«Три кита» систем контроля и учета электроэнергии

АИИС КУЭ – инструмент экономии

«Бум» на создание автоматизированных информационно-измерительных систем коммерческого учёта электроэнергии, казалось бы, прошёл. Сегодня практически любой участник оптового рынка электроэнергии и мощности (ОРЭМ) имеет АИИС КУЭ, которая почти или полностью отвечает техническим требованиям, предъявляемым к такого рода системам. Исторически сложилось, что пионерами в создании АИИС КУЭ стали генерирующие компании, для которых электроэнергия – основной хлеб. Реформирование электроэнергетики форсировало многие моменты, в том числе, – повсеместную автоматизацию учёта электроэнергии. Тем не менее, до сих пор существует огромное количество предприятий самых разных отраслей промышленности, которые по своим параметрам потребления электроэнергии вполне могли бы стать участниками оптового рынка, однако до сих пор не имеют систем учёта, отвечающим техтребованиям ОРЭМ. Внедрение АИИС КУЭ на промышленном предприятии даёт последнему ряд неоспоримых преимуществ. При отсутствии АИИС предприятие рассчитывается за заявленный и фиксированный в договоре с энергосбытовой компанией объём электроэнергии, в случае перебора которого оплата производится по повышенному тарифу. Поскольку фактическое определение объёма электроэнергии в отсутствии АИИС КУЭ затруднено, предприятие вынуждено заявлять объём с запасом на 5-10% во избежание переплаты. В случае внедрения АИИС КУЭ появляется возможность рассчитываться за фактически потребленную электроэнергию, зафиксированную приборами. В результате суммарный объём потребления электроэнергии оказывается в среднем на 5-10% меньше, чем при сложении показателей отдельных счетчиков «ручным» способом. Таким образом, в целом экономия только от этого фактора может достигать 10-20%. Опыт применения АИИС на промышленных предприятиях разных отраслей показал, что экономия энергоресурсов в среднем колеблется от 10-15% до 25-30% месячного потребления, а срок окупаемости затрат на создание системы не превышает одного-полутора лет .
Учитывая актуальность данной темы, а также принимая во внимание повсеместные попытки внедрить системы учёта «своими силами», мы решили представить в данной статье краткий очерк основных систем учёта, которые предлагаются сегодня на отечественном рынке. Сразу оговоримся, что настоящая статья – не прямое руководство к действиям, а лишь краткий анализ популярного программного обеспечения (ПО) и оборудования, на основе которого создаются системы учёта.

Основные российские разработчики ИИС

«Мозг» любой системы энергоучета составляет информационно-измерительная система (ИИС), занимающаяся непосредственным сбором, хранением, отображением, обработкой и передачей данных, на основе которых строится контроль энергопотребления. Попробуем сравнить основные продукты трёх крупнейших компаний-поставщиков программного обеспечения и выявить слабые и сильные стороны ПО верхнего уровня АИИС КУЭ. Имея опыт в наладке и эксплуатации основных систем энергоучета, мы постараемся объективно дать оценку следующим программным продуктам:
•    ПО «АльфаЦЕНТР» (ООО «Эльстер Метроника», г. Москва). К настоящему моменту работает более чем на 2000 объектах России и стран СНГ. ПО «АльфаЦЕНТР» окончательно сформировалось в 2000 году на основе цифровой системы Альфа СМАРТ. Представление АС на рынке РФ оценивается примерно в 30%. Сравнение будет проведено на основе последней версии «АльфаЦЕНТР» v7.01.03.
•    ИИС «Пирамида» – рис. 1 (ЗАО ИТФ «Системы и Технологии», г. Владимир). Установлена на более чем 2500 объектах энергетики, промышленных предприятий и ОАО «РЖД». Представление АС на рынке РФ равно примерно 25%. Сравнение будет проведено на основе последней версии «Пирамида» 2000.

Рис. 1. Схема ИИС «Пирамида».




•    ПО «Энергосфера» – рис. 2 (ООО «Прософт-Системы», г. Екатеринбург).  Успешно утвердилось на рынке и занимает порядка 25 % его части. Сравнение будет проведено на основе последней версии «Энергосфера» 6.3.19.
Рис. 2. Схема АИИС КУЭ на базе ПК «Энергосфера».



Каждая фирма помимо ПО верхнего уровня представляет свои устройства сбора и передачи данных (УСПД RTU – «Эльстер Метроника», УСПД Сикон - «Системы и Технологии», УСПД ЭКОМ – «Прософт-Системы»). Отметим, что «Эльстер Метроника» «закрывает» своим оборудованием и нижний уровень АИИС КУЭ (счетчики Альфа – рис. 3).

Рис. 3. Счетчик электроэнергии Альфа А1800.


Ценовой диапазон стоимости ПО

 Определим ценовые затраты на покупку ПО верхнего уровня АИИС КУЭ для малого предприятия с коммерческим учетом по количеству точек от 1 до 10 (т.е. 10 счетчиков в системе), необходимого для выхода предприятия на ОРЭМ. Средний уровень отсутствует, опрос счетчиков ведется напрямую программным обеспечением верхнего уровня. Для сравнения будем проводить цены в условных единицах (у.е.).
Ценовая политика ООО «ЭльстерМетроника» характеризуется своей гибкостью. Выбираем из двух предложенных ПО «АльфаЦЕНТР» (версия PE (пользовательская версия) и SE (стандартная версия)) пользовательскую версию PE с поддержкой от 1 до 10 счетчиков, стоимостью 33 у.е. К нему добавляем пакет АРМ (ПО на отдельное автоматизированное рабочее место) за 17 у.е. В данном случае существует жесткое ограничение: возможно лишь одно рабочее место! Сюда же добавляем модуль XML, необходимый для формирования и отправки отчетов в ОАО «АТС», за 42,5 у.е., модуль AC_L Laptop (ПО для портативного компьютера, предназначенное для пополнения базы данных (БД) верхнего уровня ИИС, которое в случае отказа основных каналов сбора информации позволяет вручную опросить счетчик через оптопорт или мультиплексор (RS232) и далее экспортировать данные в БД) за 49,5 у.е. и модуль AC_Time (осуществляет синхронизацию системы от GPS приемника точного времени) за 5,5 у.е. Однопользовательская версия БД Oracle входит в состав версии PE. Таким образом, итоговая стоимость составит 147,5 у.е.
Предложения от ЗАО ИТФ «Системы и Технологии» в плане ПО не столь разнообразны. ПО «Пирамида 200.Сервер» (88 у.е.) поддерживает до 300 счетчиков в системе, а дешевле предложения нет; следующее предложение – до 512 счетчиков. Правда, стоит заметить, что ПО «Пирамида» не оснащается какими-либо лицензионными ключами для контроля использования, все ограничения прописаны лишь в бумажном варианте лицензии. Пакет «Пирамида 2000АРМ: Предприятие» стоит 165 у.е. (функционально количество АРМов ограничено лишь пользовательскими лицензиями СУБД). «Пирамида 2000: Модуль субъекта ОРЭ» (обеспечивает обмен XML файлами по регламентам АТС) стоит 66 у.е. и модуль «Пирамида 2000: Мобильный АРМ»(функционально идентичен модулю Laptop) стоит 132 у.е. В перечисленное ПО не входит БД, поэтому тратим на покупку БД MS SQL Server порядка 35 у.е. Итоговая стоимость составит 486 у.е.
В области формирования цены на ПО «Энергосфера» с недавнего времени наблюдается дифференцированный подход. Поэтому версия «ES-S Standart», поддерживающая до 50 каналов учета (наш вариант - включает в себя 4 АРМ), будет стоить 118 у.е. За пакет ОРЭ (включает все необходимые модули для работы на ОРЭ, ручной ввод данных, опрос счетчиков с помощью Notebook и набор отчетных форм) мы заплатим 118 у.е. В состав версии ES-S Standart входит полноценная СУБД MS SQL 2005 на 4 клиента, так что дополнительные затраты на СУБД исключены. Итоговая стоимость составит 236 у.е.
В данном случае по цене наиболее предпочтительным является ПО «АльфаЦЕНТР».
Рассмотрим, в качестве примера, и другой случай. Если мы хотим оснастить программным обеспечением верхний уровень сервера, принимающего данные лишь от некоторого количества смежных организаций (характерно для АИИС КУЭ сбытовых компаний) и отсылающего данные по коммерческим точкам в ОАО «АТС», расклад будет следующим.
Расчет произведем для системы, ведущей учет по 400 счетчикам, с одним АРМом и функцией импорта-экспорта XML отчетов. Стоимость ПО «АльфаЦЕНТР» составит 552,5 у.е. (в данный пакет входит многопользовательская версия для центров сбора и обработки данных и СУБД ORACLE на 5 пользователей, стоимостью 510 у.е.), стоимость ПО «Пирамида» 371 у.е., а стоимость ПО «Энергосфера» 550 у.е. Таким образом, для центров сбора информации с большим количеством точек учета для серверов, находящихся на верхней ступени иерархических систем, наиболее выгодным вариантом по цене является ПО «Пирамида».
 Теперь перейдем к оценке функциональных возможностей, которые даже в приведенных выше типовых примерах разнятся если не в общих моментах, то во многих частностях.

Используемые системы управления БД

 «АльфаЦентр» использует СУБД Oracle, ПО «Пирамида» поддерживает работу как с MS SQL Server, так и с Oracle (на данный момент Oracle 10g), ПО «Энергосфера» – MS SQL Server. СУБД Oracle презентуется как более надежная по сравнению с MS SQL Server. В дальнейшем предполагается осуществить возможность работы ПО «АльфаЦЕНТР» на базе операционных систем Linux (сегодня плюсом Oracle является возможность расположения СУБД на системе Linux). Всё это, безусловно, предвосхищает сегодняшние запросы рынка и технические требования к АИИС КУЭ, когда все системы работают на платформе Microsoft Windows.
Также стоит заметить, что «АльфаЦЕНТР» поставляется в двух вариантах SE и PE. PE включает в себя однопользовательскую версию Oracle, которую можно использовать сугубо для «АльфаЦЕНТР». Версия же SE с полноценным продуктом Oracle и лицензией на него стоит от 500 у.е.
В состав ПО «Энергосфера» входит СУБД MS SQL Server 2005, а в случае использования ПО «Пирамида» необходим дополнительный заказ MS SQL Server (стоимость порядка 30 у.е).
Не вдаваясь в глубокие сравнения MS SQL Server и Oracle, скажем лишь о том, что MS SQL Server значительно более распространен и в целом знаком пользователям. О связке ПО АИИС КУЭ – СУБД будет сказано чуть позже, при описании создания отчетов и ведомостей, где преимущество использования MS SQL Server будет более наглядно.

Функционал ПО АИИС КУЭ

 В общем случае все системы удовлетворяют основным требованиям к системам для выхода на ОРЭМ и другим задачам, стоящим в настоящее время перед участниками рынка. Каждая из систем имеет необходимый набор модулей для сбора, хранения, отображения, обработки и передачи данных. В объеме данной статьи невозможно отразить все нюансы систем; у каждой из них есть свои плюсы и минусы, преимущества и недостатки, свои «ноу-хау» и явные недоделки. В каждой системе заложена своя логика уровней привязки данных и принцип взаимодействия между этими уровнями. Для примера рассмотрим реализацию следующих функций АИИС КУЭ (функции взяты не «с потолка»; они отнимают значительное количество времени, отведенного на наладку и эксплуатацию системы АИИС КУЭ):
•    формирование отчетов;
•    расчет потерь;
•    отсылка отчетов формата XML в ОАО «АТС».
Рассмотрим инструменты формирования отчетов. В ПО «Энергосфера» это модули «Отчеты» и «Генератор отчетов», в ПО «Пирамида» – это инструменты создания и работы с ведомостями, в ПО «АльфаЦЕНТР» мы имеем возможность создать стандартные отчеты на нескольких вкладках модуля АИИС КУЭ «АльфаЦЕНТР».
Во всех трех системах существует сопоставимый набор стандартных отчетов для предоставления основной информации (профиль тридцатиминутный и часовой по суткам, месяцам по присоединениям, группам и др.). Поскольку на каждом объекте внедрения АИИС КУЭ используют свои ведомости, необходима или крайне желательна возможность формирования собственных отчетов сразу же под свой шаблон. Инструмента для формирования структуры отчета у ПО «АльфаЦЕНТР» нет; остальные ПО имеют для этого свои инструменты.
«Генератор отчетов» ПО «Энергосфера» представляет широкий набор возможностей, наиболее дружелюбный и функциональный по сравнению с конкурентами. Реализована функция непосредственного внедрения SQL запросов в тело отчета. Все отчеты формируются в виде таблиц Excel, есть возможность привязки данных к уже имеющемуся шаблону, принятому на объекте.
С помощью «АльфаЦЕНТР» мы можем воспользоваться имеющимся набором отчётов в формате txt. В меню можно найти вкладки с возможностью преобразовать отдельные типы отчетов в Excel. Правда тут нас поджидает препятствие в виде необходимости создать расчетные группы для того, чтобы увидеть стандартные отчеты сразу же в Excel.
Инструмент «Ведомости» ПО «Пирамида» схож с «Генератором отчетов» ПО «Энергосфера» и имеет достаточно широкий и доступный функционал по обращению к базе данных в целях формирования отчетов. Отличие состоит в том, что нет возможности внедрения собственных SQL запросов в тело отчета.
Тут же следует заметить следующий момент. В процессе наладки и эксплуатации системы в поисках какой либо информации часто бывает целесообразно обратиться непосредственно к таблицам БД. Для примера можно описать следующую ситуацию: конфигурационные формы ПО не всегда совершенны, и в случае необходимости изменить какой либо параметр у достаточного количества объектов можно воспользоваться имеющимся знанием о том, что и в какой таблице БД находятся. Грамотно применив SQL запрос в стандартных инструментах СУБД, можно произвести необходимые изменения. Структуру основных таблиц с данными и их описаниями на сегодняшний момент можно с большими или меньшими затратами времени получить от всех трех производителей.
Теперь перейдем к расчету потерь. На данный момент наиболее признанным для расчета потерь является алгоритм, применяемый в Методике выполнения испытаний (МВИ). В АИИС КУЭ энергетических объектов при использовании расчета потерь по методике выполнения измерений чаще всего используется номинальное напряжение и температура 20 градусов.
В ПО «АльфаЦЕНТР» до недавнего времени функционировал лишь расчет потерь по заведенному проценту (процент потерь в трансформаторах и линии), отсутствовала возможность задания формул. Как альтернатива ПО «АльфаЦЕНТР» был предложен расчет нагрузочных потерь с необходимым условием получения мгновенных значений напряжений со счетчиков и ручного ввода температуры. Реализован данный метод только на уровне экранного интерфейса (on-line), что исключает какое либо его применение. К тому же данный способ делает необходимым периодический опрос дополнительных параметров измерения со счетчиков (фазное напряжение), что не всегда возможно и целесообразно. Если нет возможности опроса мгновенных фазных напряжений, то клиент ПО «АльфаЦЕНТР» остается с заведомо неприемлемыми данными потерь, рассчитанными по фиксированному проценту. Данный вопрос постоянно поднимался на форуме техподдержки ПО «АльфаЦЕНТР», и в последней версии 7.01.03 появилась возможность вводить алгоритмы «утвержденных методик». Таким образом, ПО «АльфаЦЕНТР» наконец-то тоже имеет инструмент расчета по формулам.
В ПО «Энергсофера» и «Пирамида» функция расчета потерь или других величин реализована с помощью создания формул по каждому каналу. Переменными выступают любые данные, находящиеся в БД, и любые константы, которые захочет ввести пользователь.

Кроме того, для удобства персонала, в ПО "Энергосфера" реализован специальный мастер расчета потерь в силовых трансформаторах и линиях, с набором типовых схем подключения.

Отсылка отчетов формата XML в ОАО «АТС»

Формирование отсылки отчетов в ОАО «АТС» различается лишь определёнными моментами. Еще недавно автоматической отсылкой в ОАО «АТС» могло похвастаться лишь ПО «Пирамида», отсылка в данном ПО производится силами модуля Delivery. Шифрование и подпись отчета производится с помощью бесплатно распространяемого ПО ОАО «АТС» CryptoSendMail. С использованием данного ПО (CryptoSendMail) в последнее время были замечены следующие проблемы: большинство почтовых серверов перешло на обязательную аутентификацию при входе на сервер, аутентификация не поддерживается CryptoSendMail. Таким образом, необходимо либо искать соответствующий почтовый ресурс, либо использовать отсылку вручную через другое ПО, например, через АРМ участника ОРЭМ. Следует заметить, что ПО «Пирамида» обладает очень удобным инструментом по контролю за отсылкой отчетов и обработке ответов, присылаемых ОАО «АТС» на отчеты. Данная возможность у конкурентных ПО отсутствует.

Эргономичность интерфейса ПО АИИС КУЭ

 В отношении развития ПО «АльфаЦЕНТР», предшественником которой было АС Меткарт, можно отметить, что начиная с 2000 года и на протяжении всего своего развития мало изменилось в плане эргономики. На данный момент мы можем видеть те же серые панели, нагромождение функций на них и не всегда прозрачные способы перехода с одного поля на другое (модуль «АльфаЦентр»). ПО «АльфаЦЕНТР» всегда было ориентировано на минимизацию вмешательства наладчика и эксплуатационника в процесс работы ПО, что, в свою очередь, придает системе достаточный уровень надежности, но, в то же время, обуславливает ограниченность возможностей и трудности, возникающие при определенных действиях. В качестве примера можно упомянуть процесс удаления счетчика и сведений, относящихся к нему. На наш взгляд, процесс излишне усложнен, сопровождается многократным повторением действий, хотя, с другой стороны, сложная процедура делает маловероятным ошибочное удаление счетчика. Таким образом, «АльфаЦЕНТР» представляется продуктом слабо эргономичным, с не совсем дружелюбным интерфейсом, но достаточно надежным и с необходимым набором функций.
ПО «Пирамида» и «Энергосфера» имеют свои подходы к эргономике и визуализации информации; данные продукты достаточно гибки в плане внесения полезных изменений в свою структуру. Из положительных моментов можно отметить следующие эксклюзивные возможности этих ПО:
•    модуль «Контроль поступления данных» ПО «Пирамида» - наиболее визуализированный инструмент для отслеживания поступления информации;
•     набор запросов группы «Сбор Данных» в «Консоли Администратора» и окно Статистика работы всех УСПД в Сервере опроса ПО «Энергосфера» - наибольшая информативность по сеансам связи с оборудованием нижних уровней.
Нельзя обойти вниманием такой аспект наладки и эксплуатации АИИС, как уровень оказываемой технической поддержки пользователям. Попробуем объективно оценить данный критерий, что нелегко, поскольку определенную роль в этом играет уровень личного общения с работниками техподдержки, их способность расположить к себе заказчика и заинтересовать его.
С 2008 года ООО «ЭльстерМетроника» осуществляет годовую техническую поддержку ПО «АльфаЦЕНТР» за дополнительную плату. В основном это касается получения обновлений ПО. Однако, если возникают сбои (отсутствием ошибок и недоработок не может похвастаться ни одно из ПО АИИС КУЭ), обусловленные недоработками ПО «АльфаЦЕНТР», техническая поддержка будет оказана только в случае оплаты. Если недоработки ПО исправлены в следующей версии, клиенту придется дополнительно заплатить за возможность пользоваться ПО. При этом бесплатная техническая поддержка дается при покупке ПО «АльфаЦЕНТР» только на один год. Следует заметить, что на сайте ООО «ЭльстерМетроника» функционирует форум технической поддержки, на котором зарегистрированным владельцем купленного когда либо ПО «АльфаЦЕНТР» можно достаточно оперативно получить ответ на интересующий вопрос. Также сотрудники ООО «ЭльстерМетроника» охотно консультируют пользователей ПО по телефону.
 «Системы и Технологии» также предлагают оформить платное сопровождение программного обеспечения, включающее в себя более широкий набор пунктов (проведение бесплатного обучения сотрудников, техподдержка по почте, телефону и ICQ, получение обновлений ПО, скидка на наладку и др.). До недавнего времени техническую поддержку ПО «Пирамида» можно было назвать лучшей, квалифицированную помощь можно было оперативно получить по телефону или ICQ. Однако на данный момент это возможно только за дополнительную плату. Запросы остальных пользователей принимаются только на почтовый ящик техподдержки, ответ присылается через двое суток, иногда запросы не удостаиваются ответом.
Техническую поддержку «Прософт-Системы» можно назвать наилучшей, отношение к клиенту на высоте, качественную помощь по любым вопросам можно получить по почте и телефону без всяких формальностей.

Выводы

Реализуем приведенный анализ в количественную оценку привлекательности конкретного программного обеспечения для пользователя и наладчика (Таблица 1).
В результате оценки ПО оказались поблизости друг от друга, но все же первое место заняло ПО «Энергосфера», второе ПО «Пирамида» и третье ПО «АльфаЦЕНТР».
Следует заметить, что в процессе написания статьи вышла новая версии ПО «АльфаЦЕНТР» v7.03.01, которая значительно повысила оценку функциональности для ПО, во всяком случае, в плане заявленных характеристик. Проверить их в работе предстоит в будущем.

Таблица 1. Результат сравнительного анализа ПО Верхнего уровня АИИС КУЭ
(оценка параметров по 10 балльной шкале, 10 – наилучший показатель для каждого параметра).




Александр Стоюшкин, инженер ЗАО НПП «ЭнергопромСервис»

Ссылка по теме: