Денис Волков,
заместитель главного инженера по инновационным технологиям ОАО «Энергострой-М.Н.»
В рамках программы «Энергоэффективный город» в ряде российских городов предполагается внедрение новых технологий в сфере энергоснабжения, в том числе создание автоматизированных систем учета электроэнергии в сфере ЖКХ.
Длительное время автоматизированные системы учета электроэнергии развивались для узкого сегмента – электросетевого и электрогенерирующего комплексов. Были сформулированы и приняты к исполнению требования для работы на оптовом рынке электроэнергии как для счетчиков, так и для коммуникационного оборудования и программного обеспечения верхнего уровня. Характерными особенностями таких систем были небольшое количество точек учета и высокие требования к метрологии, технике и подготовке специализированных документов.
При обсуждении будущего российских городов эксперты и простые граждане сходятся во мнении о важности эффективного использования электроэнергии. Правительством РФ определено, что необходимо внедрять новые технологии и энергоэффективные решения, в связи с чем рассматриваются возможности реализовать комплексные программы развития городской инфраструктуры.
Недавно появились проекты модернизации российских городов по программам «Умный город», основная цель которых – повысить качество жизни населения, предложить решения для эффективного управления городской инфраструктурой и обеспечить оптимальный режим потребления энергоресурсов. С 2013 г. компания ОАО «Энергострой-М.Н.» совместно с ОАО «Россети», администрациями гг. Гудермеса, Магаса, Каспийска и правительствами республик Северного Кавказа приступила к реализации программы «Энергоэффективный город», предполагающей внедрение новых технологий в сфере энергоснабжения. Важным этапом стало подписание в октябре 2014 г. на выставке RuGrids-Electro соглашений о сотрудничестве в реализации данной программы.
В вышеназванных городах ОАО «Энергострой-М.Н.» предполагало внедрение технологий по трем основным направлениям:
- наблюдаемость;
- надежность;
- энергоэффективность.
Важно отметить две особенности этого сложного проекта:
- насчитывается порядка нескольких сотен технологий, подпадающих под определение «Умный город», и необходимо понимать, что не все из них подойдут для наших городов. Требуется индивидуальный подход, учитывающий региональную специфику;
- не все технологии эффективны по отдельности. Дешевле и проще реализовывать комплексные решения. Например, само по себе видеонаблюдение за городской дорожной ситуацией никогда не окупится, а совместно с системой регистрации нарушений правил дорожного движения это возможно.
Однако уже сейчас понятно, что одним из решений, которое точно будет реализовано, является интеллектуальная система учета электрической энергии.
Для систем учета электроэнергии, предназначенных для использования в сфере электроснабжения населения, характерны следующие особенности:
- количество приборов учета может достигать нескольких десятков тысяч;
- стоимость всей системы определяет качество выбираемой техники;
- метрология должна быть проще, чем для систем, применяемых в «большой» энергетике.
Требования заказчиков
Проведя предварительную изыскательскую работу, специалисты ОАО «Энергострой-М.Н.» выяснили интересную особенность: различные функциональные заказчики внутри города видят функции системы учета совершенно по-разному. Так, для населения, в первую очередь, важны следующие факторы:
- единство учета (общее оборудование для сбора, общая обслуживающая организация, единые платежи) для всех видов энергоресурсов;
- контроль качества используемых энергоресурсов;
- наличие инструментов управления своим потреблением и возможность выбирать предоставляемые услуги в целях экономии.
Власти города также выдвигают ряд пожеланий. Для них важно:
- своевременно получать информацию по всем видам энергоресурсов, причем не только цифры по потреблению, но и по авариям и ремонтам для оперативного вмешательства;
- обладать актуальными данными, насколько качественно предоставляются энергоресурсы населению и как население за это платит;
- иметь точное представление, оптимальны ли затраты на ремонт и новое строительство сетей в части сокращения потерь электроэнергии и падения напряжения в сети.
Отдельно следует отметить желание властей города использовать общие каналы связи для различных технологических систем: не устраивают количество проводов и кабелей на столбах и зданиях, а также стоимость построения новых каналов связи.
Городские сети очень заинтересованы в системе, которая сможет осуществлять не только учет, но и диспетчерско-технологические функции. Помимо этого, необходимы:
- борьба с хищениями электрической энергии;
- оптимизация работы сети, чтобы уменьшить технологические потери;
- сокращение затрат на обслуживание системы учета;
- мониторинг качества электрической энергии.
Наиболее понятны ожидания от системы учета со стороны сбытовой компании:
- своевременное получение данных;
- интеграция с биллинговой системой;
- выявление хищений;
- оценка качества электрической энергии.
Три уровня системы
В итоге, собрав все пожелания воедино, можно получить систему, которая во многом отличается от ныне принятой системы учета электрической энергии и основывается на классическом трехуровневом принципе построения.
1-й уровень системы – сбор информации. К этому уровню относятся приборы учета воды, газа, тепла, электричества и средства для передачи данных на более высокие уровни. Причем постоянный доступ к питанию будет только у электросчетчика, остальные устройства будут питаться от батареек, срок службы которых будет не менее межповерочного интервала прибора учета. Предполагается, что связь между приборами будет беспроводной, а счетчики электроэнергии могут иметь комбинированные варианты для передачи данных (например, посредством технологий PLC и GPRS).
2-й уровень системы – предварительная обработка и передача данных на верхний уровень. Ввиду большого количества приборов учета, сконцентрированных в одном месте (например, в многоэтажном жилом доме), требуется предварительно проанализировать информацию и только затем отправлять ее на верхний уровень. Эти функции выполняют контроллеры, которые занимаются контролем ситуации в конкретном районе, и средства связи для передачи данных. Размещение таких устройств, на наш взгляд, целесообразно в вводно-распределительном щите дома, трансформаторной подстанции, газораспределительном пункте или котельной.
3-й уровень системы – программный продукт, который выполняет все необходимые функции по сбору, обработке, хранению и предоставлению данных. Это основной элемент данной системы, который должен вы выполнять существенный объем задач, в числе которых:
- учет всех видов энергоресурсов;
- бесперебойная качественная работа с десятками и сотнями тысяч приборов учета;
- правильный анализ работы и мониторинг состояния всех компонентов системы;
- осуществление дорасчетов, если прибор учета находится не на границе балансовой принадлежности;
- механизм замещения данных при отсутствии информации от прибора учета;
- обмен информацией со смежными автоматизированными системами;
- возможность работы с системой при помощи web-технологий;
- организация личных Internet-кабинетов для населения;
- дистанционное параметрирование устройств системы;
- выявление мест хищений энергоресурсов;
- прогнозирование;
- работа в качестве оперативно-диспетчерской системы для ряда присоединений;
- ведение архива имеющейся документации по проекту.
Отдельные компоненты могут использоваться для целей, не связанных с измерением. Например, по каналам связи системы можно передавать любую информацию для населения. Если же оборудовать камерами места, где установлены счетчики, это позволит усилить борьбу с вандализмом и кражей оборудования.
Вопросы и надежды
Отрадно, что многие российские производители оборудования и программного обеспечения активно дорабатывают свои продукты, и построение такой системы учета стало реальностью.
Безусловно, внедрение этой системы не обойдется без сложностей. Поставкой и продажей воды, тепла, газа и электричества занимаются различные организации. Важно вовлечь их в процесс создания такой системы учета. В этом большие надежды возлагаются на городские власти, только они могут правильно и в самые короткие сроки договориться со снабжающими организациями, показав им выгоду от участия в реализации проекта.
Высокую заинтересованность в системе учета проявляют городские электрические сети. При этом необходимо учитывать плачевное состояние оборудования и объектов электросетевого хозяйства, характерное для подавляющего большинства городов с населением 100 тыс. человек и менее. Наблюдаемость объектов электроснабжения (ТП, РП, ПС 35/110 кВ) находится, как правило, на минимальном уровне.
Остается много других вопросов. Кто именно будет осуществлять финансирование проекта и обслуживание подобной единой системы? На чьем балансе будет оборудование? Однако уже сейчас понятно, что создание такой системы позволит сэкономить как в процессе ее строительства, так и в ходе эксплуатации при обслуживании приборов учета различных ресурсов одной организацией.