Интеллектуальные счётчики электроэнергии и их возможности для расчета потерь мощности
Шибаева Юлия Олеговна
ВВЕДЕНИЕ
Учет выработанной и израсходованной электроэнергии является важной частью хозяйственной деятельности любого предприятия или промышленного центра и отражает эффективность использования электроэнергии в электрических сетях.
Один из важных критериев эффективности топливно-энергетического комплекса (ТЭК) - отношение количества выработанной электроэнергии к потребленной, а также уровень потерь электроэнергии в сетях при ее передаче потребителям. В настоящее время наблюдается рост абсолютных и относительных потерь электроэнергии в энергоснабжающих организациях, что в свою очередь приводит к значительным финансовым убыткам. Основой сетевого бизнеса, как и любого бизнеса, является увеличение прибыли сетевой компании. Увеличивать прибыли по территориям, где превалирующую долю потребителей составляет население, можно лишь сокращая потери электроэнергии в электрических сетях. Эта проблема не только не утратила актуальности, но и стала одной из важных задач обеспечения финансовой стабильности сетевых распределительных компаний.
Интеллектуальная система учёта электроэнергии -- это совокупность функционально объединённых компонентов и устройств, предназначенная для удалённого сбора, обработки, передачи показаний приборов учёта электрической энергии, обеспечивающая информационный обмен, хранение показаний приборов учёта электрической энергии, удалённое управление её компонентами, устройствами и приборами учёта электрической энергии, не влияющее на результаты измерений, выполняемых приборами учёта электрической энергии, а также предоставление информации о результатах измерений, данных о количестве и иных параметрах электрической энергии в соответствии с правилами предоставления доступа к минимальному набору функций интеллектуальных систем учёта электрической энергии (мощности), утверждёнными Правительством РФ (Федеральный закон от 26.03.2003 № 35-ФЗ в редакции Федерального закона от 27.12.2018 № 522-ФЗ).
С 1 июля 2020 года система учёта электроэнергии в России претерпела существенные изменения. Акцент был сделан на модернизацию и «интеллектуализацию» систем учёта
1. ИНТЕЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА УЧЁТА
· Появилось понятие «интеллектуальная система учёта электроэнергии (мощности)». - совокупность устройств, предназначенных для сбора, обработки, передачи показаний приборов учета электрической энергии, обеспечивающая информационный обмен и удаленное управление потреблением электрической энергии [1].
· С 1 января 2021 года многоквартирные дома, которые вводятся в эксплуатацию после строительства, должны быть оснащены электросчётчиками с возможностью их присоединения к интеллектуальным системам учёта электроэнергии.
· Ответственность за установку, обслуживание и ремонт счётчиков электроэнергии закрепили за сетевыми организациями и гарантирующими поставщиками. Такой порядок действует с 1 июля 2020 года.
· С июля 2020 года установка «умных» счётчиков в многоквартирных домах входит в обязанность ресурс снабжающих организаций.
· На плечи гарантирующих поставщиков и сетевых организаций легли все хлопоты, касающиеся приборов учёта электроэнергии и дополнительного оборудования, включая приобретение, монтаж, замену, запуск в эксплуатацию.
· Если учёт электроэнергии производится в многоквартирном доме, электроснабжение которого осуществляется за счёт общего имущества, учёт и обслуживание входит в зону ответственности гарантирующего поставщика (энергосбытовой компании).
· В случаях с частными домами и в иных случаях непосредственного подключения к инфраструктуре сетевой организации, обязанности на себя берёт сетевая организация.
· За потребителями сохраняют обязанность -- обеспечивать целостность прибора учёта в случаях, если он находится внутри помещения или в границах земельного участка потребителя. Самостоятельно устанавливать новый прибор учёта потребитель не обязан.
2. ФУНКЦИИ ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УЧЁТА
Устанавливаемые приборы учёта должны соответствовать требованиям к минимальному функционалу интеллектуальных систем, и быть подключены к ИСУ.
В статье 37 Федерального закона от 26.03.2003 № 35-ФЗ со вступлением в силу поправок, предусмотренных Федеральным законом от 27.12.2018 № 522-ФЗ появился пункт пять, в шестом абзаце которого говорится об индивидуальных приборах учёта во вновь возведённых и сданных в эксплуатацию многоквартирных домах и о минимальном наборе функций интеллектуальных систем учёта [2]:
«Многоквартирные дома, вводимые в эксплуатацию после осуществления строительства, должны быть оснащены индивидуальными, общими (для коммунальной квартиры) и коллективными (общедомовыми) приборами учёта электрической энергии, которые обеспечивают возможность их присоединения к интеллектуальным системам учёта электрической энергии (мощности), в соответствии с требованиями, установленными правилами предоставления доступа к минимальному набору функций интеллектуальных систем учёта электрической энергии (мощности)».
По всем приборам учёта электрической энергии, допускаемым в эксплуатацию для целей коммерческого учета электрической энергии (мощности) на розничных рынках и для оказания коммунальных услуг по электроснабжению после 1 января 2022 года, гарантирующими поставщиками и сетевыми организациями должно быть обеспечено безвозмездное предоставление субъектам электроэнергетики и потребителям электрической энергии (мощности), в отношении которых они обеспечивают коммерческий учет электрической энергии (мощности), минимального набора функций интеллектуальных систем учёта электрической энергии (мощности) в порядке, установленном правилами предоставления доступа к минимальному набору функций интеллектуальных систем учёта электрической энергии (мощности), с использованием созданных гарантирующими поставщиками и сетевыми организациями интеллектуальных систем учёта электрической энергии (мощности) [1].
Перечни функций для интеллектуальных систем учёта и приборов учёта электроэнергии приведены в Постановлении Правительства РФ № 890 от 19.06.2020 (Таблица 1).
Таблица 1. Перечни функций для ИСУ и приборов учёта электроэнергии, которые могут быть присоединены к ИСУ
|
Перечень функций интеллектуальной системы учета и требования к ним |
Перечень функций приборов учета электроэнергии, которые могут быть присоединены к интеллектуальной системе учета, и требования к ним |
|
|
· передача показаний и результатов измерений прибора учёта электрической энергии, присоединенного к ИСУЭ; · предоставление информации о количестве и иных параметрах электрической энергии; · полное и (или) частичное ограничение режима потребления электрической энергии, а также возобновления подачи электрической энергии; · установление и изменение зон суток (часов, дней недели, месяцев) по которым прибором учёта электрической энергии осуществляется суммирование объёмов электрической энергии; · передача данных о параметрах настройки и данных, зафиксированных прибором учёта электрической энергии, присоединенным к интеллектуальной системе учёта; передача архива данных. |
· измерение активной и реактивной энергии в сетях переменного тока в двух направлениях (для трехфазных сетей -- суммарно и раздельно по фазам); · класс точности не ниже 1,0 по активной энергии и 2,0 по реактивной энергии (0,5S и выше по активной энергии и 1,0 по реактивной энергии для приборов учёта электрической энергии трансформаторного включения); · установленный интервал между поверками не менее 16 лет для однофазных приборов учёта электрической энергии и не менее 10 лет для трехфазных приборов учёта электрической энергии; · электрической энергии от несанкционированного доступа с помощью реализации в приборе учёта; · фиксация фактов несанкционированного доступа посредством энергонезависимой электронной пломбы корпуса, клеемной крышки, воздействий постоянным и переменным магнитным полем, вскрытия корпуса (для разборных корпусов). |
3. ВОЗМОЖНОСТИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО СЧЕТЧИКА
Рисунок 1 - Умный счетчик
Современные счетчики электроэнергии, которые могут измерять не только активную и реактивную мощность, но и другие параметры качества электроэнергии, такие как напряжение, частота, коэффициент мощности, гармоники и т. д. ИПУ также могут иметь встроенные модули связи для передачи данных по различным каналам (GSM/GPRS, GPRS/NB-IoT, LTE/GPRS, радио 433 МГц, 2400 МГц, ZigBee и т. д. рис.1
· Мониторинг и диагностика должна отражать:
дефекты опор;
· отсутствие, отрыв, деформация элементов металлических опор;
· выкрошивание бетона, деформация железобетонных опор;
· отклонение опор от вертикали;
· разворот, деформация траверсов на железобетонных опорах;
· отсутствие натяжения внутренних стяжек и тросовых растяжек;
· падение, повреждение опор;
· дефекты провода, линейной и сцепной арматуры;
· разрушение элементов стеклянных и фарфоровых изоляторов;
· отсутствие гасителей вибрации, отсутствие грузов, потеря работоспособности несущего тросика, смещение виброгасителей вдоль проводов относительно проектного положения;
· отсутствие и неправильное расположение соединителей проводов;
· изломы, отрывы лучей дистанционных распорок между проводами расщеплённой фазы;
· обрыв проводов;
· дефекты на трассе;
· наличие опасной для эксплуатации воздушных линий растительности;
· падение деревьев на провода и опоры;
· наличие древесно-кустарниковой растительности (ДКР) в охранной зоне;
· наличие строений и прочих объектов в охранной зоне;
· пересечение с природными и антропогенными объектами;
· опасные явления (проседание грунта, подтопление и др.).
3.1 ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ УЧЁТ
С распространением и удешевлением микропроцессоров в 90-х -- 2000-х годах появилась возможность встраивать электронику в счётчик. Проще всего её встроить в счётчик электроэнергии - у него ведь есть постоянное питание от сети и довольно большой корпус. Так появились «умные счётчики» и системы учёта - АСКУЭ, АИСКУЭ (эти аббревиатуры означают автоматизированную систему коммерческого учёта энергии). Ключевые особенности АИСКУЭ:
· такой счётчик учитывает не только энергию, но и мощность, активную и реактивную, при этом может делать это в почасовом разрезе и по каждой фазе, что уже даёт первый ручеёк BIG DATA в энергетике;
· такой счётчик запоминает во встроенной памяти считанные характеристики и автоматически передаёт показания на сервер (параллельно показания можно контролировать и со встроенного или выносного дисплея);
· умный счётчик может иметь встроенное реле, ограничивающее по команде с сервера потребителя-неплательщика;
· это, как правило, двух- или трехуровневые системы: счётчик (первый уровень) отправляет данные либо напрямую на сервер, либо в устройство сбора (второй уровень), которое консолидирует данные и направляет их на сервер (третий уровень).
В России систему АИИС КУЭ (довольно сложную и дорогостоящую) обязаны иметь те, кто покупает и продаёт электроэнергию на ОРЭМ - оптовом рынке электроэнергии и мощности (этот рынок в ограниченном объёме начал работу с 2005 года - момента, когда началась реформа электроэнергетики, и сейчас там покупается и продаётся подавляющая часть производимой энергии). Кроме того, потребители на розничном рынке электроэнергии, имеющие мощность свыше 670 кВт, обязаны обеспечить почасовой учёт (то есть, в том или ином виде АИСКУЭ) по контуру своего потребления. Это сотни потребителей в каждом регионе. Но для более чем 90% всех потребителей электроэнергии, включая бытовых и малый бизнес, до недавнего момента основным тарифом был одноставочный или тариф по зонам суток (день-ночь), а счётчик - обычным, не «умным». Отдельные сетевые, энергосбытовые и управляющие компании реализовывали программы оснащения умным учётом потребителей, но всё это составляло небольшой процент от всех потребителей. Но недавно в законодательстве появилось понятие «интеллектуальный прибор учёта» и «интеллектуальная система учёта». Чем это отличается от «умного счётчика» и АСКУЭ? Тем, что «интеллектуальным» называется теперь такой прибор или система учёта, которая соответствует набору законодательно определённых технических требований.
4. НОРМАТИВНЫЕ АКТЫ РФ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПРАВИЛА И ТРЕБОВАНИЯ К ИНТЕЛЕКТУАЛЬНОМУ УЧЁТУ
До настоящего времени затраты на приобретение прибора учёта электроэнергии нёс потребитель.
Но законодатель в начале реформы электроэнергетики решил, что тариф будет очищен от затрат на учёт, что установка счётчика -- это отдельная платная услуга, а потребитель, оплачивая счётчик с установкой, имеет право выбирать: либо поставить самый дешёвый одно тарифный, либо более дорогой счётчик, позволяющий считать по зонам суток или даже по часам, и выбирать один из 3 видов тарифов в тарифном меню (население) или до 4-6 ценовых категорий (юр лица). ФЗ (Федеральный закон) № 522 «Об интеллектуальном учёте…» внёс изменения в ФЗ № 35, определяющий основные требования в электроэнергетической отрасли в части учёта. Фактически, это 3 ключевых изменения[3]: