История развития электропривода

Внедрение проекта TELEGESTORE будет выгодным как для компании Enel, так и для ее потребителей, а также для всей энергосистемы Италии. Потребители получат более высокий уровень услуг в части эффективности распределения, продажи и учета, а также возможность использовать дифференцированные, а значит, более низкие тарифы.

В России имеется около 10 отечественных разработок систем АСКУЭ БП с  использованием PLC-технологии. Наиболее известные  из них производятся на Московском заводе электроизмерительных приборов (МЗЭП) и  в ИАЦ НТИ "Континиум" (Москва). Десятки уже внедренных пилотных проектов подтверждают их работоспособность и эффективность в повышении сбора платежей. Они сертифицированы Госстандартом и внесены в Госреестр измерительных средств. При уровне тарифов для населения 80-90 коп./кВтoчас срок окупаемости данных систем у нас составляет, как и в Италии, 3-4 года при капиталовложениях на точку учета (один счетчик) не более 75-100 долларов США. Эти затраты сопоставимы с затратами на внедрение двухтарифной системы учета с использованием "интеллектуальных" счетчиков, очень популярной во многих регионах России. Однако отметим, что такая система является закрытой, с ограниченными возможностями, а системы, основанные на использовании PLC-технологии, многофункциональны и открыты для постоянного функционального наращивания. Они могут быть легко интегрированы в системы диспетчерского управления жилищным хозяйством, получающие всё более широкое развитие в отдельных городах России. 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. Система построена на базе технических средств сбора данных по силовой сети 0,4 кВ фирмы "Континиум" от специально модернизированных для этих целей электронных однофазных счетчиков завода МЗЭП. Проектирование, монтаж и наладка осуществляются хабаровским филиалом ЗАО "Энерготестконтроль". Проект финансируется через тарифную составляющую и имеет срок проектной окупаемости 4 года.

Краткий обзор существующих технологий передачи данных по силовой  сети.

Технология X-10 от компании X-10 [4]

Технологии X-10 уже более 20 лет. Она была разработана  в 1978 году одноименной  компанией и была позиционирована на рынке как технология дистанционного управления бытовыми приборами. Для передачи цифровых данных технология предусматривает использование коротких радиоимпульсов на частоте 120 кГц в момент перехода переменного напряжения через ноль. Данная схема кодирования выбрана не случайно: нулевое значение напряжения, как правило, характеризуется меньшими уровнями шумов и влияния других устройств в сети.

Цифровой  сигнал передается следующим  образом: двоичной "1" соответствует передача частоты 120 кГц в течение 1 мс, а двоичному "0" - отсутствие радиоимпульса. В целях уменьшения ошибок для передачи одного бита используются два перехода через ноль. Именно поэтому скорость передачи данных для сети 120 B, 60 Гц ограничена 60 бит/с. Специально для X10 был разработан язык управления простейшими устройствами, работающими от электрической сети.

Сегодня контроллеры и  адаптеры Х-10 для  бытовых устройств  выпускаются многими  компаниями США и  Европы. Стоимость  этих модулей колеблется от 10 долл. за пассивное  устройство до 100-200 долл. за многофункциональный активный прибор.

Однако  у X-10 есть два довольно серьезных недостатка: низкая, а по сравнению  со стандартными сетями передачи данных просто смешная, скорость передачи и значительные ограничения  по функциональности.

CEBus компании Intellon [5]

CEBus (Intellon SSC) была создана  компанией Intellon специально  для передачи данных  по линиям электропитания  в соответствии  со стандартом  домашней сети CEBus EIA-600. Технология эта  более сложна и  многофункциональна, чем X-10: использование CEBus делает возможным взаимодействие бытовых приборов и устройств домашней автоматики в различных физических средах (линий электропитания, радио- и инфракрасных каналах коаксиальных кабелей). Протокол CEBus интегрирует протоколы прикладного, сетевого, канального и физического уровней эталонной модели OSI. Для прикладного уровня был разработан язык приложений CAL (Common Application Language), который и определяет унифицированный синтаксис для описания функционирования различных устройств и набор типовых команд. CAL является ООП-языком, позволяющим задавать прикладные контексты взаимодействия, например параметры голосового управления теле-, видео- и CD- устройствами. Протокол сетевого уровня формирует пакеты данных, содержащие всю необходимую информацию об адресах источника и приемника, причем стандартом CEBus предусмотрена модель, при которой каждый узел имеет свободный доступ к сети. На физическом уровне Intellon CEBus Powerline Carrier Protocol использует технологию SS-модуляции, предусматривающую передачу каждого бита данных в полосе частот 100-400 кГц. Компания Intellon предлагает полную линейку продуктов Power Line Evaluation Kit - от набора микросхем до комплексных системных решений и средств проектирования сетей.

LonWorks корпорации Echelon [6]

Технология LonWorks разработана  корпорацией Echelon с  целью создания территориально распределенных сетей  управления промышленного  и бытового назначения. LonWorks предоставляет средства для проектирования, монтажа и обслуживания интеллектуальных взаимодействующих узлов и подсистем, включающих различные типы датчиков, устройств управления и индикации.

Основным  компонентом технологии являются протокол LonTalk. Помимо этого в  пакет входят: микропроцессор Neuron Chip; специализированные модули - трансиверы для различных сред передачи, управляющие модули, сетевые адаптеры и рутеры; средства проектирования: LonBuilder (конфигурирование и отладка сетей LonWorks), NodeBuilder (конфигурирование отдельного узла), LonMaker (анализ протоколов); программные шлюзы - Ethernet, Т1, Х.25, Bitbus, Profibus, CAN, Modnet, SINEC, Grayhill, Opto22, OptoMux, Modbus, ISAbus, STD32 bus, PC/104, VMEbus и EXMbus.

Протокол LonTalk является основой  технологии и используется устройствами в сети для обмена информацией. Причем в этом случае каждый узел должен иметь встроенный микропроцессор, поддерживающий данный протокол. LonTalk является открытым протоколом и может быть "зашит" в любой подходящий микропроцессор. К примеру, упомянутый выше микропроцессор Neuron Chip был разработан именно по технологии LonWorks и сегодня производится компаниями Motorola и Toshiba.

Adaptive Networks [7]

В настоящее время  технология Adaptive Networks является стандартом передачи данных для  систем контроля в  бортовых холодильных  контейнерах (соответствует ISO). Стандартом данная технология стала благодаря довольно значительным преимуществам, которыми она обладает, а именно: обеспечению надежной передачи данных при высоком уровне помех (за счет динамической адаптации широкополосного сигнала к реальным характеристикам электросети); возможности работы с существующим сетевым ПО, ориентированным на витую пару или другой вид кабеля; использованию прозрачного, надежного протокола канального уровня с функцией коррекции ошибок; гибридной схеме маркерного доступа к среде, используемой при высокой загруженности сети.

В настоящее время  выпускаются комплекты  микросхем и модули Adaptive Networks, обеспечивающие эффективную  пропускную способность  до 100 Кбит/с и средства проектирования, однако сравнительная стоимость компонентов и инструментальных средств достаточно высока.

наверх

Перечень  нерешенных проблем  и задач

Планируемые и полученные собственные  результаты

Планируется провести моделирование передачи информации по каналу с высокой интенсивностью помех. Разработать методику определения параметров модели ЛЭП. Провести сравнительный анализ эффективности различных методов модуляции для использования в АСКУЭ. Поставить требования к скорости и надежности передачи данных. Сделать выводы об эффективности применения конкретных протоколов в АСКУЭ. Разработать структурную схему локального уровня АСКУЭ, с учетом выбранного протокола. Разработать структурную схему модема. Поставить требования к цифровому счетчику электроэнергии. Разработать его структурную схему и алгоритм взаимодействия с модемом.

Ниже  представлена анимационная модель, поясняющая работу АСКУЭ локального уровня для бытовых  потребителей. 

Здесь изображен процесс  учета электроэнергии счетчиком и

считывания  показаний по запросу  центральной станции  сбора данных.

наверх

Заключение

Непрерывно  растущий интерес  к технологиям  связи с использованием силовой сети, а  также их использование  в АСКУЭ послужили  поводом к проведению исследований в данном направлении. В работе будет проведен анализ эффективности существующих технологий, учитывая особенности работы в АСКУЭ. Для проведения эффективного моделирования будет обоснована методика определения параметров модели ЛЭП.

Результаты  проведенных исследований позволят разработать  структурную схему  локального уровня АСКУЭ, а также принципиальную схему приемо-передатчика, работающего по выбранному протоколу.

Особенности учета электроэнергии в бытовом секторе  будут реализованы  в структурной  схеме цифрового  счетчика электроэнергии.

наверх

Список  источников

1. Тубинис В.В. Итальянская  система дистанционного  управления абонентской  сетью // Электро.  – 2003. – № 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. Создание  автоматизированной  системы учета  и управления потреблением  электроэнергии в  Италии // Электро.  – 2004. – № 4.

4. Сайт компании X-10 (http://www.x10.com)

5. Сайт компании Intellon (http://www.intellon.com)

6. LonWorks корпорации Echelon (http://www.echelon.com)

7. Adaptive Networks (http://www.adaptivenetworks.com)

8. Тубинис В.В. АСКУЭ  бытовых потребителей. Преимущества PLC-технологии  связи

http://www.news.elteh.ru/arh/2005/32/14.php