АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОММЕРЧЕСКОГО И ТЕХНИЧЕСКОГО УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Полезная модель относится к системам контроля и учета процессов, связанных с использованием энергетических ресурсов, в частности, может быть использована для учета потерь электрической энергии и для прогнозирования поездной работы, расхода электроэнергии и потерь электроэнергии на участках обращения электроподвижного состава.
Известна автоматизированная система коммерческого и технического учета электроэнергии, содержащая счетчики активной и реактивной энергии тяговых подстанций, блок сбора и передачи данных и блок сбора и интегрирования информации (Чирков В.К. Автоматизация учета электрической энергии в России и за рубежом АМР.30.00.00-03).
Недостатком этой системы является отсутствие возможности учета потерь электрической энергии и возможности прогнозирования выходных параметров.
Известна автоматизированная система коммерческого и технического учета электроэнергии, содержащая счетчики активной и реактивной энергии тяговых подстанций, блок сбора и передачи данных и блок сбора и интегрирования информации, устройством моделирования работы системы тягового электроснабжения и устройством контроля поездной работы на участке (Патент на полезную модель №37422, МПК: 7G06F 17/60. Митрофанов А.Н., Добрынин Е.В., Гаранин М.А. Автоматизированная система коммерческого и технического учета электроэнергии, опубл. 20.04.04 г.)
Недостатком этой системы является отсутствие возможности прогнозирования поездной работы, расхода электроэнергии и потерь электроэнергии.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет прогнозирования поездной работы, расхода электроэнергии и потерь электроэнергии и осуществления системой саморегулирования.
Технический результат достигается тем, что в автоматизированную систему коммерческого и технического учета электроэнергии, состоящую из автоматизированного устройства коммерческого и технического учета электроэнергии, в которое входят счетчики активной и реактивной энергии тяговых подстанций, блок сбора и передачи данных, блок сбора и интегрирования информации, из устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения, состоящего из блока хранения паспортных и справочных данных, блока базы данных параметров системы тягового электроснабжения, блока базы данных путевого развития участков полигона, блока базы данных токовых характеристик, блока базы данных скоростных характеристик, блока расчета системы тягового электроснабжения, блока построения мгновенных схем, блока коррекции работы системы, блока контроля адекватности работы системы, блока определения потерь электроэнергии, блока определения тягового электропотребления и из устройства контроля поездной работы на участке. В автоматизированное устройство коммерческого и технического учета электроэнергии дополнительно введен блок прогнозирования расхода электроэнергии, имеющий два входа, первый вход которого соединен с выходом блока сбора и интегрирования информации автоматизированного устройства коммерческого и технического учета электроэнергии, в устройство контроля поездной работы на участке дополнительно введен
блок прогнозирования поездной работы, первый вход которого соединен с выходом устройства контроля поездной работы на участке, второй вход является выходом блока расчета системы тягового электроснабжения, и имеет два выхода, первый его выход соединен с блоком прогнозирования расхода электроэнергии, а в автоматизированную систему коммерческого и технического учета электроэнергии дополнительно введен блок прогнозирования потерь электроэнергии, первый вход которого соединен с выходом устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения, а второй вход соединен с выходом устройства контроля поездной работы на участке.
Введение блока прогнозирования расхода электроэнергии в автоматизированное устройство коммерческого и технического учета электроэнергии позволяет получить прогнозные значения расхода электроэнергии, в устройство контроля поездной работы на участке введение блока прогнозирования поездной работы позволяет получить прогнозный график движения и прогнозный график движения, соответствующий минимальным потерям и расходу электроэнергии, а введение блока прогнозирования потерь электроэнергии в автоматизированную систему коммерческого и технического учета электроэнергии позволяет получить прогнозные значения потерь электроэнергии и расширить функциональные возможности системы, осуществлять самонастройку и в целом повысить качество работы системы учета, контроля и прогнозирования на участках обращения электроподвижного состава.
На фиг.1 - схема автоматизированной системы коммерческого и технического учета электроэнергии.
Автоматизированная система коммерческого и технического учета электроэнергии содержит автоматизированное устройство коммерческого и технического учета электроэнергии 1, устройство моделирования работы
системы тягового электроснабжения 2, устройство контроля поездной работы на участке 3, счетчики активной и реактивной энергии тяговых подстанций 4, блок сбора и передачи данных 5, блок сбора и интегрирования информации 6, блок хранения паспортных и справочных данных 7, блок базы данных параметров системы тягового электроснабжения 8, блок базы данных путевого развития участков полигона 9, блок базы данных токовых характеристик 10, блок базы данных скоростных характеристик 11, блок расчета системы тягового электроснабжения 12, блок построения мгновенных схем 13, блок коррекции работы системы 14, блок контроля адекватности работы системы 15, блок определения потерь электроэнергии 16, блок определения тягового электропотребления 17, блок прогнозирования расхода электроэнергии 18, блок прогнозирования потерь электроэнергии 19, блок прогнозирования поездной работы 20.
На примере тягового электроснабжения железнодорожного транспорта система работает следующим образом.
Счетчики активной и реактивной энергии 4 снимают информацию с контрольных точек объектов, информация с активных и реактивных счетчиков тяговых подстанций 4 поступает в блок сбора и передачи данных 5, в котором суммируется информация со всех счетчиков данного объекта и происходит передача данных, с блока сбора и передачи данных 5 информация поступает на блок сбора и интегрирования информации 6 в котором суммируется информация со всех кругов полигона, с блока сбора и интегрирования информации 6 данные поступают в блок прогнозирования расхода электроэнергии 18, где формируются прогнозные значения. С блока хранения паспортных и справочных данных 7 данные поступают в блок базы данных параметров системы тягового электроснабжения 8 для определения параметров элементов схемы, проводимостей, мощности короткого замыкания на вводе тяговых
подстанций и т.п.в соответствие с паспортными и справочными данными существующего оборудования. В устройство контроля поездной работы на участке 3 из устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения 2 поступает информация о поездной ситуации на участке (параметры поездов и время прохождения ими станций), формируется график движения поездов, затем информация поступает в блок прогнозирования поездной работы 20 и выходом устройства контроля поездной работы на участке 3 является прогнозный график движения поездов. С блока прогнозирования поездной работы 20 информация поступает на вход блока прогнозирования расхода электроэнергии 18 и блок прогнозирования потерь электроэнергии 19, выходами этих блоков являются прогнозные значения расхода и потерь электроэнергии. Информация о весе и характере движения поездов с устройства контроля поездной работы на участке 3 поступает в блок базы данных токовых характеристик 10 и в блок базы данных скоростных характеристик 11, в которых происходит выбор токовых и скоростных характеристик, наиболее близких к реальным по весу и характеру движения. Данные из блока базы данных параметров системы тягового электроснабжения 8, блока базы данных путевого развития участков полигона 9, блока базы данных токовых характеристик 10 и блока базы данных скоростных характеристик 11 поступают на вход блока построения мгновенных схем 13 через блок коррекции работы системы 14. В начальный момент времени информация проходит через блок коррекции работы 14 не изменяясь. В блоке построения мгновенных схем 13 происходит построение мгновенных схем (дислокация токовых нагрузок поездов на участке в моменты времени) с необходимой для точности расчета дискретизацией. Из блока построения мгновенных схем 13 данные поступают на вход блока расчета системы тягового электроснабжения 12, где происходит расчет мгновенных схем приложения нагрузок. Из
блока расчета системы тягового электроснабжения 12 данные поступают на вход блока определения тягового электропотребления 17 для определения расхода электроэнергии на тягу поездов на тяговых подстанциях полигона и на вход блока прогнозирования поездной работы 20, выходом которого является прогнозный график движения, соответствующий минимальным потерям и расходу электроэнергии. Из блока определения тягового электропотребления 17 данные поступают на вход блока определения потерь электроэнергии 16 для определения потерь электрической энергии в системе тягового электроснабжения с применением метода итерации. Многопоточная информация с блока сбора и интегрирования информации 6 и многопоточная информация из блока определения тягового электропотребления 17 поступает на вход блока контроля адекватности работы системы 15, в котором происходит контроль адекватности работы системы путем идентификации реальных данных, полученных со счетчиков тяговых подстанций и результатов расчета, и дальнейшей коррекции работы системы. В случае, если работа системы по определению тягового электропотребления адекватна (расхождение реальных данных, полученных со счетчиков тяговых подстанций и результатов расчета не превышает установленный предел), из блока контроля адекватности работы системы 15 поступает сигнал на второй вход блока определения потерь электроэнергии 16 для разрешения работы по определению потерь электроэнергии, если система не адекватна (расхождение реальных данных, полученных со счетчиков тяговых подстанций и результатов расчета превышает установленный предел), из блока контроля адекватности работы системы 15 поступают два управляющих сигнала на второй и третий вход блока коррекции работы системы 14.
Входом предлагаемой системы является вход автоматизированного устройства коммерческого и технического учета электроэнергии 1 и два
входа устройства контроля поездной работы на участке 3, выходом системы являются выход блока прогнозирования расхода электроэнергии 18 автоматизированного устройства коммерческого и технического учета электроэнергии 1, выход блока прогнозирования потерь электроэнергии 19, выход блока определения тягового электропотребления 17 устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения 2 и два выхода блока прогнозирования поездной работы 20 устройства контроля поездной работы на участке 3.
Полезная модель предназначена для автоматического, непрерывного во времени учета расхода и потерь электроэнергии с целью дальнейшей оплаты потребленной электроэнергии и анализа величины потерь как показателя внедрения энергосберегающих технологий в хозяйстве электроснабжения.
Функция контроля адекватности работы системы по определению потерь электроэнергии реализуется путем идентификации реальных данных, полученных со счетчиков тяговых подстанций и результатов расчета, и дальнейшей коррекции работы системы.
Предлагаемая система позволяет не только производить учет расхода электроэнергии и потерь электроэнергии и осуществлять их прогнозирование, но так же она является системой с саморегулированием, что позволяет минимизировать потери электроэнергии на 20%.