Автоматизированные системы учета электроэнергии у бытовых потребителей

В. В. Тубинис, председатель технического совета ПТ «Группа компаний Российские системы», заместитель директора ГУ «Энерго-тестконтроль»

Введение

Преимущества организации учета при помощи автоматизированных систем общеизвестны и такие системы долгие годы применяются как за рубежом, так и в России на средних и крупных промышленных предприятиях. Кроме функций учета, они также осуществляют контроль и управление электропотреблением на этих предприятиях. Основной экономический эффект для потребителя от применения этих систем состоит в уменьшении платежей за используемую энергию и мощность, а для энергокомпаний – в снижении максимумов потребления и уменьшении капиталовложений на наращивание пиковых генерирующих мощностей.

Относительно низкое потребление среднего российского бытового абонента, малый удельный вес «быта» в электробалансе страны, практическое отсутствие экс-плуатации внутридомовых сетей и их незащищенность от вандализма, низкие тарифы для населения и многочисленность бытовых абонентов делали до последнего времени экономически нецелесообразным простой перенос автоматизированных систем учета, используемых на промышленных предприятиях, даже в многоквартирные городские дома, не говоря уже о сельской местности. При существующих в России тарифах и перекрестном субсидировании они просто не окупали себя в разумные сроки.

Так как в электробалансе России доля бытового электропотребления до последнего времени не превышала 12 % (в кВт•ч) и всего 4–6 % в рублевом исчислении, то оплату за электроэнергию, потребленную на бытовые нужды, до сих пор осуществляется на уникальном принципе «самообслуживания».

После ликвидации существующего в России перекрестного субсидирования и доведения тарифов на электроэнергию у бытовых потребителей до уровня себестоимости ее производства существенно увеличится их доля в балансе доходов сбытовых компаний. Одновременно обострятся проблемы неплатежей и воровства электроэнергии. Мировой опыт свидетельствует, что если «быт» приносит более 20 % доходов, то энергокомпании вынуждены принимать специальные меры по повышению уровня собираемости платежей от населения, как, например, организовывать дистанционное автоматизированное снятие показаний со счетчиков; автоматизировать выписку счетов и т. д.

Хотя в среднем по России доля платежей населения в суммарном доходе отечественных энергокомпаний в ближайшие 5 лет вряд ли превысит 15 %, то во многих регионах эта доля превысит критические 20 % в самые ближайшие годы. Это, безусловно, приведет к отмене в этих регионах существующей у нас в стране повсеместно системы «самообслуживания» и заставит местные энергосбытовые компании заниматься выпиской счетов бытовым потребителям со всеми вытекающими из этого массового мероприятия последствиями.

В связи с начавшейся реструктуризацией РАО «ЕЭС России», либерализацией рынка электроэнергии и образованием многочисленных региональных сетевых и энергосбытовых компаний предстоит организовать коммерческий учет электроэнергии на их вновь образующихся границах. Организация приборного коммерческого учета электроэнергии, поступающей от сетевых компаний в энергосбытовые, для ее последующей реализации бытовым потребителям представляет собой довольно сложную задачу. Такое положение является следствием того, что согласно существующим нормам проектирования ни в ТП 10/0,4 кВ со стороны низшего напряжения, ни на вводных устройствах 0,4 кВ в жилые дома электросчетчики никогда не устанавливались. Сегодня, чтобы по приборам определить, сколько электроэнергии поставляется для реализации бытовым потребителям, нужно сложить показания всех индивидуальных электросчетчиков, установленных на вводе в каждую городскую квартиру жилого многоквартирного дома или жилого сельского дома, и затем прибавить к полученной сумме потери электроэнергии в питающей сети 0,4 кВ. Задача, прямо скажем, трудновыполнимая! При такой организации приборного учета количество электроэнергии, отпущенной потребителям из своей сети, распределительная компания будет вынуждена узнавать от энергосбытовой, которая определяет его для бытовых потребителей «обратным счетом», исходя из объема собранных платежей и среднего отпускного тарифа, рассчитанного по специальной методике, так как при существующей повсеместно системе «самообслуживания» никто показания бытовых счетчиков не списывает и счета бытовым потребителям не выставляет, а все это они делают сами с огромными искажениями и абсолютно нерегулярно. Конечно же при таком «учете» определить истинную величину потерь в распределительных сетях и настоящую эффективность работы энергосбытовой компании невозможно! Помочь может только автоматизация, то есть АСКУЭ БП (автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии бытовых потребителей).

Развитые западные страны, где доля платежей населения в доходах энергокомпаний составляет 40–60 %, имеют богатый опыт решения только назревающих у нас в стране проблем с «бытом».

Рисунок (подробнее) Обобщенная функциональная схема по автоматизированному дистанционному снятию показаний счетчиков электроэнергии

Основные проблемы организации сбора платежей за использованную бытовыми потребителями электроэнергию

- Переход к периодическому (ежемесячному или ежеквартальному) массовому списанию показаний счетчиков контроллерами энергосбытовых компаний резко обострит проблему попадания самих контроллеров к местам установки счетчиков, не говоря уже о многократном увеличении численности контроллеров. В качестве альтернативы становится актуальной организация дистанционного считывания показаний счетчиков.

- При организации массового списания показаний счетчиков контроллерами необходимо будет свести к минимуму искажение показаний счетчиков самими контроллерами в результате самопроизвольных ошибок или преднамеренных действий. В качестве альтернативы следует рассматривать возможность оснащения счетчиков устройствами для считывания с них показаний на машинные носители информации, а самих контроллеров – переносными пультами для осуществления такого считывания. В результате контроллеры превращаются в «носителей пультов» и лишаются возможности изменять показания счетчиков.

- В связи с прекращением перекрестного субсидирования в электроэнергетике и доведения уровня тарифов на электрическую энергию для населения до фактической стоимости ее производства, передачи и распределения произойдет повышение тарифов в 2–3 раза, и для смягчения нежелательных социальных последствий для населения неизбежно придется вводить различные новые виды тарифов (блочные или ступенчатые – когда стоимость электроэнергии зависит от объема ее потребления, дифференцированные по зонам суток и дням недели и т. п.) и новые системы оплаты за израсходованную электроэнергию (система предоплаты, например). Однако если исходить из необходимости строгого соблюдения положений действующего Гражданского кодекса РФ и Федеральных законов «О конкуренции и ограничении монополистической деятельности на товарных рынках» и «О защите прав потребителей» потребитель сам должен выбирать наиболее выгодный для него тариф (как это делается в большинстве стран с развитой рыночной экономикой). Это неизбежно приведет к появлению в одном многоквартирном доме нескольких различных типов электросчетчиков, что значительно усложнит и удорожит эксплуатацию этих дорогостоящих устройств, обострит вопрос об их сохранности в этажных щитках, а в отдельных случаях потребует нестандартных решений по их размещению, когда они не будут вписываться в стандартные щитки.

Кроме этого, каждый раз, когда потребитель захочет поменять свою тарифную систему, необходимо будет демонтировать у него старые счетчики и устанавливать новые. Для ликвидации возникающих при этом трудностей необходимо вносить соответствующие изменения и дополнения в нормы проектирования и другие нормативно-технические документы.

- Массовая выписка счетов для многочисленных бытовых потребителей и необходимость исключения неизбежно возникающих при этом ошибок потребуют максимальной механизации и автоматизации этого процесса.

- Западноевропейский рынок был либерализован в кратчайшие сроки – всего за два–три года. Особую значимость в процессе ведения конкурентного энергоснабжения приобрела роль систем измерений и сбора данных. Генерация, передача, снабжение электроэнергией, измерения, сбор и обработка данных уже не осуществляются в рамках одной бизнес-структуры. Появилась необходимость стандартизации, возникла потребность в общих правилах перемещения потоков информации, понимания и удовлетворения просьб в передаче данных нужного формата.

Новые цели (например, необходимость балансировать нагрузку) и рост объемов информации привели к появлению в энергокомпаниях собственных информационных структур: хранилищ данных и систем автоматизированного съема данных со счетчиков. От работы системы управления данными зависят и другие эле-менты деятельности – тарифная политика, балансирование нагрузки, анализ и прогнозирование профилей потребления, т. е. все, что определяет эффективность энергокомпаний и степень удовлетворенности клиентов. Часто, хотя и не всегда, компания по сбору, обработке и хранению информации (энергосервисная) является частью энергосбытовой компании. Общая тенденция к росту компетентности компании и эффективности информационного обмена приводит к образованию самостоятельных структур в этом сегменте энергетического рынка. Выигрывают энергосервисные компании с большим набором услуг, обеспечить которые без помощи автоматизации невозможно.

Аналогичная ситуация складывается сегодня и в России в ходе реализации структурных реформ в российской электроэнергетике и в энергосбытовом секторе в частности. АСКУЭ БП как универсальный инструмент успешного решения вышеперечисленных проблем становятся все более востребованными и экономически целесообразными.

АСКУЭ бытовых потребителей в России

В России имеются до 10 отечественных разработок систем АСКУЭ для бытовых потребителей с использованием PLC-технологий. Наиболее известные из них производятся на Московском заводе электроизмерительных приборов (МЗЭП) и ИАЦ НТИ «Континиум» (Москва). Десятки внедренных пилотных проектов подтверждают их работоспособность и эффективность в повышении собираемости платежей. Они сертифицированы Госстандартом и внесены в Госреестр измерительных средств.

При уровне тарифов для населения 80–90 коп./кВт•ч срок окупаемости данных систем у нас составляет 3–4 года, при капиталовложениях на точку учета (один счетчик) не более 75–100 долл. США. Эти затраты сопоставимы с затратами на внедрение двухтарифной системы учета, очень популярной во многих регионах России. Только это – закрытая система с ограниченными возможностями, а системы, основанные на использовании PLS-технологий, многофункциональны и открыты для постоянного расширения как по объему обслуживаемых счетчиков, так и по набору исполняемых функций. Они могут быть легко интегрированы в системы диспетчерского управления ЖКХ.

В отдельных регионах России уже практически опробована схема финансирования внедрения АСКУЭ в быту через тарифы.

Самым крупным российским проектом в этой области, реализующимся сегодня, является проект в г. Хабаровске. По инициативе администрации края и ОАО «Хабаровскэнерго» создается автоматизированная система учета потребления электроэнергии бытовыми потребителями. Проект финансируется через тарифную составляющую и имеет срок проектной окупаемости 4 года.

Кроме указанных выше систем «ЭМОС-МЗЭП» и «АСКУЭР “КОНТИНИУМ”», собственные разработки и внедренные пилот-проекты в этой области имеет «ЛЭМЗ» (Санкт-петербург), ООО «ИНКОТЕКС» (Москва), Мытищинский электротехнический завод (МЭТЗ) и ряд других заводов, ведутся разработки в г. Иваново. Однако эта работа никем, кроме самих разработчиков и производителей, не координируется и недостаточно финансируется.

АСКУЭ бытовых потребителей за рубежом

Во многих странах с развитой рыночной экономикой все ранее перечисленные проблемы энергосбытовых организаций также решаются путем внедрения АСКУЭ БП.

В мировой практике подобные системы имеют обозначение «AMR systems» (Automatic meter reading (AMR) – система автоматического считывания показаний счетчиков). Почти все счетчикостроительные компании мира много лет работали над созданием простых, надежных и дешевых систем для бытовых потребителей. При разработке таких систем соблюдались два основных подхода: система должна быть окупаемой и обеспечивать повышенную надежность функционирования. В настоящее время такие системы созданы, производятся серийно и массово внедряются во многих странах как развитых, так и развивающихся.

С 2000 года ежегодно составляется отчет «Международное распространение AMR». Один из известных автору вариант отчета был представлен на Международной конференции «Metering Asia-Pacific 2002» (Измерения в Азиатско-Тихоокеанском регионе-2002) в Сингапуре в апреле 2002 года. В отчете авторы утверждают, что AMR становится международной технологией.

Анализируя состояние дел в разных странах, отмечено, что, наряду с «пионерами» в области использования AMR – США, Канадой, Японией, Францией, Израилем, Германией, Швейцарией и Италией, являющимися лидерами в этой области, появилось несколько стран с развивающейся экономикой, таких как Испания, Украина, Бразилия, верящих в перспективу AMR.

В настоящее время наиболее общепринятой техникой связи AMR во всем мире является радиосвязь, а за ней следует технология PLC-связи.

Такое положение обусловлено в значительной степени существенными капиталовложениями в радиосвязь в Северной Америке. Рынок энергоснабжающих компаний вне Северной Америки имеет отличный от Америки приоритет в области связи, и связь по низковольтной сети (PLC) – в большинстве случаев доминирует в технике связи. Конкурентные свойства PLC-технологии были развиты для использования во многих странах, таких как Китай и Украина.

Широкое применение PLC не удивительно в странах с развивающейся экономикой, которые обычно не имеют развернутой телефонной или радиосвязной инфраструктуры. Даже проводные телефоны не имеют большого протяжения линий и покрытия больших площадей (для технологии AMR необходимы площади покрытия, близкие к 100 %, чтобы достигнуть каждого дома или предприятия). В этих странах единственная среда связи, которая достигает каждого потребителя электрической энергии, электрический сетевой провод, таким образом, использование PLC для связи с электроизмерительными приборами наиболее оптимально. Уровень телефонизации в России находится в пределах 25 %.

Отдельно можно говорить о том, как либерализация и демонополизация рынка электроэнергии в Европе стимулировала развитие AMR.

Технические решения, используемые в системах AMR на базе PLC-технологии, позволяют:

- у большинства потребителей сохранить дешевые однотарифные счетчики индукционной системы или электронные, с передачей данных от них по силовой сети в групповые устройства сбора данных;

- внедрять у каждого потребителя любые новые тарифные системы, изменяя только программное обеспечение в устройстве сбора данных, без каких бы то ни было монтажных работ и замены счетчиков;

- списывать показания счетчиков по многоквартирному дому за несколько секунд, дистанционно, не входя в помещения, где они установлены, при этом сами контроллеры лишаются возможности изменять показания счетчиков;

- выявлять хищения электроэнергии, сигнализировать об этом и даже дистанционно отключать неплательщиков.

Системы с передачей информации по силовой сети универсальны и многофункциональны, так как наравне с обработкой информации о потреблении различных видов энергетических ресурсов могут легко быть дополнены и другими функциями, например, охранно-пожарной сигнализацией. Это только повышает их эффективность и снижает сроки окупаемости.

Заключение

При реструктуризации РАО «ЕЭС России» и выделении энергосбытовых и сетевых организаций в самостоятельные структуры, где доля бытовых потребителей будет значительной, вопросы снижения коммерческих потерь от недоплат потребителей и прямого воровства ТЭР станут без преувеличения вопросами жизни или финансовой смерти данных компаний. Если прибавить к этому необходимость замены доставшегося им в наследство устаревшего парка счетчиков, то внедрение отечественных АСКУЭ БП с использованием PLC-технологий поможет ЖКХ решить проблемы снижения коммерческих потерь, внедрения прогрессивных тарифов и прямого управления потреблением ТЭР у бытовых потребителей.

Будет ли Россия при решении возникающих проблем полностью копировать западные подходы или найдет какое-либо компромиссное решение, с полной уверенностью прогнозировать трудно. Только об этом нужно думать уже сегодня.

В России отсутствует структура, координирующая техническую политику в области учета будущих многочисленных энергосбытовых организаций на розничном рынке электроэнергии.

Следствием такого положения является то, что каждый регион России в этой сфере пытается идти своим путем без необходимых ориентиров, что в конечном счете приведет к массе ошибок и огромному перерасходу средств.

Способствует этому также и то, что российские разработчики наиболее перспективных отечественных автоматизированных систем учета бытовых потребителей с использованием PLC-технологий разрознены и их разработки недостаточно финансируются.

Надежды на то, что РАО «ЕЭС России» в ближайшее время создаст организацию, координирующую деятельность энергосбытовых организаций, не оправдываются.

Представляется наиболее целесообразным в сложившейся ситуации, чтобы эту роль взяла на себя ассоциация потенциальных пользователей АСКУЭ БП, как, например, Роскоммунэнерго.

Литература

1. Тубинис В. В. Создание автоматизированной системы учета и управления потреблением электроэнергии в Италии // Электро, 2004, №  4.

2. Тубинис В. В. Особенности организации коммерческого учета электроэнергии в распределительных устройствах 6–10 кВ с токоограничивающими реакторами // Электро, 2004, № 2.

3. Тубинис В. В. Итальянская система дистанционного управления абонентской сетью // Электро, 2003, № 4.

4. Vincenzo Cannatelli. Enel Telegestore project is on track // Metering International, 2004, № 1.

5. Буренков Е. В. Автоматизированные системы учета потребления энергоресурсов в условиях либерализованного рынка // Вестник Госэнергонадзора, 2001, № 1.