МНОГОУРОВНЕВАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

A MULTI-LEVEL ELECTRICITY METERING AUTOMATION SYSTEM

Aidar Basharov

student, Department of Power Supply of Industrial Enterprises, Kazan State Power Engineering University,

Russia, Kazan

Andrey Kopylov

candidate of Sciences in Technical, associate professor, Kazan State Power Engineering University,

Russia, Kazan

АННОТАЦИЯ

Статья рассматривает многоуровневую систему автоматизации учета электроэнергии и ее преимущества перед другими типами систем учета. В исследовании описываются основные типы систем учета, принципы и структура работы многоуровневой системы, аппаратное и программное обеспечение, а также ее применение и перспективы развития.

ABSTRACT

This article examines the multi-level metering automation system and its advantages over other types of metering systems. The study describes the main types of metering systems, the principles and structure of a multi-level system, hardware and software, as well as its application and development prospects.

Ключевые слова: многоуровневая система, автоматизация, учет, электроэнергия, преимущества, энергетика, оптимизация, эффективность.

Keywords: multilevel system, automation, metering, electricity, advantages, energy, optimization, efficiency.

В настоящее время проблема учета и управления электроэнергией становится все более актуальной и требует автоматизации процесса. С ростом количества электроприборов и устройств в домах, офисах, промышленных предприятиях и государственных учреждениях, вопрос учета электроэнергии становится важным аспектом в сфере автоматизации. Возрастание числа потребителей приводит к увеличению расходов на электроэнергию и необходимости эффективного управления потреблением и контролем расходов.

Цель данной статьи – рассмотреть многоуровневую систему автоматизации учета электроэнергии, описать ее принципы работы, преимущества и возможности применения, а также сравнить ее с другими типами систем учета и рассмотреть перспективы ее развития в области энергетики.

Автоматизация процесса учета электроэнергии позволяет решить проблему точности и надежности измерения энергопотребления, а также повысить эффективность управления потреблением электроэнергии.

Существует несколько типов систем учета электроэнергии: электромеханические счетчики, которые отличаются надежностью, но требуют ручного считывания и не предоставляют дополнительной информации; электронные счетчики, способные обеспечивать удаленный доступ к информации; системы сбора данных о потреблении электроэнергии, помогающие в оценке энергетической эффективности и управления энергопотреблением на промышленных объектах или в крупных офисных зданиях; а также системы управления энергопотреблением, позволяющие автоматизировать управление потреблением электроэнергии, оптимизируя ее расход и снижая затраты. Каждый тип системы учета электроэнергии имеет свои преимущества и недостатки, и выбор системы зависит от конкретных потребностей и целей. [1]

Многоуровневая система учета электроэнергии состоит из нескольких уровней, каждый из которых выполняет определенные функции. Принцип работы основан на сборе и анализе данных о потреблении электроэнергии на различных уровнях, а затем оптимизации потребления. Основные уровни системы включают уровень сбора данных, уровень передачи данных, уровень управления, а также уровень мониторинга.

Уровень сбора данных представляет собой счетчики, считывающие потребление электроэнергии на различных участках здания или объекта. Счетчики подключены к контроллеру, который записывает и хранит данные о потреблении (рис.1). Этот уровень выполняет следующие функции: сбор данных о потреблении электроэнергии на различных участках здания или объекта, а также запись и хранение данных о потреблении электроэнергии. Уровень передачи данных обеспечивает передачу данных на сервер с последующим их хранением в базе данных. Система передачи данных может использовать проводные или беспроводные технологии передачи данных, такие как Ethernet, Wi-Fi, GSM и т.д. Данный уровень выполняет передачу данных о потреблении электроэнергии с уровня сбора данных на сервер, а также производит обработку и хранение данных о потреблении электроэнергии в базе данных.

Рисунок 1. Счетчики для сбора данных о потреблении электроэнергии.

Уровень управления может определить, какие устройства потребляют больше энергии и оптимизировать их потребление. Он выполняет следующие функции: анализ данных о потреблении электроэнергии и его оптимизацию. Уровень мониторинга и управления позволяет управлять потреблением электроэнергии на объекте, благодаря доступу к данным через веб-приложение. К функциям данной системы относятся: предоставление доступа к данным, их отображение в реальном времени на веб-интерфейсе, настройка и управление системой учета, а также предоставление отчетов о потреблении на объекте.

Для работы многоуровневой системы учета электроэнергии необходимо соответствующее аппаратное и программное обеспечение. Аппаратное обеспечение состоит из счетчиков электроэнергии и устройств передачи данных, которые собирают данные о потреблении электроэнергии и передают их в центральную базу данных. Программное обеспечение включает в себя базу данных, а также программное обеспечение для сбора, отображения данных на веб-интерфейсе и управление системой. Общая структура аппаратного и программного обеспечения многоуровневой системы учета электроэнергии должна обеспечивать надежную и точную работу системы, а также быть гибкой и настраиваемой для адаптации к различным объектам и условиям работы. [2]

Сравнение многоуровневой системы с другими типами можно провести по следующим критериям: автоматизации процесса учета, поскольку многоуровневая система обладает высокой степенью автоматизации, что позволяет снизить вероятность ошибок и сократить затраты на учет; мониторингу в режиме реального времени для оперативного реагирования на изменения и оптимизации потребления; интеграции с другими системами управления, такими как системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха; а также стоимости, поскольку многоуровневая система учета электроэнергии может быть дороже, чем традиционные системы учета. [3]

Многоуровневая система учета электроэнергии может быть применена в различных областях, включая промышленность для учета потребления электроэнергии в производственных процессах, что позволяет оптимизировать производственные затраты и повысить эффективность работы предприятия. А также, в жилищно-коммунальном секторе для учета потребления электроэнергии в многоквартирных домах, что позволяет оптимизировать расходы на электроэнергию и повысить комфорт жильцов.

Примером успешной реализации многоуровневой системы учета электроэнергии является ее использование в магазинах сети Walmart. Система была установлена для учета потребления электроэнергии в каждом магазине, что позволило оптимизировать расходы на электроэнергию и снизить затраты на эксплуатацию магазинов. Кроме того, система позволяет получать детальную информацию об энергопотреблении в режиме реального времени, что помогает быстро реагировать на возможные проблемы и снижать затраты на электроэнергию.

Одной из перспективных областей развития является улучшение возможностей мониторинга и анализа данных, благодаря чему исследователи и пользователи смогут получать больше информации о потреблении, что позволит им принимать более обоснованные решения в области энергосбережения и оптимизации потребления электроэнергии. Другим направлением развития является повышение точности и надежности измерения. С появлением непрерывных измерений и микропроцессорных технологий, можно ожидать дальнейшего улучшения точности измерения. Еще одним перспективным направлением развития является улучшение систем управления и мониторинга. Системы управления и мониторинга становятся все более важными в свете растущего количества устройств, использующих электроэнергию, и расширения возможностей смарт-домов и смарт-городов.

Из числа перспектив развития систем учета электроэнергии – использование искусственного интеллекта и машинного обучения для автоматического анализа и оптимизации потребления электроэнергии. Также возможно развитие систем учета электроэнергии в сторону использования блокчейн-технологий для обеспечения безопасности и прозрачности хранения и передачи данных.

Таким образом, многоуровневые системы учета электроэнергии имеют большой потенциал для улучшения эффективности использования энергии и сокращения расходов на ее потребление. Развитие технологий и инновационных подходов позволит создать еще более эффективные и удобные в использовании системы, которые будут способствовать устойчивому развитию экономики и окружающей среды.

Список литературы:

1. Базов С. Е. Автоматизированная система коммерческого учета // Актуальные проблемы развития социально- экономических систем: теория и практика. – Курск, 2022. – С. 40-42.
2. Фомин А. А., Косенко Е. Ю. Многоуровневая система контроля и учета электроэнергии // Проблемы автоматизации. Региональное управление. Связь и автоматика - Паруса-2015. – Геленджик, 2015. – С. 174-177.
3. Патент № 2019660058 Попов М. И., Федосов С. А., Деружинский И. В. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ Российская Федерация. RadioAccess // Патент России № 2019618732. 2019.