Система обліку енергоресірсів
ЗМІСТ
ВСТУП
1 ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА
1.1 Основні поняття системи енергоресурсів
1.2 Види лічильників системи обліку. Характеристики та функції
2 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА
2.1 Шляхи покращення
автоматизованої системи
2.2 Обгрунтування шляхів покращення для системи обліку енергоресурсів
ВИСНОВКИ
ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
Реферат
Курсова робота 36 сторінок, 10 рисунків, 2 таблиці, 8 джерел.
Тема: Система обліку енергоресурсів
Об’єкт дослідження: енергоресурси.
Методи дослідження : аналітичний, дослідницький.
Мета дослідження – аналіз сутності та призначення автоматизованих систем комерційного обліку електроенергії, дослідження характеристик сучасних систем обліку енергоресурсів, представлених на ринку України, побудова моделі автоматизованої системи обліку та оцінка ефективності її функціонування.
Задачі: надати повну характеристику системи обліку енергоресурсів; розкрити сутність та специфіку аспектів проведення обліку енергоресурсів; сформулювати шляхи покращення автоматизованої системи обліку енергетичних ресурсів, доцільність збереження енергії, ефективні шляхи аспектів економії в системі обліку.
ЕНЕРГОРЕСУРСИ, СИСТЕМА ОБЛІКУ, ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ, ПАЛИВО, МОДЕМИ, ВИРОБНИЦТВО, ЕНЕРГОНОСІЇ, ЕНЕРГО-ЕФЕКТИВНІСТЬ
ВСТУП
Створення будь-якої системи автоматичного керування полягає у доповненні керованого об'єкта деякими зовнішніми ланками так, щоби процесс в об'єкті відбувався відповідно до попередньо сформованих критеріїв. Вибір цих критеріїв зумовлений передовсім тим, що метою функціонування системи автоматичного регулювання є формування на виході керованого об'єкта у будь-який момент часу такого значення регульованої величини, яке би максимально наближалося до заданого. Якщо це значення повинно бути сталим, тоді система буде системою стабілізації, коли ж воно змінюється в часі за наперед відомим законом, то маємо систему програмованого керування, а в тих випадках, коли закон зміни оцінюваного значення невідомий, система буде відслідковувальною.
Отже, критерій якості функціонування системи повинен відображати ступінь наближення вихідних сигналів до заданих, з урахуванням необхідності дотримання певних додаткових вимог.
Будь-який реальний динамічний об'єкт характеризується певними особливостями, основною з яких є його інерційність, тобто при зміні значень вхідних сигналів маємо перехідний процес. Крім того, іноді на об'єкт діють різноманітні збурення, що призводить до зміни значень вихідної величини за сталого значення вхідної.
Система повинна коректно функціонувати з урахуванням цих факторів. Отже, під час створення контролера необхідно врахувати властивості керованого об'єкта, побудувавши його математичну модель, яка б адекватно відображала процеси, що проходять у ньому.
Актуальність дослідження. На сьогоднішній день частка енергоресурсів у собівартості продукції для багатьох промислових підприємств складає від 10-25 до 40%, це пов'язано з існуванням занижених тарифів і цін на електроенергію в радянський час і більш швидким (в 2-3 рази) темпом зростання цін на енергоресурси в 90-ті роки. При прогнозованому зростанні цін на електроенергію, який за 3 - 5 років напевно досягне рівня близького до рівня Західної Європи, енергозалежні підприємства повинні мати можливість управління енергоспоживанням, з тим, щоб планомірно знижувати питому вагу плати за електроенергію в собівартості своєї продукції. Це можливо тільки при налагодженому комерційному і технічному обліку електроенергії. Сучасна торгівля електроенергією заснована на використанні автоматизованого приладового енергообліку, що зводить до мінімуму участь людини в процесі збору, обробки і передачі інформації і забезпечує достовірний, точний, оперативний і гнучкий, адаптуємий до різних тарифних систем обліку. Створення автоматизованих систем комерційного обліку енергоресурсів (далі - АСКОЕ) є необхідною умовою режиму економії енергії на промисловому підприємстві. При наявності сучасної АСКОЕ промислове підприємство повністю контролює весь процес енергоспоживання і має можливість за погодженням з постачальниками енергоресурсів гнучко переходити до різних тарифних систем, мінімізуючи свої енерговитрати. АСКОЕ з технічним урахуванням електроенергії дозволяє отримати картину енергоспоживання кожного об'єкта в режимі максимально наближеному до реального часу і, відповідно, планувати підключення своїх об'єктів з максимальною ефективністю. Маючи АСКОЕ, підприємство має можливість скористатися диференційованими тарифами на оплату електроенергії, а це, в свою чергу, дозволяє спланувати виробництво таким чином, щоб максимально перевести діяльність енергоємних операцій на час дії пільгових тарифів. У цих умовах об'єктивно зростає необхідність в підвищенні наукового підходу до побудови АСКОЕ.
Об'єктом дослідження є енергоресурси.
Предметом дослідження є система обліку енергоресурсів.
Метою роботи є аналіз сутності та призначення автоматизованих систем комерційного обліку електроенергії, дослідження характеристик сучасних систем обліку енергоресурсів, представлених на ринку України, побудова моделі АСКОЕ та оцінка ефективності її функціонування.
Для досягнення мети необхідно вирішити наступні завдання дослідження:
- надати повну характеристику системи обліку енергоресурсів;
- розкрити сутність та специфіку аспектів проведення обліку енергоресурсів;
- сформулювати шляхи покращення автоматизованої системи обліку енергетичних ресурсів, доцільність збереження енергії, ефективні шляхи аспектів економії в системі обліку.
Наукова новизна дослідження полягає в розробці моделі автоматизованої системи комерційного обліку енергетичних ресурсів та обгрунтуванні методів оцінки ефективності від її впровадження у виробництво.
1 ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА
1.1 Основні поняття системи енергоресурсів
Сучасні системи обліку енергоресурсів є масштабними системами, які виконують одночасно вимірювання і облік кількості енергії та енергоресурсів різного роду по територіально розподіленим точкам обліку і працюють у реальному часі з подальшим передаванням інформації по ієрархічному рівню. Особливу значимість АСКОЕ набула в електроенергетиці. З моменту появи наприкінці XIX століття першого електромеханічного лічильника електричної енергії (1889) її облік здійснювався шляхом запису показань лічильних механізмів та занесення їх у відповідний документ.
Прив’язка показань лічильників до реального часу в значній мірі залежала від годинника інспектора і часу проведення запису показань лічильника.
Рисунок 1.1 Узагальнена схема трьохрівневої АСКОЕ
Сьогодні багато
побутових споживачів знімають і
сплачують показання своїх
Ідея технічних засобів автоматизованого дистанційного зчитування давно відома, але практична реалізація розпочалася у промислово розвинених країнах тільки в 70 – 80-ті роки XX століття, коли з’явилися інтегральні технології, що дозволили зробити технічні рішення економічно прийнятними для масового застосування.
З розпадом планової
економіки закінчилася епоха
практично необмежених і
Фактор високої вартості енергоресурсів обумовив в останні роки кардинальні зміни у ставленні до організації енергообліку.
Під тиском ринку споживачі приходять до розуміння тієї простої істини, що першим кроком в економії енергоресурсів і зниженні фінансових втрат є точний облік.
Сучасна цивілізована торгівля енергоресурсами заснована на використанні автоматизованого приладового енергообліку, що зводить до мінімуму участь людини на етапі виміру, збирання і оброблення даних і забезпечує достовірний, точний, оперативний, гнучкий, адаптований до різних тарифних систем облік як з боку постачальника енергоресурсів, так і з боку споживача. З цією метою як постачальники, так і споживачі створюють на своїх об’єктах автоматизовані системи контролю і обліку енергоресурсів (АСКОЕ) (рисунок 1.2).
Рисунок 1.2 Схема АСКОЕ побут на базі лічильників з передачею даних силовою мережею 0,4 кВ за узгодженням з постачальниками енергоресурсів гнучко переходити до різних тарифних систем, мінімізуючи витрати.
Слід зазначити, що розвиток тарифних систем, які гармонізують суперечливі інтереси постачальника і споживача енергоресурсів, відповідає світовій практиці.
Вирішення проблеми обліку електроенергії вимагає створення автоматизованих систем контролю і обліку, які в загальному мають декілька рівнів:
- нижній рівень – первинні вимірювальні перетворювачі (ПВП) з телеметричними виходами, з безперервним або мінімальним інтервалом усереднювання вимірювальних параметрів електроенергії;
- середній рівень – контролери (спеціалізовані вимірювальні системи або багатофункціональні програмовані перетворювачі) з вбудованим програмним забезпеченням обліку, які здійснюють в заданому циклі інтервалу усереднювання цілодобовий збір вимірювальних даних з територіально розподілених ПВП, накопичення, оброблення і передавання цих даних на верхній рівень;
- верхній рівень – персональний комп’ютер (ПК) із спеціалізованим програмним забезпеченням АСКОЕ, що здійснює збір інформації з контролера (або групи контролерів) середнього рівня, підсумкове оброблення цієї інформації як по точках обліку, так і по їх групах (підрозділам і об’єктам підприємства), відображення і документування даних обліку у вигляді, зручному для аналізу і ухвалення рішень (керування) оперативним персоналом служби головного енергетика і керівництвом підприємства.
Нижній рівень АСКОЕ пов’язаний із середнім рівнем вимірювальними каналами, в які входять всі вимірювальні засоби і лінії зв’язку від точки обліку до контролера.
1.2 Види лічильників системи обліку. Характеристики та функції
У даний час стрімкого розвитку мікроелектроніки і зниження цін на електронні компоненти цифрові системи керування поступово витісняють своїх аналогових конкурентів. Одні з головних переваг цифрових систем керування на базі мікроконтролерів – гнучкість і багатофункціональність, які
досягаються не апаратно, а програмно без додаткових матеріальних витрат, а також підвищення точності й надійності обліку.
Рисунок 1.3 Загальний вигляд лічильників-датчиків, що використовуються в АСКОЕ оплати за споживану енергію, автоматизованого обліку і контролю споживаної електроенергії
Цифровий лічильник електроенергії на базі простого мікроконтролера має очевидні переваги: надійність за рахунок повної відсутності елементів, що труться, компактність, можливість виготовлення корпусу з врахуванням інтер’єру сучасних житлових будинків; збільшення періоду перевірок у декілька разів; ремонтопридатність і простота в обслуговуванні та експлуатації. При невеликих додаткових апаратних і програмних витратах навіть простий цифровий лічильник може володіти рядом сервісних функцій, відсутніх у всіх механічних, наприклад можливістю реалізації багатотарифної
Залежно від вимог сучасні цифрові лічильники повинні у будь-який момент часу оперативно передавати необхідні дані різними каналами зв’язку на диспетчерські пункти енергопостачальних підприємств для оперативного контролю і економічних розрахунків споживання електроенергії.
Не менш важливу роль грають всілякі сервісні функції, такі як дистанційний доступ до лічильника, до інформації про спожиту енергію і багато інших. Наявність цифрового дисплея, керованого мікроконтролером, дозволяє програмно встановлювати різні режими виведення інформації, наприклад виводити на дисплей інформацію про спожиту енергію за кожен місяць, за різними тарифами тощо.
Промисловістю в Україні й за кордоном випускаються для потреб АСКОЕ лічильники-датчики на мікропроцесорній основі різного типу і призначення – одноі трифазні, одноі багатотарифні, комбіновані інтелектуальні багатофункціональні.
Завдяки вживанню передових технологій проведення вимірів і використанню мікрокомп’ютерних технологій сучасні високоточні електронні лічильники призначені для проведення вимірів в широкому діапазоні та виконання тарифних функцій. Будучи комбінованими і такими, що включаються через трансформатори струму і напруги, лічильники реєструють активну і реактивну енергію в обох напрямах з класом точності 0,2 і 0,5 – при вимірі активної енергії і 1,0 – реактивної енергії. За допомогою сервісної програми, якою оснащується ПК, всі робочі параметри встановлюються індивідуально.
Впровадження автоматизованих систем контролю і обліку енергоресурсів (АСКОЕ) є стратегічним напрямом підвищення ефективності енергетичного потенціалу країни.
Основні правила, при розробці та впровадженні систем АСКОЕ:
- вимірювання на базі цифрових методів обробки процесів;
- цифрові інтерфейси передачі виміряних параметрів;
- глибоке архівування основних вимірів в лічильнику;
- контроль достовірності та повноти даних на всіх рівнях системи;
- діагностика працездатності системи;
- резервування каналів зв'язку;
- паралельна синхронно-асинхронна обробка даних;
- ієрархічна побудова системи;
- можливість розподіленої обробки даних;
- захист інформації на всіх системних рівнях;
- використання перевірених і стандартних компонентів системи та інструментальних засобів;
- паралельний збір даних;
- масштабованість і нарощуваність;
- управління коефіцієнтом готовності системи на етапі проектування.
До складу систем АСКОЕ входять:
- мікропроцесорні лічильники електроенергії;
-обладнання зв'язку (телефонні, ВЧ та радіо-модеми, модемні пули, ВОЛЗ перетворювачі, кабелі);
- автоматизовані робочі місця (АРМ), комп'ютерне обладнання (комунікаційні сервери, сервери баз даних, робочі станції, джерела безперебійного живлення, концентратори для організації локальної мережі)
Система комерційного обліку виробництва і розподілу енергоресурсів являє собою багаторівневу структуру.
1) 1-рівень: вимірювальні системи, що здійснюють вимірювання показників обліку;
2) 2-рівень: контролери, які забезпечують цілодобових збір, передачу та обробку даних з вимірників;
3) 3-рівень: системи комерційного обліку, що здійснюють збір даних з контролерів, обробку отриманої інформації з метою аналізу і прийняття рішень керівництвом підприємства;
4) 4-рівень: центр збору і обробки даних підприємства, що здійснює комплексний системний аналіз даних, отриманих з систем комерційного обліку.
АСКУЕПР забезпечує
облік наступних видів
- електроенергія (АСКОЕ, АСТОЕ);
- холодна, гаряча і стічна вода (АІІС КУВ, АСТУВ)
- теплова енергія, перегрітий і насичений пар (АІІС КУТ, АСТУТ)
- природний і технічний газ (АІІС КУГ, АСТУГ)
Система обліку води (АІІС КУВ, АСТУВ). АІІС КУВ призначена для збору, обробки, зберігання та передачі комерційних даних по кількості споживаної підприємством водопровідної та стічної води.
Застосування систем обліку води дозволяє знизити витрати підприємства на споживання води, а також скоротити витрачання води.
Системи обліку води застосовуються на промислових підприємствах, в муніципальних утвореннях, приватних домоволодіннях, компаніях-постачальниках води.
Система обліку газу (АІІС КУГ, АСТЕУГ). Системи обліку газу (АІІС КУГ) призначені для збору, обробки, передачі та зберігання комерційних даних по витраті, кількості і складу природного або технічного газу в одному або декількох газопроводах.
Системи обліку газу встановлюються на промислових підприємства, споживачах газу, газовидобувних, газотранспортних і газопереробних підприємствах. Системи обліку тепла й пари (АІІС КУТ, АСТУТ). Системи комерційного обліку тепла й пари (АІІС КУТ) призначені для збору, обробки, зберігання та передачі комерційних даних по кількості спожитого і переданого тепла і дозволяють знизити споживання теплової енергії та втрати в теплових мережах, а також оптимізувати витрати на споживання тепла (пари).
Застосування систем обліку актуально не тільки на підприємствах-виробниках і постачальниках тепла, але і всередині будь-якого промислового підприємства.
Питання видобутку, передачі,
розподілу, споживання енергетичних ресурсів
безпосередньо пов'язані з
Повіркою засобів вимірів називають сукупність дій, виконуваних для визначення похибки засобів вимірювань. Мета повірки - з'ясувати, чи відповідають характеристики кошти виміру (тепло-, водо-, електролічильника) встановленим у нормативних документах значенням і придатне це засіб вимірювання до застосування за його прямим призначенням.
Найбільш повне визначення терміна "повірка" наводиться в документі Міждержавної Ради з стандартизації, метрології та сертифікації, рекомендації з міждержавної стандартизації. Повірка засобів вимірювань-встановлення органом державної метрологічної служби (або іншим уповноваженим органом, організацією) придатності засобу вимірювання до застосування на підставі експериментально визначених метрологічних характеристик та підтвердження їх відповідності встановленим обов'язковим вимогам.
До основних аспектів відноситься:
1) Повірці піддають кошти вимірів, підлягають державному метрологічному контролю і нагляду;
2) При повірці використовують еталон. Повірку проводять у відповідності з обов'язковими вимогами, встановленими нормативними документами по повірці. Повірку проводять спеціально навчені фахівці, атестовані у якості повірників органами Державної метрологічної служби;
3) Результати повірки засобів вимірювань, визнаних придатними до застосування, оформляють видачею свідоцтва про повірку, нанесенням повірочного тавра або іншими способами, встановленими нормативними документами по повірці;
4) Іншими офіційно уповноваженими органами, яким може бути надане право проведення повірки, є акредитовані метрологічні служби юридичних осіб. Акредитація на право повірки засобів вимірювань проводиться уповноваженим на те державним органом управління.
Отже, мета повірки - забезпечення єдності вимірювань. Критерій, за яким визначається придатність приладу - похибка приладу не повинні виходити за встановлені межі, встановлені нормативними документами.
Періодичній повірці через певні міжповірочні інтервали підлягають кожен примірник, що знаходиться в експлуатації чи на зберіганні. Засоби вимірювання, що знаходяться на тривалому зберіганні, періодичній повірці можуть не піддаватися. Користувач повинен представити на перевірку засоби вимірювання: розконсервувати, з технічним описом, інструкцією з експлуатації, методикою повірки, паспортом або свідоцтвом про останню повірку та необхідними комплектуючими пристроями.
Перший міжповірочний інтервал встановлюється при затвердженні типу засобу вимірювання. Органи Державної метрологічної служби і юридичні особи зобов'язані вести облік результатів періодичних перевірок. За його результатами Центром стандартизації та метрології за погодженням з метрологічною службою юридичної особи міжповірочний інтервал може коригуватися з урахуванням специфіки застосування. У разі розбіжностей в даному питанні висновок на підставі досліджень дають державні наукові метрологічні центри.
Періодичну повірку засобів вимірювань, що мають декілька діапазонів вимірювань, але використовуваних для меншого числа діапазонів, на підставі рішення головного метролога чи керівника юридичної особи, з відповідним записом в експлуатаційних документах, допускається проводити тільки за вимогами нормативних документів з перевірки, визначальним придатність для використовуваних діапазонів вимірювань . Таке припущення можливо для засобів вимірювань, що надходять на перевірку з експлуатації, коли відомі використовувані діапазони вимірювань. Повірка засобів вимірювань при випуску з виробництва повинна проводитися по всіх діапазонах вимірювань, так як заздалегідь не відомий користувач і потенційна сфера застосування. Періодична повірка може здійснюватися на території користувача, Центру стандартизації та метрології або юридичної особи, акредитованого на право повірки. Місце повірки вибирає користувач, виходячи з економічних факторів і можливості транспортування повіряються засобів вимірювань і еталонів.
Позачергова повірка проводиться при експлуатації (зберіганні) засобів вимірювань при: - ушкодженні повірочного тавра; - у разі втрати свідоцтва про повірку; - введенні в експлуатацію засоби вимірювання після тривалого зберігання (більше одного міжповірочного інтервалу); - проведенні повторної юстирування або настройки; - при відомому чи передбачуваному ударному впливі на засіб вимірювання або незадовільною його роботу.
Інспекційна повірка проводиться
для виявлення придатності до
застосування засоби вимірювання при
здійсненні державного метрологічного
нагляду проводиться в
Повірка в рамках метрологічної експертизи, виробленої за дорученням органів суду, прокуратури, арбітражного суду та федеральних органів виконавчої влади, проводиться на їх письмову вимогу. За результатами повірки складають висновок, який затверджує керівник Центру стандартизації та метрології, і направляють його заявнику.
Порядок проведення повірки. Повірка засобів вимірювань проводиться відповідно до нормативних документів, затверджуваних за результатами випробувань для цілей затвердження типу. Якщо засіб вимірювання за результатами повірки визнано придатним до застосування, то на нього або технічну документацію наноситься відбиток повірочного тавра відповідно до правил по метрології ПР 50.2.007-01 "повірочного тавра" або видається "Свідоцтво про повірку". Якщо засіб вимірювання за результатами повірки визнано непридатним до застосування, відтиск повірочного тавра гаситься, "Свідоцтво про повірку" анулюється, власнику видається "Повідомлення про непридатність" або робиться відповідний запис у технічній документації. Повірочного тавра, підтверджуючі або анулюють результати повірки, застосовують тільки співробітники державної метрологічної служби, державних науково-метрологічних Центрів або метрологічної служби юридичної особи, акредитованої на право повірки, атестовані у якості повірників засобів вимірювань. Відповідальність за неналежне виконання повірочних робіт і недотримання вимог відповідних нормативних документів несе орган Державної метрологічної служби або юридична особа, метрологічною службою якого виконані перевірочні роботи.
Організація проведення повірки. Юридичні та фізичні особи, що випускають засоби вимірювання з виробництва, ремонту, які ввозять і використовують їх з метою експлуатації, прокату або продажу, зобов'язані представляти їх на перевірку згідно з графіками повірки, складеними власниками. Графіки повірки направляються до органу Державної метрологічної служби, на території, що обслуговується якого знаходяться власники засобів вимірювань. Органи Державної метрологічної служби здійснюють перевірку на підставі графіків. Графіки можуть бути скоректовані залежно від зміни номенклатури та кількості засобів вимірювань.
Порядок розгляду
та погодження встановлює
Таким чином, повірка
засобів вимірювань енергоресурсів
являє собою законодавчо
2 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА
2.1 Шляхи покращення автоматизованої системи обліку енергоресурсів
Економія енергоресурсів актуальна для багатьох розвинутих країн світу. Економія неможлива без обліку їхньої витрати, особливо у великих містах, де споруджуються багатоповерхові будинки. Для обліку витрат енергоресурсів, таких, як витрати питної (холодної) та гарячої води, витрати енергії для підігрівання помешкань та комунальних приміщень, обліку електроенергії, витрат газу ставлять індивідуальні лічильники по кожному виду фізичних об’єктів.
Це призводить до того, що, з одного боку, ведеться облік витрат енергоресурсів, зокрема і комерційний, а з іншого – збільшуються витрати на підтримку великої кількості обслуговуючих робітників, що, своєю чергою, сприяють збільшенню ціни витратної одиниці кожної фізичної величини.
Розглянемо приклад автоматизованої системи обліку енергоресурсів, яка може бути побудована в кількох нових будинках та об’єднана в один центр керування (рисунок 2.1).