СПОСОБ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОТПУСКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ Российский патент 2004 года по МПК G01R21/00 G01R22/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике для учета электроэнергии. Способ может быть использован региональными электроснабжающими организациями для отпуска электрической энергии потребителям в заранее заданном количестве и позволяет управлять процессом отпуска из единого центра по радиоканалу.

Известен способ учета потребленной электрической энергии без ограничения на количество с измерением ее величины счетчиком и последующей оплатой по накопленным показаниям (см. Минин В.П. Измерение электроэнергии. М.: Энергия, 1974).

Недостатками этого способа и устройств, его реализующих, являются: невозможность отпуска электроэнергии в заданном количестве; невозможность централизованного дистанционного отключения и подключения цепи нагрузки абонента; трудность осуществления контроля за сроками оплаты стоимости потребленной электроэнергии; низкая защищенность результата измерения электрической энергии в случае намеренного его искажения.

Известны способ учета электрической энергии с предварительной или последующей оплатой путем записи информации о количестве отпускаемой электроэнергии на носитель в виде электронных либо магнитных карточек, переноса информации с карточки в счетчик, подсчитывающий величину потребленной электроэнергии и выполняющий отключение цепей нагрузки абонента или устанавливающий ограничение по мощности при потреблении отпущенного количества, и устройства для его реализации в виде счетчика, содержащего датчики напряжения и тока, соединенные с перемножителем-преобразователем, выход которого подключен к микропроцессору, оперативное запоминающее устройство, устройство предоплаты и директивную кнопку, подключенные к микропроцессору, выход которого соединен с дисплеем, и переключающее устройство в виде вакуумного выключателя, управляющий привод которого соединен с микропроцессором (RU патент 2106644, кл. G 01 R 11/00, 1998; RU патент 2098835, кл. G 01 R 22/00, 1997).

Недостатками такого способа учета электроэнергии и устройств, его реализующих, являются: невозможность оперативного централизованного управления процессом потребления электроэнергии, отключения и включения цепей нагрузки абонентов; сложность организационно-технических мероприятий по вводу информации с карточек; требование определенных навыков и подготовки от абонента при эксплуатации этого устройства; низкий уровень защиты от несанкционированного вмешательства и подделки карточек.

Известны способ учета электроэнергии с предварительной или последующей оплатой и устройства для его реализации, отличающиеся тем, что передача сигналов управления и информации о потребленном количестве электроэнергии осуществляется через линию связи, в качестве которой используется телефонная линия или провода электрической сети (GB патент 2096370, кл. G 01 F 1/56, 1982; US патент 5627759, кл. G 01 R 19/165, 1997).

Недостатками такого способа учета электроэнергии являются: высокая стоимость устройства и инфраструктуры, необходимой для его осуществления; малая надежность каналов связи.

Основной задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание экономически выгодной системы централизованного дистанционного оперативного управления процессом отпуска электроэнергии абонентам городских и районных электрических сетей, которая позволит отпустить каждому индивидуальному потребителю электроэнергию в заданном для него количестве. В таких системах наиболее важной частью является канал связи между центром управления и измерительными контролирующими устройствами потребителей.

Применяемые каналы можно разделить по направлению прохождения информации:
- двунаправленные (от центра к абонентским устройствам поступают команды управления, а от абонентских устройств к центру передается информация о количестве потребленной электроэнергии и других параметрах);
- однонаправленные от абонентских устройств к центру (передается только информация о количестве потребленной электроэнергии и других параметрах);
- однонаправленные от центра к абонентам (поступают команды управления).

Первые два вида каналов связи являются либо экономически невыгодными, так как требуют создания сложной инфраструктуры и наличия передающего блока в абонентском устройстве, либо не надежными и не соответствуют требованиям централизованного управления.

Третий вид канала более перспективен, так как не требует передачи информации от абонента к центру, что позволяет удешевить абонентское устройство и сократить расходы на инфраструктуру.

В предлагаемом способе для управления используется однонаправленный радиоканал с передачей управляющей информации от центра к абонентам.

Способ централизованного дистанционного управления процессом отпуска электроэнергии заключается в том, что создается система, состоящая из центрального пункта управления, радиопередающего устройства и абонентских контролирующих устройств.

Каждый индивидуальный потребитель подключается к электрической сети через абонентское контролирующее устройство, которое имеет свой идентификационный номер (адрес устройства), управляется по однонаправленному радиоканалу из центра, измеряет количество потребленной электроэнергии, сравнивает его с разрешенным к потреблению количеством электроэнергии, заданным для этого потребителя по команде из центра управления, отключает или подключает цепи потребителя к подводящей электросети. От наиболее близких аналогов данный способ отличается тем, что в качестве канала оперативного управления абонентским контролирующим устройством используют однонаправленный радиоканал, по которому из центра управления передают команды индивидуально для каждого абонентского контролирующего устройства, каждое абонентское контролирующее устройство имеет идентификационный номер и выполняет команды, направленные только для него.

Абоненты системы электроснабжения предварительно покупают требуемое количество электроэнергии или заказывают его в кредит у поставщика.

Поставщик ведет учет купленного или заказанного количества электроэнергии и формирует команды для соответствующих абонентских контролирующих устройств, указывая в команде идентификационный номер устройства, для которого она предназначена. Команды передаются по радиоканалу. Минимально необходимый для управления абонентскими устройствами набор состоит из команд:
- подключения цепи нагрузки абонента к электрической сети;
- отключения цепи нагрузки абонента от электрической сети;
- увеличения количества отпускаемой электроэнергии.

Команда, как минимум, состоит из полей идентификационного номера абонентского контролирующего устройства, кода команды и данных о количестве отпускаемой электроэнергии.

Каждое абонентское контролирующее устройство состоит как минимум из следующих блоков: блока управления, блока радиоприемника команд, блока измерения потребленной электроэнергии, блока выключателя подводящей электросети, блока индикации.

Абонентское контролирующее устройство принимает команды, переданные по радиоканалу из центра управления, выполняет команды, переданные для него, увеличивает остаток разрешенного к потреблению количества отпускаемой электроэнергии на величину, переданную в команде, по измеренным мгновенным значениям напряжения и тока в цепи нагрузки вычисляет количество потребленной электроэнергии за интервал времени между измерениями, вычитает его из остатка разрешенного к потреблению количества электроэнергии. При уменьшении этого остатка до заданного предела абонентское устройство отключает цепь нагрузки от подводящей электрической сети. Дальнейшее включение цепи нагрузки возможно только при получении команды увеличения количества отпускаемой электроэнергии.

Команды отключения и включения цепи нагрузки нужны для решения задач технического обслуживания сети, например отключения потребителей с целью снижения потребляемой мощности энергосистемы или выполнения ремонтно-профилактических работ.

За счет перечисленной совокупности признаков предлагаемый способ отпуска электроэнергии обеспечивает большую оперативность, централизованность и гибкость управления, а также более надежен, прост в реализации и экономически выгоден, чем известные. В частности, поскольку в качестве канала управления используется радиоканал, можно дистанционно управлять каждым потребителем электроэнергии без построения специальных проводных каналов связи или каналов передачи данных, наложенных на электрическую сеть.

Использование предложенного способа позволит решить проблему неплатежей в системах электроснабжения гражданского населения и предприятий, а также прекратить практику "веерных отключений", от которой наряду с неплательщиками страдают добросовестные абоненты.

На чертеже приведена блочная схема системы централизованного дистанционного управления процессом отпуска электрической энергии, реализующей заявленный способ, составляющие которой: 1 - центр управления, 2 - радиопередающее устройство, 3 - абонентские контролирующие устройства, 4 - потребители электроэнергии, 5 - подводящая электросеть.

Центр управления состоит из компьютера или компьютерной сети, в которой ведется учет заказов электроэнергии. В качестве радиопередающего устройства используют любой радиопередатчик, например, использующийся для пейджинговой связи. Реализация абонентского контролирующего устройства приведена в RU, заявка 2000112242, кл. G 01 R 11/00, 2002.

Потребитель первоначально покупает или заказывает в кредит необходимое ему количество электроэнергии. Поставщик через центр управления формирует команду увеличения количества отпускаемой электроэнергии, указывает в ней идентификационный номер абонентского контролирующего устройства и количество разрешенной к потреблению электроэнергии, отправляет команду через радиопередающее устройство в радиоэфир. Соответствующее абонентское контролирующее устройство принимает команду, увеличивает количество разрешенной к потреблению электроэнергии на указанную в команде величину, подключает цепи потребителя к подводящей электросети. Потребитель расходует электроэнергию, причем абонентское контролирующее устройство измеряет количество потребленной электроэнергии и вычитает его из количества разрешенной к потреблению электроэнергии. Когда количество разрешенной к потреблению электроэнергии уменьшится до заданного значения, например до нуля, абонентское контролирующее устройство отключает цепи потребителя от подводящей электросети и информационным сигналом предупреждает об этом потребителя. Для дальнейшего подключения потребителя к электросети процесс повторяется.

Таким образом, потребитель вынужден постоянно покупать или заказывать в кредит электроэнергию у поставщика, что ведет к принципиальной ликвидации неплатежей. Поставщик электроэнергии централизованно дистанционно и оперативно управляет процессом отпуска электроэнергии, не используя для этого дорогостоящие проводные каналы связи и другую инфраструктуру.

Использование: в электроизмерительной технике для учета потребляемой электрической энергии. Технический результат заключается в создании экономически выгодной системы централизованного дистанционного оперативного управления процессом отпуска электроэнергии абонентам городских и районных электрических сетей из единого центра по радиоканалу, которая позволяет отпустить каждому индивидуальному потребителю электроэнергию в заданном для него количестве. У каждого индивидуального потребителя устанавливается специальное контролирующее устройство, которое имеет свой идентификационный номер, управляется по однонаправленному радиоканалу из центра, измеряет количество потребленной электроэнергии, сравнивает его с разрешенным к потреблению количеством электроэнергии, заданным для этого потребителя по команде из центра управления, отключает или подключает цепи потребителя к подводящей электросети. 1 ил.

Способ централизованного дистанционного управления процессом отпуска электрической энергии, заключающийся в том, что потребителей электроэнергии подключают к подводящей электросети через абонентские контролирующие устройства, каждое из которых имеет свой идентификационный номер, измеряет количество потребленной электроэнергии, вычитает его от разрешенного к потреблению количества, отключает потребителя от подводящей электросети при уменьшении остатка разрешенного к потреблению количества электроэнергии до заранее заданного предела, выполняет команды управления, полученные из центра управления, отличающийся тем, что абонентскими контролирующими устройствами управляют из центра передаваемыми по радиоканалу командами, содержащими идентификационный номер устройства, код команды и данные о количестве разрешенной к потреблению электроэнергии, список команд, как минимум, состоит из команд подключения/отключения подводящей электросети и увеличения разрешенного к потреблению количества электроэнергии, потребители электроэнергии предварительно заказывают необходимое количество электроэнергии у поставщика.