Автоматизация учета электроэнергии: Автоматизация учета энергоресурсов на предприятии

Автоматизация учета энергоресурсов на предприятии

Учет энергоресурсов – прямой путь к энергосбережению

Энергосбережение на любом предприятии начинается с получения информации о точном количестве потребляемой предприятием энергии. В связи с этим, важное значение имеет эффективная организация учета энергоресурсов.

Основной целью системы контроля энергоресурсов является точное определение уровня потребления энергии предприятием в целом и его отдельными цехами, линиями и единицами оборудования. Кроме того, учет и анализ энергоресурсов на предприятии дает возможность выявлять проблемные участки и технологические цепочки, где осуществляется неоправданно высокое потребление энергии. Это позволяет разрабатывать и реализовывать мероприятия по энергосбережению, а также оценивать их эффективность.

На предприятиях могут применяться различные методы для снижения потребления электроэнергии. Например, такие как:
· внедрение новых технологий производства, позволяющих снизить объем потребляемых энергоресурсов;
· сокращение непроизводственных затрат электроэнергии;
· модернизация применяемого оборудования;
· использование альтернативных источников получения электроэнергии;
· мероприятия, позволяющие повысить энергоэффективность производственных зданий и т. д.

Организация учета энергоресурсов

Применяемые ранее системы на базе обычных счетчиков электроэнергии и других приборов учета энергоресурсов, показания с которых снимались в ручном режиме, сегодня уже безнадежно устарели. Они не позволяют наладить эффективный учет по каждому цеху, линии, не говоря уже о контроле каждой единицы оборудования. С мощью данных систем невозможно организовать одновременный учет на многочисленных производственных объектах или сетевых объектах, которые территориально расположены далеко друг от друга. Такие системы обладают низкой точностью и надежностью, в значительной мере зависят от человеческого фактора. Соответственно, говорить об эффективном энергосбережении можно только в том случае, если применяется автоматизированный учет энергоресурсов на предприятии.

Для организации такого учета на предприятиях начали широко применяться автоматизированные системы коммерческого и технического учета энергоресурсов (АСКУЭ и АСТУЭ).

Коммерческий учёт представляет собой точный учёт количества электроэнергии, (которая была отпущена тому или иному потребителю) для определения в финансовом выражении расчёта за поставку. В то время, как применение АСТУЭ является сугубо внутренним делом конкретного предприятия, и полученная в результате данного учёта информация предназначена для непосредственного использования исключительно внутри предприятия, например, для мониторинга электроэнергии. Для сторонних же организаций полученные данные не являются юридически значимыми.

Современный технический учёт энергоресурсов решает широкий ряд задач на производстве, к которым можно отнести:

· Контроль технологических процессов
· Контроль работы оборудования
· Учет себестоимости продукции
· Учет электроэнергии сети объектов
· Выявление поломок оборудования
· Учет электроэнергии по цехам и участкам
· Учет электроэнергии по оборудованию
· Контроль качества электроэнергии

Как внедрить беспроводной учет электроэнергии всего за 30 минут узнайте здесь.

Автоматизация систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ)

Компания ООО “Высокие Инженерные Технологии” выполняет полный комплекс работ по 

Рыночные механизмы работы электроэнергетики определили значительное изменение отношения к организации контроля и отслеживания электрической энергии. Стоимость электричества возросла и, как следствие, увеличился интерес к возможностям автоматизировать системы контроля и учёта энергии как у поставщиков, так и предприятий-потребителей. Современные механизмы автоматизации контроля электроэнергии имеют широкое разнообразие и гибкость в применении, позволяют учитывать всевозможные нюансы в каждом конкретном производственном случае.

Что такое АСКУЭ, строение и особенности

АСКУЭ — это автоматическая система коммерческого учета электроэнергии, которая включает в себя различные измерительные устройства, коммуникационные сети для передачи информации и логические контроллеры (ПЛК), функционирующие на специальном ПО. В основе АСКУЭ лежит работа микропроцессоров, способных выполнять сотни тысяч вычислительных операций в секунду. Точность настройки данных элементов определяет общую эффективность работы всей системы.

Разновидности АСКУЭ

Сегодня существует большое количество разновидностей счетчиков, которые делятся по нескольким признакам:

• Точность работы. В зависимости от класса точности выделяют 0,2С, 0,5С, 1,0 устройства. В коммерческом учёте чаще всего используют обмотки 0,5С и 0,2С. Буква “С” означает, что трансформаторное оборудование проходит проверку по 5-ти участкам от 1 до 120 процентов (1–5–20–100–120) от номинального тока. В случае устройств 1С, 0,5С, 0,2С проверка проводится только на четырех участках: 5–20–100–120 процентов от номинального тока (номинальный ток — это ток, который имеет наибольшего значение, допустимое по условиям нагрева проводника и изоляции).
• Число выполняемых функций. Электронные счётчики также могут различаться по набору тех или иных функций. Большинство современных устройств позволяют выполнять регистрацию как активной, так и реактивной мощности электроэнергии, и делать это в 2-ух направлениях.
  Используются при измерении максимальной мощности, напряжения, силы тока и др. Все полученные при измерении данные записываются в память технического приспособления и могут храниться до двенадцати месяцев.
• Количество цифровых разъёмов и интерфейсов. Специальные разъёмы и интерфейсы позволяют передавать данные измерений на компьютер для их хранения и дальнейшей обработки. Все современные модели отправляют информацию в удобном для работы виде (значения данных переведены в кВт⋅ч), что упрощает их дальнейшее использование.

В случае отсутствия подключения (повреждения интерфейса, плановые работы) все измеряемые данные автоматически записываются во внутреннюю память электронного счётчика.

Мнемосхема учета электроэнергии

Во время передачи информации между компьютером и измерительным прибором происходит взаимодействие устройств на программном уровне. Данные проходят цепочку этапов тщательной проверки. Такой подход гарантирует точность и высокую надёжность сохранности всей информации.

Число и расположение цифровых входов/выходов на устройствах определяется производителем, зависит от модели и года выпуска устройства.

Особенности применения УСПД

УСПД (устройство сбора и передачи данных) позволяет выполнять:

• сбор информации,
• предварительную обработку,
• отправку данных в другие системы.

Устройство имеет гибкие настройки. Например, можно фиксировать данные со счетчиков не один раз в 24 часа, а каждые 4 минуты для отслеживания графика загруженности.

Благодаря УСПД можно выполнять учёт и контроль как коммерческих, так и технических процессов. Присутствует возможность подключения индукционных аппаратов с импульсными выходами, что позволяет снизить финансовые расходы и не производить замену сразу всех счетчиков электрической энергии.

Также УСПД имеют важное значение при выходе предприятия на ФОРЭМ. В этой ситуации вся информация будет оставаться на уровне организации, а компании-поставщику отправляются только нужные данные о потреблении электричества.

УСПД значительно упрощает выполнение задач при подключении АСКУЭ с системой управления производством благодаря использованию разных протоколов связи.

Достоинства и преимущества УСПД

Использование устройств сбора и отправки данных позволяет сделать электроэнергетическую систему предприятия более гибкой и производительной.

Выгоды и преимущества автоматического контроля и управления системой УСПД:

• Максимально точный сбор сведений по потреблению и передаче электрической энергии и мощности.
• Предоставление надёжных методов для хранения данных и оперативного доступа к ним (что делает удобным и быстрым выполнение расчёта с организацией, поставляющей услугу, или потребителем).
• Наличие возможности анализировать потребление (или передачу) электроэнергии и мощности. В некоторых случаях это позволяет обнаружить ошибки в организации производственного процесса с позиции потребления электрической энергии.
• Помощь в решении всевозможных проблем и недоразумений между компаниями по электроснабжению и предприятиями-потребителями.
• Способствование снижению финансовых расходов, которые относятся к оплате потребляемых энергоресурсов. Благодаря внедрению системы снижается излишняя экономическая нагрузка.
• Преимущества объединения с экономически-расчётными системами: появляется возможность учёта и контроля платежей, что позволит сократить временные сроки предоставления платежной документации. Кроме того, АСКУЭ – это прозрачная система, позволяющая отслеживать все процессы как поставщикам энергоресурсов, так и их потребителю.
• Повышение экономической результативности предприятия на 11–16 процентов уже в первые недели работы. Кроме повышения экономических показателей, использование АСКУЭ также ощутимо улучшит работу предприятий по тепловому снабжению и организаций в инженерно-технических сферах.
• специальные методы по расчёту и анализу поступающей информации, можно грамотно планировать профилактические ремонтные работы и мероприятия по модернизации оборудования.

АСКУЭ поможет максимально устранить и снизить лишние потери, а высвободившиеся ресурсы можно использовать для дальнейшего развития. За счёт АСКУЭ автоматизируются и расчеты с потребителями, решаются многие задачи в организациях связи (сбор данных о потреблении услуг, создание системы тарифов, предоставление счетов клиентам, обработка платежей), что в итоге приведет к повышению объёма принимаемых оплат от абонентов.

АСКУЭ даёт простую и полную картину использования энергетических ресурсов и делает предприятие привлекательным для инвесторов. Только используя современные технологии, можно комплексно подойти к решению основных энергетических задач предприятия: отслеживать расход эклектической энергии, следить за состоянием оборудования и своевременно выявлять и предотвращать неисправности.

Предложение ООО «Высокие инженерные технологии» в области автоматизации систем коммерческого учета электрической энергии

Наша компания предлагает услуги

Организация предлагает помощь в подборе технических средств автоматизации, выполняет поставку комплектующих, осуществляет услуги сервисного обслуживания и модернизации устройств.

Заказать услугу автоматизации дымоудаления, уточнить стоимость и сроки, а также задать интересующие Вас вопросы Вы можете по 

Автоматизация считывания, мониторинга и выставления счетов за электроэнергию с помощью AWS

Содержание

Государственные коммунальные и энергоснабжающие компании в настоящее время используют счетчики энергии для измерения потребления электроэнергии и возврата платежей потребителям.

Эти счетчики отображают совокупное потребление электроэнергии в кВтч, которое записывается вручную и ежемесячно сообщается техническим персоналом энергетической компании. Общий процесс считывания показаний счетчиков требует огромных ручных усилий, подвержен человеческим ошибкам, а также открыт для манипуляций.

Много раз эти счетчики электроэнергии выходят из строя и вызывают колебания напряжения/частоты. Это часто остается незамеченным, поскольку отсутствует механизм мониторинга в реальном времени.

Такая неэффективность часто приводит к потерям, перерасходу электроэнергии и увеличению расходов коммунальных предприятий.

1. Полностью автоматизировать процесс снятия показаний счетчиков по протоколу MQTT по сети
2. Разработать систему мониторинга для обнаружения сбоев и колебаний мощности в энергетической компании
3. Предоставление потребителю точного энергопотребления в режиме реального времени
4. Оптимизация ежемесячных циклов выставления счетов
5. Создайте матрицу использования для энергетической компании, чтобы предотвратить кризисы и предсказать региональный спрос на интеллектуальное масштабирование операций

В проекте используется технология интеллектуальных счетчиков, которая позволяет счетчикам передавать показатели энергопотребления и работоспособности (напряжение, ток и частота) непосредственно в сервисы IoT, размещенные в облаке AWS, по сети WAN. Интеллектуальные счетчики должны быть зарегистрированы в основных службах IoT, только зарегистрированные счетчики могут взаимодействовать с основной службой IoT.

Шлюз IoT — это устройство, которое находится в непосредственной близости от интеллектуальных счетчиков и собирает данные от интеллектуальных счетчиков по локальной сети. Затем шлюз преобразует собранные данные счетчиков в формат JSON и передает их через Интернет в основной сервис AWS IoT с использованием протокола MQTT.

В контексте проекта была разработана специализированная программа Python для моделирования интеллектуальных счетчиков и шлюзов IoT. Программу можно установить на ноутбук, и каждой установке присваивается уникальный серийный номер счетчика. Этот серийный номер необходимо сначала зарегистрировать в ядре IoT, чтобы он мог взаимодействовать со службой.

Базовая служба IoT получает данные счетчика потоковой передачи и проверяет, является ли отправитель зарегистрированным устройством. Если данные поступают с допустимого/зарегистрированного устройства, они передаются в поток доставки Kinesis.

Поток доставки Kinesis преобразует данные из формата JSON в CSV и выгружает их в корзину S3 в виде плоских файлов CSV. Когда потоковые данные записываются в S3, событие создания объекта запускает лямбда-функцию, которая считывает плоский файл CSV и помещает каждую запись в Dynamodb.

Корзина S3 — это озеро данных для всех необработанных и исторических данных счетчиков. Учитывая ежедневный объем данных, данные разбиваются на папки с определенными датами в корзине S3, что помогает повысить производительность при запросе/поиске данных.

Схема базы данных и таблицы были определены в AWS Athena, столбцы которых сопоставляются с разделенными запятыми полями в плоских файлах. Таблицы были разделены по «дате создания», это помогает сократить данные при запросе и снижает затраты. Это сопоставление напрямую позволяет выбирать, фильтровать, агрегировать данные из плоских файлов с помощью SQL-запросов. Когда данные доступны в формате SQL, их можно использовать для составления отчетов и дальнейшей обработки.

Redash был выбран в качестве решения для отчетности и аналитики. Он имеет простой и удобный интерфейс, готовые функции построения диаграмм и отчетов, а также поддерживает все источники данных AWS (Athena, RDS, Redshift, Dynamo). Он доступен в виде экземпляра AMI на торговой площадке AWS.

Для этого проекта аналитическое решение Redash размещается на экземпляре EC2, расположенном в общедоступной подсети, и подключается к источнику данных Athena для извлечения данных для аналитики и отчетности.

Существует две категории информационных панелей:

1) Информационные панели потребителей : К ним обращаются потребители для текущего и исторического энергопотребления за последние 6 месяцев.

2) Панели мониторинга: К ним обращаются коммунальные службы, они используются для мониторинга энергопотребления в регионах, а также для обнаружения сбоев и отключений электроэнергии в 8 утра событие cloudwatch запускает лямбда-функцию. Эта лямбда-функция агрегирует необработанные данные о потреблении для всех счетчиков за последний месяц из таблицы Dynamodb, преобразует их в месячные показания и отправляет их в базу данных RDS MYSQL. Это совокупное ежемесячное потребление в дальнейшем используется для расчета ежемесячных счетов потребителям.

База данных RDS MYSQL была выбрана для размещения данных потребителей, основных данных счетчиков и сводных данных о ежемесячном потреблении, а также информации о счетах потребителей. База данных размещена в частной подсети и доступна только внутри VPC через порт 3306.

1. Мы столкнулись с проблемой имитации поведения интеллектуальных счетчиков.
   Другой задачей было обеспечение безопасного канала связи между интеллектуальными счетчиками и сервисом IoT.

Мы разработали программу моделирования интеллектуальных счетчиков на языке Python, которая может генерировать показания через равные промежутки времени. Для защищенной связи мы создали сертификаты из сервиса AWS IoT и импортировали их в интеллектуальные счетчики. Теперь только счетчики с сертификатами могут связываться со службой IoT.

2. Dynamodb не поддерживает стандартный SQL, поэтому выбор и агрегирование данных из Dynamodb было проблемой. Кроме того, агрегированные данные должны были быть помещены в базу данных RDS.

Это было достигнуто с помощью лямбда-функции в среде Python. Библиотеки Boto3 использовались для доступа к данным из Dynamodb.

Движком базы данных RDS изначально был postgres, но для базы данных postgres нет встроенной библиотеки boto3, что затрудняет кодирование на python.

База данных Postgres была заменена базой данных MYSQL.

Команда накопила глубокие функциональные знания о функционировании счетчиков энергии, записи показаний счетчиков и ключевых показателях проверки работоспособности (напряжение, ток, частота), используемых для мониторинга.

Команда также приняла и изучила методы планирования проекта, такие как управление содержанием, оценка графика, оценка стоимости.

Ниже приведены выводы для AWS:

Базовая служба IoT

• Конфигурация базовой службы IoT
• Включение вещей в базовую службу IoT
• Мониторинг связи между вещами и ядром IoT
• Создание сертификатов для защищенной связи
• Определение правил и действий

• Конфигурация потока доставки Kinesis
• Применение префиксов S3 для разделения данных

События S3

• Конфигурация корзин и папок S3
• Блокировка общего доступа к корзине S3
• Создание событий S3 для запуска лямбда-функций

Лямбда-функции

• Создание лямбда-функций
• Развертывание лямбда-функций в VPC и частных подсетях

Python/Boto3 

• Программирование на Python с использованием библиотек boto3
• Выбор табличных данных в курсорах
• Доступ к таблицам Dynamodb и MYSQL с использованием Python

Доступ к данным в Dynamodb

• Создание таблиц в Dynamodb
• Вставка данных в таблицы Dynamodb
• Выбор данных из таблиц Dynamodb

Redash Analytics 

• Развертывание Redash AMI в VPC
• Создание источников данных Athena
• Создание сохраненных запросов
• Создание и публикация информационных панелей

Шьям Прабхудесаи имеет 20-летний опыт работы и работает менеджером по внедрению инфраструктуры в IndiaIdeas. com

Джеймин Таккер имеет 19-летний опыт работы и работает главным архитектором программного обеспечения в Wabtec Corporation

N Венкат Раман имеет 20-летний опыт работы, в настоящее время работает старшим техническим архитектором в Wipro.

Аннапурни Рамакришнан работает архитектором решений и управления проектами в Oracle Financials в JP Morgan. Имеет 16-летний стаж работы.

Если вы хотите изучить облачные вычисления и повысить квалификацию в этой области, ознакомьтесь с программой последипломного образования Great Learning в области облачных вычислений.

Часто задаваемые вопросы по автоматическим счетчикам — членская корпорация Niobrara Valley Electric

У вас могут возникнуть вопросы об этих новых счетчиках и о том, как они работают. Вот самые частые вопросы, которые мы получали – и ответы:

Зачем нужна новая система?
Мы инвестируем в новые счетчики, чтобы повысить эффективность и надежность нашей электрической системы и улучшить обслуживание для вас. Вот некоторые из преимуществ:

• Повышенная эффективность — удаленное считывание показаний со всех счетчиков, жилых и коммерческих, более рентабельно, чем выезд сотрудников в удаленные места, когда в течение месяца требуются контрольные показания.
• Предлагайте больше вариантов выставления счетов
• Повышенная надежность — более быстрое определение точного местоположения перебоев, что означает меньшее время отклика
• Улучшенное качество электроэнергии — новая система сообщает об отклонениях в напряжении и других состояниях линии, что помогает нам поддерживать более надежное электроснабжение распределительная система.
• Улучшенное обслуживание участников — вы можете получать более своевременную информацию о потреблении энергии, которая поможет вам принимать разумные решения о том, как вы используете энергию. Мы можем просмотреть эти данные, чтобы помочь вам решить любые проблемы, связанные с высокими счетами.

Сколько мне это будет стоить?
Вам не будет дополнительных прямых затрат  на установку нового счетчика. В связи с этим проектом не ожидается повышения ставки.

Останусь ли я на прежнем тарифе на электроэнергию?
Ваш тариф не определяется счетчиком, установленным в вашем месте. Ваш основной тариф не изменится только потому, что счетчик был заменен.

Что делать, если после замены моего счетчика я думаю, что мой счетчик работает неправильно?
Немедленно свяжитесь с нашим офисом, чтобы обсудить ваши проблемы с выставлением счетов. Как новые, так и старые счетчики должны соответствовать строгим правилам Американского национального института стандартов (ANSI) в отношении точности.

Какую информацию записывает новый счетчик?
Та же информация, которая была записана, включая количество использованной электроэнергии, общий пиковый спрос на счет электроэнергии и количество раз, когда счетчик сталкивался с потерей мощности по любой причине. Вы можете войти в SmartHub, чтобы просмотреть информацию об использовании электроэнергии.

В какой день месяца будут считываться показания счетчиков?
Мы не ожидаем изменений в сроках выставления счетов или сроках оплаты, поэтому для целей выставления счетов ежемесячные графики останутся прежними. Все счетчики кооператива можно считывать в разное время, чтобы получить полезную информацию, включая данные для анализа производительности системы распределения. Уже несколько лет мы ежедневно снимаем показания счетчиков.

Как кооператив будет считать новые счетчики?
Мы считываем показания счетчика по команде из нашего офиса через сгенерированный компьютером запрос. Затем информация со счетчика возвращается в кооператив через зашифрованную, безопасную, выделенную сеть. Собранные данные включают информацию об использовании электроэнергии и отключении / мигании.

Как работает мой новый счетчик?
Счетчики отправляют свои показания в виде зашифрованного пакета данных в офис по комбинированной оптоволоконной и сотовой сети.

Насколько надежными будут новые показания счетчика?
Как всегда, дисплей счетчика виден участникам, чтобы они могли проверить свои собственные показания. Все остальные данные, сообщаемые счетчиком, зашифрованы, а счетчик физически опломбирован.

Защищены ли мои личные данные?
Да, только данные измерений будут передаваться через зашифрованную, высокозащищенную систему. Никакая личная информация об участниках не хранится внутри счетчика и не включается в то, что доставляется от счетчика обратно в офис. Кроме того, счетчик не может определить использование отдельного прибора. Вместо этого счетчик записывает использование энергии во всем доме, как и ваш существующий счетчик.

Как я узнаю, был ли заменен мой счетчик?
Если вас нет дома, сотрудник кооператива или подрядчик повесит на вашей входной двери вешалку, чтобы сообщить вам, что они заменили счетчик. Мы будем работать с предприятиями, чтобы свести к минимуму любые неудобства. Вам не обязательно присутствовать при замене счетчика. Если работники не могут получить доступ к вашему счетчику из-за запертых ворот или других препятствий, мы свяжемся с вами.

Может ли кооператив отключить электроэнергию по новым счетчикам?
Да, в большинстве случаев счетчики будут иметь возможность удаленного отключения, что позволит нам отключить услугу на счетчике из офиса.

Будет ли новый счетчик уведомлять кооператив, когда отключится электричество?
Да, в большинстве случаев. Новые счетчики могут сигнализировать оборудованию мониторинга системы NVEMC об отключениях без запроса нашего офиса. Тем не менее, мы по-прежнему рекомендуем вам сообщать о собственных сбоях по телефону, чтобы убедиться, что ваш сбой задокументирован.

Будет ли система связи мешать работе какого-либо оборудования в моем доме?
Нет, наша система соответствует критериям, установленным Федеральной комиссией по связи, и не должна создавать помех для любого оборудования в доме или офисе.

Когда будет установлен мой счетчик?
Установка новых счетчиков займет примерно четыре месяца, начиная с июля 2021 года.  
 
Кто будет устанавливать счетчики?
Большинство счетчиков будут установлены подрядчиками Powermetrix. Наши сотрудники будут устанавливать многофазные счетчики, а наш подрядчик будет устанавливать их балансировку. Сотрудники по контракту и транспортные средства будут иметь идентификатор кооператива, поэтому вы будете знать, что они действуют от имени кооператива. Powermetrix установила сотни тысяч счетчиков AMI по всей стране.

​Не будет ли отключено электричество во время установки?
Да, на несколько минут. Возможно, вам потребуется сбросить электронные часы и другие устройства. Технический специалист уведомит вас перед отключением питания. Если вас нет, техник оставит дверную вешалку, чтобы уведомить вас об успешной замене счетчика.

1. На вашем глюкометре появится серия из пяти различных экранов.