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, состоящая из устройства коммерческого и технического учета электроэнергии со счетчиками активной и реактивной энергии тяговых подстанций, соединенных с блоком сбора и интегрирования информации, устройства контроля поездной работы на участке и устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения. Устройство моделирования работы системы тягового электроснабжения состоит из блока хранения паспортных и справочных данных, соединенного с блоком базы данных параметров системы тягового электроснабжения, соединенного с выходом блока базы данных путевого развития участков полигона, выходом блока базы данных токовых характеристик и с входом блока построения мгновенных схем, который, в свою очередь соединяется с блоком расчета системы тягового электроснабжения, соединенного с входом блока определения тягового электропотребления, соединенного с входом блока определения потерь электроэнергии, блока базы данных скоростных характеристик, вход которого соединен с выходом устройства контроля поездной работы на участке, а его выход соединен с входом блока коррекции работы системы, выход которого соединен с входом блока построения мгновенных схем, а два входа - с двумя выходами блока контроля адекватности работы системы. Третий выход блока контроля адекватности работы системы соединен с входом блока определения потерь электроэнергии, а два входа блока контроля адекватности работы системы соединены с выходом блока сбора и интегрирования информации устройства коммерческого и технического учета электроэнергии и выходом блока определения тягового электропотребления, выход устройства контроля поездной работы на участке присоединен к выходу блока базы данных токовых характеристик. [Патент на полезную модель РФ №37422, МПК: 7G06F 17/60, опубл. 20.04.2004, БИ №11, авторы: Митрофанов А.Н., Добрынин Е.В., Гаранин М.А. "Автоматизированная система коммерческого и технического учета электроэнергии"].
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 блока анализа, блока прогнозирования расхода электроэнергии, блока прогнозирования потерь электроэнергии и саморегулирования системы.
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, блок прогнозирования расхода электроэнергии, 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, дополнительно введены блок прогнозирования расхода электроэнергии, один вход которого соединен с выходом устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения, устройство контроля поездной работы, блок прогнозирования поездной работы на участке, вход которого соединен с блоком расчета системы тягового электроснабжения устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения, один из выходов устройства контроля поездной работы соединен со вторым входом блока прогнозирования потерь электроэнергии, а в устройство коммерческого и технического учета электроэнергии дополнительно введены и последовательно соединены блок прогнозирования расхода электроэнергии, который вторым входом соединен с устройством контроля поездной работы, блок анализа, блок формирования управляющего воздействия, блок передачи сигнала управляющего воздействия, блок приема сигнала управляющего воздействия и блок коммутационной аппаратуры, причем выход блока прогнозирования потерь электроэнергии соединен с блоком анализа устройства коммерческого и технического учета электроэнергии.
Введение в автоматизированную систему коммерческого и технического учета электроэнергии блока анализа, блока прогнозирования расхода электроэнергии и блока прогнозирования потерь электрической энергии позволяет расширить функциональные возможности системы и обеспечить саморегулирование системы.
На фиг. представлена принципиальная 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, коммутационную аппаратуру 4, блок приема сигнала управляющего воздействия 5, блок передачи сигнала управляющего воздействия 6, блок формирования управляющего воздействия 7, блок анализа 8, счетчики активной и реактивной энергии тяговых подстанций 9, блок сбора и передачи данных 10, блок сбора и интегрирования информации 11, блок хранения паспортных и справочных данных 12, блок базы данных параметров системы тягового электроснабжения 13, блок базы данных путевого развития участков полигона 14, блок базы данных токовых характеристик 15, блок базы данных скоростных характеристик 16, блок расчета системы тягового электроснабжения 17, блок построения мгновенных схем 18, блок коррекции работы системы 19, блок контроля адекватности работы системы 20, блок определения потерь электроэнергии 21, блок определения тягового электропотребления 22, блок прогнозирования расхода электроэнергии 23, блок прогнозирования потерь электроэнергии 24, блок прогнозирования поездной работы 25.
Система работает следующим образом.
Счетчики активной и реактивной энергии 9 снимают информацию с контрольных точек объектов, информация с активных и реактивных счетчиков тяговых подстанций 9 поступает в блок сбора и передачи данных 10, в котором суммируется информация со всех счетчиков данного объекта и происходит передача данных, с блока сбора и передачи данных 10 информация поступает на блок сбора и интегрирования информации 11 в котором суммируется информация со всех кругов полигона, с блока сбора и интегрирования информации 11 данные поступают в блок прогнозирования расхода электроэнергии 23, где формируются прогнозные значения. Один выход этого блока соединен с блоком анализа информации 8, выход которого подключен к блоку формирования управляющего воздействия 7, выход которого соединяется с блоком передачи сигнала управляющего воздействия 6, далее сигнал передается на блок приема управляющего воздействия и затем передается коммутационной аппаратуре.
С блока хранения паспортных и справочных данных 12 данные поступают в блок базы данных параметров системы тягового электроснабжения 13 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 25, и выходом устройства контроля поездной работы на участке 3 является прогнозный график движения поездов. С блока прогнозирования поездной работы 25 информация поступает на вход блока прогнозирования расхода электроэнергии 23 и блока прогнозирования потерь электроэнергии 24. Выходами этого блока являются прогнозные значения расхода и потери электроэнергии. Информация о весе и характере движения поездов с устройства контроля поездной работы на участке 3 поступает в блок базы данных токовых характеристик 15 и в блок базы данных скоростных характеристик 16, 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 13, блока базы данных путевого развития участков полигона 14, блока базы данных токовых характеристик 15 и блока базы данных скоростных характеристик 16 поступают на вход блока построения мгновенных схем 18 через блок коррекции работы системы 19. В начальный момент времени информация проходит через блок коррекции работы 19, не изменяясь. В блоке построения мгновенных схем 18 происходит построение мгновенных схем (дислокация токовых нагрузок поездов на участке в моменты времени) с необходимой для точности расчета дискретизацией. Из блока построения мгновенных схем 18 данные поступают на вход блока расчета системы тягового электроснабжения 17, где происходит расчет мгновенных схем приложения нагрузок. Из блока расчета системы тягового электроснабжения 17 данные поступают на вход блока определения тягового электропотребления 22 для определения расхода электроэнергии на тягу поездов на тяговых подстанциях полигона и на вход блока прогнозирования поездной работы 25, выходом которого является прогнозный график движения, соответствующий минимальным потерям и расходу электроэнергии. Из блока определения тягового электропотребления 22 данные поступают на вход блока определения потерь электроэнергии 21 для определения потерь электрической энергии в системе тягового электроснабжения с применением метода итерации.
Многопоточная информация с блока сбора и интегрирования информации 11 и многопоточная информация из блока определения тягового электропотребления 22 поступает на вход блока контроля адекватности работы системы 20, 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 20 поступает сигнал на второй вход блока определения потерь электроэнергии 21 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 20 поступают два управляющих сигнала на второй и третий вход блока коррекции работы системы 19.
Входом предлагаемой системы является вход автоматизированного устройства коммерческого и технического учета электроэнергии 1 и один вход устройства контроля поездной работы на участке 3. Выходом системы являются выход блока прогнозирования расхода электроэнергии 23 и выход блока коммутационной аппаратуры 4 автоматизированного устройства коммерческого и технического учета электроэнергии 1, выход блока прогнозирования потерь электроэнергии 24, выход блока определения тягового электропотребления 22 устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения 2 и два выхода блока прогнозирования поездной работы 25 устройства контроля поездной работы на участке 3.
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 ее потерь, но и за счет введения и взаимодействия блоков анализа и прогнозирования расширить функциональные возможности для достижения ощутимого экономического эффекта благодаря целенаправленному распределению электроэнергии на основе прогнозных данных. А саморегулирование системы позволит при возникновении непредвиденных обстоятельств сохранить работоспособность системы и зависящих от нее объектов, что позволяет минимизировать потери электроэнергии на 20%.