01-2005 Рациональная система автоматизированного учета электроэнергии на тягу поездов
 

Автоматизированная система учета электроэнергии (АСУЭ), вне­дряемая на железных дорогах, задумывалась как средство совер­шенствования расчетов с энергосистемами. Ход реформирования РАО «ЕЭС России», создание рынка электроэнергии показывают, что надежды на быстрый и надежный эффект от рационального конт­роля энергии как рыночного товара пока не оправдываются.
Однако не менее весомый выигрыш от использования АСУЭ на транспорте может быть получен, в первую очередь, в электричес­кой тяге. Он обусловлен наличием большого потенциала экономии энергии и способов его реализации. Существующая система АСУЭ служит важным элементом этого процесса, обеспечивая монито­ринг расходования энергии.
Передача данных о расходе в реальном времени структурам, опе­ративно управляющим перевозочным процессом, позволяет оптимизи­ровать электропотребление. Основной способ его снижения — рацио­нальное управление как отдельным поездом, так и потоком поездов.
В отличие от коммерческого учета в условиях рынка, где важны объемы энергии как таковые, основным показателем эффективно­сти использования энергоресурсов является количество энергии, потраченное на единицу продукции (удельное энергопотребление). На железнодорожном транспорте за единицу продукции принято считать тонно-километр (т-км) брутто. Показателем энергоэффективности служит удельный расход электроэнергии на тягу поездов, который определяется отношением показателя расхода к объему перевозок, выраженному в т-км.
На базе АСУЭ создан опытный образец автоматизированной информационной системы (АИС) «Ресурс-Э» для текущего контроля удельного расхода. Помимо измерения расхода энергии в элект­ротяге, система может определять тонно-километровую работу. Указанная АИС работает в реальном времени с интервалами об­новления информации 3, 6 или 12 ч. Значения интервалов соответ­ствуют периодам отчетности и планирования, принятым в систе­ме оперативного управления перевозками. Имеется возможность уменьшения интервала до 1 ч, что понадобится при внедрении перспективной АСУ перевозочным процессом.
Следует отметить, что в АСУЭ оптового рынка электроэнергии также предусматривается интервал интегрирования (дискретность учета), равный 1 ч. Однако предоставлять информацию в расчет­ные центры в таком же темпе не требуется. Весь объем данных за истекшие сутки должен поступать в финансово-расчетную систе­му оптового рынка до 14 — 15 ч следующих суток.
Требования доставки информации от АСУЭ потребителей опера­торам расчетных центров в реальном времени, которые содержатся в регламентирующих документах организаторов рынка, не имеют от­ношения к формированию цены энергии. Данные реального време­ни необходимы для диспетчерского управления элементами объеди­ненной энергосистемы страны. Предъявление необоснованных тре­бований к АСУЭ потребителей, на выполнение которых нужны боль­шие затраты средств и ресурсов связи, признано недопустимым.
Архитектура АСУЭ электротяги, ориентированной на оператив­ное управление энергопотреблением, отличается от архитектуры системы для коммерческих расчетов. Стандартным сектором сбора первичной информации в АСУЭ служат тяговые подстанции, обес­печивающие тягу в границах круга диспетчерского управления (рис. 1,а). В центре обработки формируются интегральные показатели расхода энергии, соответствующие, указанным технологическим участкам. В архитектуре АСУЭ коммерческого назначения стандарт­ным сектором сбора служат подстанции, которые подключены к сетям одного поставщика — АО «Энерго» (рис. 1,6).
Состав и функции центров сбора и обработки данных АСУЭ опре­деляются спецификой получателей информации и возможностями сети связи. Задачи как оперативного контроля расхода энергии в перево­зочном процессе, так и учета в коммерческих расчетах за потреблен­ный ресурс решаются сегодня и, вероятно, будут решаться в обозри­мом будущем на региональном уровне, уровне филиалов ОАО «РЖД».
Соответственно, центр сбора-обработки данных об электропот­реблении должен быть на уровне администрации дороги. Сбор- обработка информации на отделенческом уровне становится ненуж­ной. Таким образом, АСУЭ тягового электроснабжения должна быть двухуровневой. Первый уровень охватывает комплексы на подстан­циях, второй представлен серверами дорожного уровня (рис. 2).
Информацию, необходимую для функционирования оптового рынка электроэнергии, целесообразно передавать региональным филиалам администратора торговой системы с серверов соответ­ствующих дорог. В принципе, можно предоставить доступ органи­затора оптового рынка к расчетным счетчикам на тяговых подстан­циях по выделенному каналу сети связи ОАО «РЖД».
Организация выдачи данных в торговую систему на региональ­ном уровне исключает необходимость расходования немалых теле­коммуникационных и вычислительных ресурсов хозяйства СЦБ рос­сийских дорог на централизацию больших массивов данных. Конт­рольные показатели потребления энергии могут собираться отрас­левыми предприятиями «Энергосбыт» с использованием электронной почты. Интегральные показатели потребления, вырабатываемые в серверах дорожного уровня, передаются по системе передачи данных в центр. Они служат, главным образом, для планирования и контроля электропотребления в масштабе сети дорог.
Сеть связи, по которой собирают данные с измерительных ком­плексов тяговых подстанций, в настоящее время использует на раз­ных участках дорог аналоговые каналы сегмента «Оперативно-тех­нологическая связь» или каналы, выделенные для телемеханики. При таком построении связи трудно добиться централизации данных в дорожном сервере без промежуточных узлов отделенческого уровня.
Появление цифровой системы, использующей волоконно-опти­ческие линии связи, позволяет довести основной цифровой канал (64 кбит/с) до каждой подстанции. Измерительные комплексы на тяговых подстанциях опрашиваются последовательно в интерактив­ном режиме. Следовательно, для опроса всех подстанций дороги (участка дороги) достаточно иметь один основной канал цифровой сети (ОЦК). Действительно, при максимальном объеме одного сеанса съема данных с тяговой подстанции, не превышающем 1 кбайт, в 30-минутном цикле (в будущем) можно опросить по одно­му каналу до 200 подстанций.
Ожидается, что в официальных нормативных документах по АСКУЭ оптового рынка появится требование предоставления от­дельного канала для коммерческого учета. В этом случае в систе­ме связи выделят два канала: один для данных технологического, второй — коммерческого учета объемов электроэнергии. Следует заметить, что последний будет загружен слабо, так как суточный трафик в нем не превысит 20 — 50 кбайт при сборе данных со всех счетчиков тяговых подстанций дороги. Очевидно, аренду такого вы­деленного канала должны совместно оплачивать оба субъекта оп­тового рынка электроэнергии — покупатель (дорога) и продавец (производитель энергии).
На сегодняшний день для дорог России важно организовать автоматизированный учет электроэнергии, чтобы обеспечить ее рациональное расходование, в первую очередь, на тягу поездов. Функции АСКУЭ оптового рынка, несущественно видоизменяющие систему, будут вводиться по мере развития рыночных отношений, после появления четких общеобязательных технических требова­ний к коммерческому учету.
АСУЭ в электрической тяге поездов должна быть связана с си­стемой сбора-обработки данных об объеме выполненной перево­зочной работы, что позволит предоставлять пользователям стан­дартные показатели удельного расхода энергии на тягу. Архитек­тура базового дорожного сегмента АСУЭ должна быть двухуров­невой. Сбор данных со всех тяговых подстанций дороги осуществ­ляется с помощью одного основного (64 кбит/с) цифрового кана­ла. При возникновении необходимости прямой передачи данных с приборов учета электроэнергии оператору торговой системы в сети связи выделяется еще один ОЦК.

Канд. техн. наук Б.И. ДАВЫДОВ,
Дальневосточный государственный университет
путей сообщения

Тема перенесена
 

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin