Поиск потерь на базе систем АСКУЭ

1

О компанииООО «Энерго Контроль» это научно-производственная лаборатория работающая в сфере инновационных системных решений энергоэффективности, а также динамично развивающийся производитель приборов учета электроэнергии.

2

Предприятие специализируется на разработке и производстве счётчиков электроэнергии как бытового, так и промышленного сектора энергетики, а также оборудования для АСКУЭ под собственной торговой маркой.

На предприятии используются новейшие типы оборудования Немецкого производства Zera GmbH, ERSA GmbH, Bosh и другие.

3

Поиск потерь и АСКУЭ Учитывая высокий уровень потерь в электрических сетях (средние потери в Украине составляют 15 – 25%) возникает необходимость их поиска и устранения. Системы АСКУЭ могут стать отличным инструментом в решении данной задачи.В тоже время одной из основных проблем систем АСКУЭ является отсутствие возможности получить данные со всех подключенных к системе счетчиков.Среднее количество опрошенных счетчиков, как правило, составляет 85 – 95 %. ООО «Энерго Контроль» стремится

соответствовать не только украинским нормам и законодательству, но и действующим европейским директивам и стандартам.

Поэтому для построения систем АСКУЭ нашей компанией был выбран стандарт G3 на основе OFDM модуляции.Использование OFDM модуляции позволяет достигнуть высоких показателей помехоустойчивости и надежности.В свою очередь, технология G3 имеет значительное преимущество в эффективности передачи информации.

Анализ стандартов PLCСравнение эффективности модуляции

4

Основные стандарты PLC

Тип модуляции

Эффективность использования полосы

частотFSK средняя

BFSK средняяSFSK низкая

OFDM высокая

Стандарт Модуляция

Диапазон частот, кГц

Количество поднесущих

Максимальная скорость обмена

данными, кБодIEC 61334 SFSK 60…76 2 1,2…2,4PRIME OFDM 42…90 97 128G3 OFDM 35…90 36 34

G3 FCC OFDM145…314 36 206314…478 36 206145…478 72 289

P1901.2 OFDM 35…90 36 34

P1901.2 FCC OFDM145…314 36 217314…478 36 217145…478 72 290

Диапазон частот для поставщиков электроэнергии согласно инструкции Европейского комитета по стандартизации в области электротехники

CENELEC: 3…95 кГц.

Разработка систем АСКУЕ на основе стандартов G3-PLC

5

Преимущества G3:- возможность осуществлять связь через трансформаторы и в

результате снижение количества концентраторов, что уменьшает общую стоимость проекта;

- стандарт использует пониженную по сравнению с PRIME скорость передачи, при этом обеспечивая лучшую помехоустойчивость и более высокий процент опроса;

- возможность исключения частотного диапазона в котором работает PLC SFSK и параллельно использовать два решения одновременно;

- открытость стандарта и ориентированность на глобальное использование;

- наличие 6LoWPAN уровня, что позволяет осуществлять передачу IPv6 пакетов для интеграции с сетью Интернет.

Преимущества OFDM модуляции:- высокая помехоустойчивость и надежность в связи

с возможностью адаптации к параметрам канала и условиям передачи;

- существенное увеличение скорости передачи в сравнении с методами S-FSK и DCSK.

Выбор PLC модема

6

Особенности F28PLC35/AFE030 (PLC- Lite)

F28PLC83/AFE031 (CEN A/BCD) F28M35/AFE032 (FCC)

Региональный диапазон частот

CELENEC A, CENELECBCD half band

CENELEC A, B, C, D withTone Masks CENELEC A,B,C,D, FCC, ARIB

Стандарт FlexOFDM PRIME/G3/IEC 61334/FlexOFDM P1901.2/G3 FCC

Скорость передачи данных, кБод

21 64…128 200

Стоимость очень низкая низкая средняяCPU, МГц 60 90 (VCU I) 150 (VCU I)

Преимущества

низкая стоимость надежность OFDM

гибкий выбор диапазона высокая

производительность NBI CLA для приложений

CSMA/CA MAC

множество стандартов сертифицированный SW улучшенный алгоритм

приема простой пользовательский

интерфейс

множество стандартов высокая

производительность допонительные методы

надежности Adaptive Tone Mask

проверен практикой

Иcпользование In Home Display (IHD) Home Area Network (HAN)

Automatic Meter Reading (AMR) Advanced Metering

Infrastructure (AMI) In Home Display (IHD) (Home Area Network) HAN Energy Gateway

Automatic Meter Reading (AMR) Advanced Metering

Infrastructure (AMI) Electric Vehicle Supply Equipment

(EVSE) In Home Display (IHD) (Home Area Network) HAN

Energy Gateway

Счетчики ООО «Энерго Контроль» для систем АСКУЭ

7

В результате анализа электрических сетей компания ООО «Энерго Контроль» разработала приборы учета электроэнергии с дополнительным измерительным элементом в нулевом проводе.Данное конструктивное решение позволяет выявить проблемы, связанные с постоянными и переменными потерями в линиях электропередач, а также в преобразовательных устройствах.Особым преимуществом использования таких приборов является возможность выявления именно проблемного участка сети.

Приборы учета электроэнергии для систем АСКУЭ с возможностью поиска потерь

ОднофазныйТрехфазный

Активной энергии Активной и реактивной энергии

ЛЕБ-Д1.Б5-R6 Torgrids M10XX.10A/4T+P Torgrids M1020.10A/4T+P

ЛЕБ-Д1.Б5-РR6 Torgrids M10XX.120A/4S+P Torgrids M1020.120A/4S+P

  Torgrids M10XX.120A/4S+RP Torgrids M1020.120A/4S+RP

Решение проблемы поиска потерь

8

или

ABCN

Torgrids M1020.10A/4T+P

Torgrids M1020.10A/4T+P

Torgrids M1020.10A/3T+P

kTorgrids

M10XX.120A/4S+RP

3ЛЕБ-Д1.Б5-R6

2

ЛЕБ-Д1.Б5-R6

1ЛЕБ-Д1.Б5-РR6

1Torgrids

M10XX.120A/4T+P

2Torgrids

M1020.120A/4S+P

3ЛЕБ-Д1.Б5-РR6

n

ЛЕБ-Д1.Б5-R6Torgrids

M1020.10A/3T+P

илиили

Р, кВт

t, ч2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Р1

Р2

РΣ + ΔР

РΣ

Зависимость потерь от времени суток

9

В зависимости от нагрузки на электрические сети потери, в зависимости от их вида, могут значительно увеличиваться, вплоть до квадратических значений.

РΣ + ΔР – суммарная мощность

РΣ = P1 + P2 – суммарная мощность без учета потерь

Анализ значений согласно графика нагрузок показывает, что максимально эффективным является проведение синхронных срезов значений по всем точкам учета.Также нужно учитывать, что чем больше будет произведено измерений показаний, тем точнее будет результат.

Проблемы связанные с потерями электроэнергииПри передаче одной и той же энергии, потери увеличиваются по сравнении с минимальными потерями в таких случаях:• Нарушения нормальной работы сети – наличие дополнительных дефектов

в сети (скрутки и другие некачественные соединения, утечки и ухудшение изоляции).

• Неполнофазный режим (перекос фаз) – максимальное увеличение потерь в 6 раз, при равенстве сопротивлений нулевого и фазных проводов

• Неравномерная нагрузка по времени – потери увеличиваются прямо пропорционально пик-фактору (отношение среднеквадратичного тока к среднему току за данное время) и ограничены только (при наличии контроля) максимальным током линии и током ограничения защитных средств (предохранители, автоматы и реле).

• Наличие гармоник – потери увеличиваются прямо пропорционально отношению среднеквадратичного тока к среднему току за период. Потери могут расти теоретически почти до бесконечности, а реально будут ограничены суммарным сопротивлением линии и наличием средств ограничения гармоник.

• Наличие реактивного тока – потери увеличиваются обратно пропорционально cosφ. Потери могут расти, теоретически, почти до бесконечности, но реально cosφ редко бывает меньше 0.3, при данном значении cosφ потери увеличатся в 3.3 раза. 1

0

Нарушения нормальной работы сети

11

Uc = 219 В Uc = 218 В Uc = 208 ВПроблемный

участок

или

ABCN

Torgrids M1020.10A/4T+P

Torgrids M1020.10A/4T+P

Torgrids M1020.10A/3T+P

kTorgrids

M10XX.120A/4S+RP

3ЛЕБ-Д1.Б5-R6

2

ЛЕБ-Д1.Б5-R6

1ЛЕБ-Д1.Б5-РR6

1Torgrids

M10XX.120A/4T+P

2Torgrids

M1020.120A/4S+P

3ЛЕБ-Д1.Б5-РR6

n

ЛЕБ-Д1.Б5-R6Torgrids

M1020.10A/3T+P

илиили

Неравномерная нагрузка фаз

12

– расчетный вектор тока в нулевом проводе

– реальный вектор тока в нулевом проводе

Ia.

Ib.

Ic.

IN.

IN.´

Потери электроэнергии

NI

'NI

.

.

Благодаря использованию дополнительного измерительного элемента в трехфазных приборах учета электроэнергии появляется возможность определить не только перекос фаз, но и величину потерь.Это достигается тем, что такой прибор учета укажет именно реальный, а не расчетный ток в нейтрали.

Заключение

13

• Проблема потерь электроэнергии при ее передаче является одной из самых острых в электроэнергетике Украины. Ежегодно фактические потери в сетях достигают 25% от поступления электроэнергии в распределительные сети.

• Для решения данной проблемы ООО «Энерго Контроль» предлагает собственную систему АСКУЭ основанную на однофазных счетчиках ЛЕБ и трёхфазных Torgrids.

• В связи с повышенным требованиям к помехоустойчивость и проценту опроса счетчиков электроэнергии, а также обладая рядом других преимуществ данная система АСКУЭ выполнена по стандарту G3 на основе OFDM модуляции.

• Дополнительный измерительный элемент в нулевом проводе трехфазных приборах учета позволяет выявить проблемы, связанные с постоянными и переменными потерями в линиях электропередач, а также в преобразовательных устройствах.

• Особым преимуществом использования таких приборов является возможность выявления именно проблемного участка сети.

Наумик Олег Анатолиевичe-mail: o.naumik@gmail.com

mob: +38 (067) 407-06-62Skype: O.Naumik

Контактная информация

Мошковский Сергей Евгеньевичe-mail: sdtu@i.ua

mob: +38 (050) 464-02-64Skype: sdtu.serg

14

Адрес и контакты ООО “Энерго Контроль”:

Украина, 21022, г. Винница, ул. Энергетическая, 5

тел.: +380(432) 66-46-60факс: +380(432) 66-46-60e-maіl: office@enay.com.ua

www.enay.com.ua