Автоматизированная система коммерческого и технического учета электроэнергии
AUTOMATED SYSTEM OF COMMERCIAL AND TECHNICAL METERING OF ELECTRIC ENERGY

Изобретение относится к вычислительной области техники, а конкретнее к обработке цифровых данных с помощью электрических устройств и может быть использована в устройстве цифровых вычислений или обработки данных в электроснабжении.
Известна автоматизированная система коммерческого и технического учета электроэнергии, состоящая 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, отличающаяся тем, что в устройство коммерческого и технического учета электроэнергии автоматизированной системы дополнительно введен блок измерения показателей качества электроэнергии, который соединен последовательно со входом блока сбора и интегрирования информации, в котором, в свою очередь, дополнительно выполнено два выхода, в устройство моделирования работы системы тягового электроснабжения автоматизированной системы введен блок контроля и прогнозирования показателей качества электроэнергии, который имеет один выход и два входа, один из которых соединен с выходом блока определения тягового электропотребления, а второй - с выходом блока сбора и интегрирования информации устройства коммерческого и технического учета электроэнергии, в устройство контроля поездной работы на участке дополнительно введен блок прогнозирования тягового электропотребления, который одним входом соединен с блоком прогнозирования поездной работы того же устройства и двумя входами соединен с блоками определения тягового электропотребления и расчета системы тягового электроснабжения устройства моделирования системы тягового электроснабжения. [Патент РФ №80600, МПК: G06F 17/00, опубл. 16.06.2008, Бюл. №4, «Автоматизированная система коммерческого и технического учета электроэнергии», авторы Митрофанов А.Н., Козлов С.А. и др.].
Недостатком этой системы являться отсутствие экономии электроэнергии и ее потерь и токовой загрузки оборудования до и после применения компенсации реактивной мощности.
Известна автоматизированная система коммерческого и технического учета электроэнергии, состоящая 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, отличающаяся тем, что в систему дополнительно введены блок прогнозирования расхода электроэнергии, один вход которого соединен с выходом устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения, устройство контроля поездной работы, дополнительно введен 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.
[Патент РФ №90237, МПК: G06F 17/00, опубл. 21.08.2009, Бюл. №36, «Автоматизированная система коммерческого и технического учета электроэнергии», авторы Гаранин М.А., Кириллова Т.М. и др.].
Недостатком этой системы является низкий контроль расхода электроэнергии и ее потерь.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Техническим результатом является расширение функциональных возможностей, за счет снижения интенсивности отказов оборудования, снижения ущербов от перерывов электроснабжения, снижения потерь и токовой загрузки оборудования до и после применения компенсации реактивной мощности.
Технический результат достигается тем, что в автоматизированную систему коммерческого и технического учета электроэнергии состоящая из устройства коммерческого и технического учета электроэнергии и устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения, причем второй, третий, четвертый выходы устройства коммерческого и технического учета электроэнергии, соединены с шестым, пятым и четвертым входами устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения согласно изобретению, на шестой вход устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения согласно изобретению дополнительно введен блок расчета вероятного снижения ущербов от перерывов электроснабжения, выход которого соединен с блоком расчета системы тягового электроснабжения его выход соединен со втором входом устройства коммерческого и технического учета электроэнергии; на пятый вход устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения дополнительно введен блок определения снижения интенсивности отказов оборудования после включения компенсации реактивной мощности, выход которого соединен с блоком прогнозирования потерь который имеет два выхода, один выход устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения, а другой соединен с введенным блоком расчета экономии за счет снижения потерь выход которого в свою очередь соединен вновь с введенным блоком расчета увеличения срока службы оборудования, один выход которого соединен со входом блока коррекции работы системы, а второй через блок расчета сокращений отчислений на ремонт соединен с блоком базы данных параметров системы тягового электроснабжения; четвертый вход устройства моделирования соединен с блоком сравнения токовой загрузки оборудования до и после применения компенсации реактивной мощности, который своими двумя выходами соединен с входом блока коррекции работы системы и со вторым входом блока определения снижения интенсивности отказов оборудования после включения компенсации реактивной мощности.
Введение в устройство моделирования работы системы тягового электроснабжения в автоматизированной системы коммерческого и технического учета электроэнергии, блока определения снижения интенсивности отказов оборудования, блока расчета вероятного снижения ущербов от перерывов электроснабжения, блока расчета экономии за счет снижения потерь, блока расчета увеличения срока службы оборудования, блока расчета сокращения отчислений на ремонт, блока сопоставления токовой загрузки оборудования до и после применения компенсации реактивной мощности в сети, все это позволяет расширить функциональные возможности ранее действующей системы и произвести учет расхода электроэнергии от потерь, предупредить нарушение работы системы, повысить надежность системы тягового электроснабжения.
На чертеже представлена принципиальная схема автоматизированной системы коммерческого и технического учета электроэнергии.
Автоматизированная система коммерческого и технического учета электроэнергии содержит устройство коммерческого и технического учета электроэнергии 1, устройство моделирования работы системы тягового электроснабжения 2, счетчики активной и реактивной энергии тяговых подстанций 3, блок сбора и передачи данных 4, блок сбора и интегрирования информации 5, блок хранения паспортных и справочных данных 6, блок базы данных параметров системы тягового электроснабжения 7, блок базы данных путевого развития участков полигона 8, блок базы данных токовых характеристик 9, блок базы данных скоростных характеристик 10, блок расчета системы тягового электроснабжения 11, блок построения мгновенных схем 12, блок коррекции работы системы 13, блок контроля адекватности работы системы 14, блок определения потерь электроэнергии 15, блок определения тягового электропотребления 16, блок прогнозирования расхода электроэнергии 17, блок прогнозирования потерь электроэнергии 18, блок определения снижения интенсивности отказов оборудования после включения компенсации реактивной мощности 19, блока расчета вероятного снижения ущербов от перерывов электроснабжения 20, блока расчета экономии за счет снижения потерь 21, блока расчета увеличения срока службы оборудования 22, блока расчета сокращения отчислений на ремонт 23, блока сравнения токовой загрузки оборудования до и после применения компенсации реактивной мощности в сети 24.
Система работает следующим образом.
Автоматизированное устройство коммерческого и технического учета электроэнергии 1 с блоками счетчиками активной и реактивной энергии тяговых подстанций 3, блока сбора и передачи данных 4, блока сбора и интегрировании информации 5, блока прогнозирования расхода электроэнергии 17. Имеет счетчики активной и реактивной энергии 3 снимают информацию с контрольных точек объектов, и с них передаться на пятый вход устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения 2, а затем на блок определения снижения интенсивности отказов оборудования после включения компенсации реактивной мощности 19. А четвертый вход устройства коммерческого и технического учета электроэнергии блока счетчиков активной и реактивной энергии тяговых подстанций на вход устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения на блок сравнения токовой загрузки оборудования до и после применения компенсации реактивной мощности в сети 24. Далее информация поступает в блок сбора и передачи данных 4, в котором суммируется информация со всех счетчиков устройства коммерческого и технического учета электроэнергии блока 3 данного объекта и происходит передача данных с блока сбора и передачи данных 4 информация поступает на блок сбора и интегрирования информации 5, в котором суммируется информация со всех кругов полигона. С блока сбора и интегрирования информации 5 данные поступают в блок прогнозирования расхода электроэнергии 17, и на второй выход блока сбора и интегрирования информации является второй выход устройства коммерческого и технического учета электроэнергии 1, который соединен с шестым входом устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения 2 расчета вероятного снижения ущербов от перерыва электроснабжения 20, где формируются прогнозные значения. С блока хранения паспортных и справочных данных 6 данные поступают в блок базы данных параметров системы тягового электроснабжения 7 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. С блока определения снижения интенсивности отказов оборудования после включения компенсации реактивной мощности 19, который установлен на пятый вход устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения 2, информация поступает на вход блока прогнозирования потерь электроэнергии 18, который одним входом попадает в блок расчета экономии за счет снижения потерь 21, а тот, в свою очередь, в блок расчета увеличения срока службы оборудования 22. Выходами блока 22 представляют прогнозные значения расхода и потери электроэнергии. Информация о весе и характере движения поездов поступает в блок базы данных токовых характеристик 9, и в блок базы данных скоростных характеристик в блок 10, в которых происходят выбор и токовых и скоростных характеристик, наиболее близких к реальным по весу и характеру движения. Данные из блока базы данных параметров системы тягового электроснабжения 7, блока базы данных путевого развития участков полигона 8, блока базы данных токовых характеристик 9 и блока базы данных скоростных характеристик 10 поступают через блок коррекции работы системы 13 на вход блока построения мгновенных схем 12. В начальный момент времени информация проходит через блок коррекции работы 13, не изменяясь. В блоке 12 происходит построение мгновенных схем (дислокация токовых нагрузок поездов на участке в моменты времени) с необходимой для точности расчета дискретизацией. Из блока построения мгновенных схем 12 данные поступают на вход блока расчета системы тягового электроснабжения 11, где происходит расчет мгновенных схем приложения нагрузок, в него же поступает информация с блока расчета вероятного снижения ущербов от перерывов электроснабжения 20 которая поступая из блока счетчиков активной и реактивной энергии тяговых подстанций устройства коммерческого и технического учета электроэнергии 1 первый выход устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения 2 блока расчета вероятного снижения ущербов от перерывов электроснабжения 20 выход которого соединен с блоком расчета системы тягового электроснабжения 11 данные поступают на вход блока определения тягового электропотребления 16 для определения расхода электроэнергии на тягу поездов на тяговых подстанциях полигона. Из блока определения тягового электропотребления 16 данные поступают на вход блока определения потерь электроэнергии 15 для определения потерь электрической энергии в системе тягового электроснабжения с применением метода итерации. Многопоточная информация с блока сбора и интегрирования информации 5 и многопоточная информация из блока определения тягового электропотребления 16 поступает на вход блока контроля адекватности работы системы 14, 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 14 поступает сигнал на вход блока определения потерь электроэнергии 15 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 14 поступают два управляющих сигнала на второй и третий вход блока коррекции работы системы 13.
Входом предлагаемой системы является вход автоматизированного устройства коммерческого и технического учета электроэнергии 1. Выходом системы является выход блока прогнозирования расхода электроэнергии 17, выход блока прогнозирования потерь электроэнергии 18, выход блока определения тягового электропотребления 16 устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения 2. Вход блока расчета экономии за счет снижения потерь 21 соединен с блоком прогнозирования потерь электроэнергии 18 который позволяет рассчитать экономический эффект и его выход является выходом устройства моделирования работы системы тягового электроснабжения 2. Блок расчета увеличения срока службы оборудования 22 подает информацию на блок расчета сокращения отчислений на ремонт 23 и на блок базы данных параметров системы тягового электроснабжения 7, а с блока расчета увеличения срока службы оборудования информирует блок коррекции работы системы 13 о балансе системы.
Предлагаемая система позволяет не только производить учет расхода электроэнергии, но и предупредить нарушения работы системы, повысить надежность системы тягового электроснабжения, и снизить потери на 2-3%.