Отчет о разработке стратегической программы исследований

Измерительные приборы и устройства

Измерительные приборы и устройства, технологии считывания и измерения являются одной из ключевых технологических областей и важным компонентом современной энергетической системы на базе концепции Smart Grid. Эти технологии будут выполнять следующие функции:

- оценивать состояние оборудования и уровень интегрированности сети, отражающего степень сосредоточения информации в едином центре;
- обеспечивать непрерывный мониторинг данных, минимизировать ошибки при выставлении счетов;
- способствовать оптимизации режимов сети и сокращению выбросов загрязняющих веществ за счет предоставления потребителю возможности регулировать спрос;
- в будущем новые технологии цифровой связи в сочетании
с цифровыми измерительными приборами и датчиками будут поддерживать более комплексные измерения и непрерывный мониторинг данных;
- способствовать прямому взаимодействию между поставщиком услуг и
потребителем.
Предполагается, что эти элементы позволят обеспечить решение следующего спектра задач:
1. На уровне клиента современные сети не будут иметь электромеханических счетчиков и измерительных приборов. Вместо них будут установлены современные цифровые измерительные приборы и устройства, связанные, как с потребителем, так и с поставщиком услуг. Микропроцессоры в этих передовых измерителях будут осуществлять широкий спектр функций. Как минимум, они будут фиксировать затраты в течение всего процесса производства, передачи и распределения электроэнергии. Большинство клиентов также сможет регистрировать информацию о предполагаемых критических сигналах, например, пика цен, предоставляемую энергоснабжающей организацией. Так же измерительные устройства будут уведомлять клиента о прохождении критического уровня загрузки сети.
Усовершенствованные измерительные устройства будут осуществлять функции желаемого уровня расхода электроэнергии, график которого программируется клиентом. В зависимости от изменений цен на электроэнергию, устройства будут автоматически контролировать нагрузку клиента в соответствии с этим графиком.
Кроме того, новые измерительные устройства будут обеспечивать расширение предоставляемого перечня коммунальных услуг, таких как пожарная и охранная сигнализация и др. Новые подходы будут реализовываться на основе цифровых коммуникационных возможностей Интернета, с использованием стандартных Интернет-протоколов, а также надежных и распространенных способов подключения таких как, беспроводные, BPL и даже оптоволоконная сеть в зданиях. Интеграция их, например, с системами безопасности будет обеспечивать предотвращение взломов и нарушений.
2. На уровне коммунальных предприятий, усовершенствованные технологии считывания и измерений расширят спектр предоставляемой информации операторам и диспетчерам энергетической системы, которая будет включать в себя, например:

• 
  значения коэффициента мощности;
  
• 
  параметры качества электроэнергии в пределах всей системы;
  
• 
  WAMS (Wide Area Measurement System – англ.) - системы мониторинга переходных режимов энергосистемы;
  
• 
  характеристику состояния оборудования;
  
• 
  манипуляции с измерениями и данными датчиков;
  
• 
  сведения о природных катаклизмах;
  
• 
  определение мест повреждений;
  
• 
  нагрузку трансформаторов и линий;
  
• 
  профили напряжения сети;
  
• 
  температуру критических элементов
  
• 
  идентификацию отказов;
  
• 
  профили и прогнозы потребления электроэнергии.
  

Новые системы программного обеспечения будут собирать, хранить, анализировать и обрабатывать большое количество данных, проходящих через современные инструменты измерения и считывания. Обработанные данные затем будут передаваться в существующие и новые информационные системы обслуживающих компаний, выполняющих множество важнейших функций бизнеса (биллинг, планирование, эксплуатация, работа с клиентами, прогнозирование, статистические исследования и т.д.).
Будущие цифровые реле, которые используют интеллектуальные агенты, существенно повысят надежность энергетической системы. Широкие схемы мониторинга, защиты и контроля будут интегрировать цифровые реле, «усовершенствованную» связь и интеллектуальных агентов. В такой интегрированной распределенной системе защиты реле будут способны автономно взаимодействовать друг с другом. Такая гибкость и автономность повышает надежность, так как даже при сбоях, на каком-то участке сети, остальные реле на базе агентов продолжают защищать энергетическую систему.
Прогнозируемые масштабы внедрений рассматриваемых технологий достаточно велики. Глобальная трансформация технологий измерения и считывания будет использовать множество интеллектуальных, взаимодействующих измерителей. Но, как показывает закон Мура, цены на чипы будут падать, даже если их вычислительная мощность будет вырастать. К тому же, как показывает история, требования связанные с всеобъемлющей, надежной и недорогой связью будут заметно доступнее, так как революция в цифровой связи все еще продолжается.
Существует множество преимуществ от развития таких технологий в области измерения. Некоторые из наиболее важных перечислены ниже:
Преобразование измерения в форме портала для потребителей и выхода для других технологий обеспечит информированность как потребителей так и энергоснабжающих компаний.