сохраненную информацию пользователю по цифровым интерфейсам для передачи по каналам связи с применением специализированных протоколов обмена данных.
Основные задачи, которые решает система — это предоставление пользователю наиболее полной информации о режимах потребления электроэнергии, автоматизация процесса формирования отчетов, хранение архивной информации, анализ экономической эффективности выбранного способа расчетов.
Физический уровень реализации системы представляет собой комплекс средств, образующих канал связи рабочего места пользователя и приборов учета электроэнергии. Счетчики комплектуются интерфейсом RS-232 для локального доступа, и интерфейсом CAN2.0 для работы в составе промышленной сети (до 256 устройств). Для объединения счетчиков используется активный преобразователь интерфейсов (рис. 2), у которого имеются один порт RS232 для связи с серверной станцией, и один CAN2.0 порт для связи с сетью счетчиков.
С точки зрения построения физического уровня, система является многоуровневой системой. Данные точек сбора поступают на серверную станцию, где производится расчет и хранение данных и формируется база данных. Доступ пользователей к базе данных осуществляется через локальную сеть (Ethernet) или посредством удаленного доступа через сеть Internet (TCP/IP). Данное техническое решение позволяет реализовать множество вариантов топологии при построении распределенной системы сбора данных.
Особенности:
Высокая точность, поддержка стандартов IEC 60687, IEC 61036, IEC 61268,
IEC 62053-21, IEC 62053-22, и IEC 62053-23;
Совместимость с 3-фазными/3-проводными, 3-фазными/4-проводными, и другими 3-фазными линиями;
Менее чем 0,1% погрешность при измерении активной мощности при динамическом диаппазоне 1000 к 1;
Измерение активной, реактивной, полной мощностей, среднеквадратичного напряжения и тока, получение формы напряжения и тока (sampled waveform data);
Работа в CAN, TCP/IP — сети со сбором данных на компьютер;
Возможность работы в сети до 256 учтройств.
Параметры трафик-менеджера:
Напряжение сети — 220/380V
Максимальный ток — в зависимости от необходимого класса точности и выбранного базового тока.
Табл. 1. Требования по точности
Величина тока1
Коэффициент мощности2
Макс. Допустимая
погрешность3
Класс 1
Класс 2
0.05 Ib < I < 0.1 Ib
1
±1.5%
±2.5%
0.1 Ib < I < IMAX
1
±1.0%
±2.0%
0.1 Ib < I < 0.2 Ib
0.5 Lag
0.8 Lead
±1.5%
±1.5%
±2.5%
0.2 Ib < I < IMAX
0.5 Lag
0.8 Lead
±1.0%
±1.0%
±2.0%
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Диапазоны допустимых токов в таблице 1, для которых нормируется погрешность, указаны относительно базового
тока (Ib). Базовый ток определен в стандарте IEC1036 (1996-09), раздел 3.5.1.1 как величина тока, при которой
определяются номинальные параметры системы. IMAX представляет собой максимальный ток, при котором
обеспечивается необходимая точность.
2 Коэффициент мощности (PF) в таблице I определяется сдвигом по фазе между напряжением в сети (частотой 45 -
65 Гц) и током. Коэффициент мощности может быть определен как PF = cos(φ), где φ представляет собой
фазовый угол между напряжением и током в случае чистой синусоиды.
3 Номер класса определяется в стандарте IEC1036 (1996-09), раздел 3.5.5 размерами допустимой погрешности.
Погрешность в процентах определяется формулой:
%Погрешности=(Зарегистрированная энергия-Фактическое количество энергии)/Фактическое количество электроэнергии
Температурный рабочий диаппазон — 40 …+50 0С
Трафик-менеджер поставляется в корпусе CAMDEN CNMB/9/2 (рис. 1) с креплением под DIN-рейку, что обеспечивает легкий монтаж изделия в промышленном оборудовании, в электрошкафах и т.д.
Клиент системы сбора данных.
Рисунок 1. Внешний вид точки сбора данных системы «Трафик-менеджер».
Сервер системы сбора данных.
Рисунок 2. Модуль преобразования интерфейсов RS232 / CAN2.0
Помимо стандартного режима работы (трафик-менеджер) есть возможность отдельных устройств мгновенно выполнять измерения электрических величин в заявленном классе, что позволяет пользователю получить дополнительную информацию о фазных или линейных значениях напряжения, величине тока пофазно, активной и реактивной мощности, частоте, коэффициенте мощности по каждому присоединению и по группе. Временная метка указывает момент измерения. Дополнительный пересчет позволяет отображать измеренные значения в реальной размерности.
Графический интерфейс с комбинированным табличным представлением информации, а также оригинальный алгоритм работы программы, позволяют потребителю оптимизировать затраты на электроэнергию при работе с энергорынком. Наращиваемая база событий, обновление влияющих величин, прогнозирование электропотребления и затрат дают полный инструментарий для работы с энергорынком.
Программное обеспечение позволяет в текстовом виде получить любые отчетные формы по электропотреблению — по каждому присоединению отдельно и по группе суммарно; в многотарифной и однотарифной сетке расчетов; посуточно и с начала месяца; за любой отчетный период.
Эффективность компенсации реактивной мощности.
Промышленные предприятия оплачивают две составляющие электроэнергии — активную и реактивную. В отличие от активной составляющей реактивная энергия может быть получена непосредственно в местах ее потребления. Поэтому для минимизации общих потерь экономически целесообразно большую часть необходимой реактивной составляющей вырабатывать на шинах (присоединениях) соответствующих энергопотребляющих установок. Практика такого производства реактивной энергии широко распространена во всем мире и известна как компенсация реактивной мощности.
При определении эффективности компенсации реактивной мощности в расчет обычно принимается только величина снижения затрат на оплату реактивной энергии. А на том факте, что для выработки реактивной энергии необходима активная энергия, обычно внимание не акцентируют.
Величина затрат активной энергии на выработку реактивной зависит от типа компенсирующего устройства. Так, удельные затраты активной энергии на выработку реактивной составляют:
для синхронных электродвигателей Kкомп = 0,011 — 0,049 кВт/кВАр;
для батарей статических конденсаторов Kкомп = 0,003 — 0,004 кВт/кВАр.
Для предприятий, рассчитывающихся за потребленную электроэнергию по тарифам, дифференцированным по зонам суток, стоимость активной энергии неодинакова для разного времени суток. Например, если на выработку реактивной энергии в ночной зоне (тарифный коэффициент — 0,3) необходимо затратить активной энергии на сумму 500 грн. (тарифный коэффициент — 0,3), то стоимость такого же количества активной энергии в пиковой зоне (тарифный коэффициент — 1,8) составит 500 A * 1,8 / 0,3 = 3000 грн. В связи с этим эффективность компенсации для данных предприятий в разные зоны суток так же отличается. Для предприятий, работающих по одноставочному тарифу, эффективность компенсации близка к эффективности компенсации в полупиковой тарифной зоне суток, имеющей тарифный коэффициент 1,02.
Таким образом, величина суммарной стоимости электроэнергии (активной и реактивной составляющих) находится в прямой зависимости от уровня компенсации реактивной мощности.
При оценке эффективности капитальных затрат на организацию собственной выработки реактивной энергии необходимо учитывать влияние факторов, определяющих величину суммарных затрат на оплату электроэнергии. Целесообразность компенсации реактивной мощности должна определяться для каждой расчетной точки индивидуально, с учетом экономического эквивалента реактивной мощности для данной точки учета.
Исходя из вышеизложенного наиболее эффективно компенсировать реактивную мощность и, соответственно, получить максимальный экономический эффект можно только получив точное расположение источников реактивной энергии по предприятию и распределение выработки ими реактивной энергии в течение суток.
Предлагаемая система учета (трафик-менеджер) позволяет получить данную информацию и вести дальнейшее наблюдение за эффективностью компенсации реактивной энергии на предприятии, отслеживать изменения в ее источниках, графике ее выработки, что позволит эффективно управлять энергоресурсами предприятия.
Описание принципов работы системы и ее возможностей:
Повышение эффективности работы энергосистем в условиях постоянного роста цен на топливо и энергию связано с созданием современных АСКУЭ (Автоматизированная Система Контроля и Управления Энергопотреблением) энергосистем. Они позволяют в реальном масштабе времени считать с высокой достоверностью и точностью балансы энергии по всем структурам энергосистем, выявлять потери энергии и предлагать руководству подразделений энергосистемы все данные учета для принятия правильных решений по оптимизации процесса энергоснабжения и расчетам с потребителями.
Система «Трафик-менеджер» состоит из двух основных частей: дистанционной системы учета и системы управления абонентами. В качестве коммуникационной среды для передачи информации используется локальная сеть (Ethernet) или специализированная линия связи на основе протокола CAN 2.0, а также телекоммуникационная сеть общего пользования
Функциональная схема Traffic Manager.
Электронный счетчик объединяет в себе функции прибора учета и устройства связи с каналом сети передачи данных. Счетчик разработан с учетом международных стандартов IEC 60687, IEC 61036, IEC 61268, IEC 62053-21, IEC 62053-22, и IEC 62053-23, совместим с 3-фазными/3-проводными, 3-фазными/4-проводными, и другими 3-фазными линиями, имеет менее чем 0,1% погрешность при измерении активной мощности при динамическом диаппазоне 1000 к 1, измеряет активную, реактивную, полную мощности, среднеквадратичное напряжение и ток, позволяет получить форму напряжения и тока (sampled waveform data).
Сервер сбора данных / концентратор способен управлять передачей информации как в центральную систему, так и в электронные счетчики.
Концентратор / сервер опрашивает электронные счетчики по принципу «master-slave» (главный — подчиненный). Связь между концентратором и счетчиком осуществляется по сети CAN или Ethernet (по протоколу TCP/IP).
Модемы, установленные на сервере сбора данных, передают данные, собранные сервером, в центральную систему по телекоммуникационной сети (GSM, ISDN и т.д.) с использованием протокола TCP/IP. Центральная система (AMM) собирает и отправляет данные от/на концентраторы/сервера и управляет системой. Операционный центр управляет вводом данных измерений.
Каждый счетчик оснащен энергонезависимой памятью, что позволяет хранить непосредственно в точке измерения энергии архив данных учета с организацией удаленного доступа к этому архиву по запросу с возможностью многократного обращения к любым элементам архива. Именно такую возможность предоставляют современные микропроцессорные электронные счетчики с цифровыми интерфейсами. Поскольку питание электронного счетчика производится непосредственно от фидера точки учета, то пропадание этого питания не приводит к потере текущей информации счетчиком — энергопотребление нагрузки и измерительные данные отсутствуют. Накопленную же ранее информацию счетчик, как и система учета, сохраняет за счет встроенного аккумулятора. При восстановлении питания на фидере учета счетчик возобновляет свою работу и продолжает вести учет без какой-либо потери данных — достоверность учета абсолютна. Только выход из строя самого счетчика может привести к нарушению учета и потере всех накопленных ранее данных, если они вовремя не были запрошены и сохранены на верхнем уровне АСКУЭ.
Варианты использования:
На сегодня разработано три варианта использования системы:
Как распределенная система учета электроэнергии на предприятии что позволяет более точно распределять затраты по электроэнергии на предприятии и визуально вести контроль за использованием электроэнергии для чего разработано программное обеспечение для более наглядного представления информации на экране монитора, а так же для создания отчетов и проведения интелектуального анализа использования электроэнергии.
Как система учета и контроля рабочего времени на предприятии. Позволяет с высочайшей точностью вести учет фактического рабочего времени на предприятии, проводить сравнение с запланированным графиком рабочего времени и, исходя из этого, проводить анализ на предмет финансовых потерь, более эффективного распределения рабочего времени рабочих и оборудования.
Сочетание первого и второго варианта, что позволит максимально эффективно управлять общезаводскими расходами на предприятии.
