Кәсіпорындағы электр энергиясын есепке алудың автоматтандырылған жүйесін жете зерттеп жасау



Пән: Электротехника
Жұмыс түрі:  Курстық жұмыс
Тегін:  Антиплагиат
Көлемі: 39 бет
Таңдаулыға:   
Кәсіпорындағы электр энергиясын есепке алудың
автоматтандырылған жүйесін жете зерттеп жасау

ДИПЛОМДЫҚ ЖОБА

5B070200 - Автоматтандыру және басқару мамандығы бойынша

Астана 2018 ж.
Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті

Қорғауға жіберілді
Жүйелік талдау және басқару
кафедра меңгерушісі
_________________Оспанов С.С.
(қолы)
___ ___________2018 ж.

ДИПЛОМДЫҚ ЖОБА

Тақырыбы: Кәсіпорындағы электр энергиясын есепке алудың
автоматтандырылған жүйесін жете зерттеп жасау

5B070200 - Автоматтандыру және басқару мамандығы бойынша

Студент

С.Б.Макулбек
Кисикова Н.М., ф.-м.ғ.к., доцентм.а

Н.М.Кисикова

Астана 2018 ж.
Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті
Ақпараттық жүйелер факультеті
5B070200 - Автоматтандыру және басқару мамандығы
Жүйелік талдау және басқару кафедрасы
Бекітемін
Кафедра меңгерушісі
_______ Оспанов С.С.
__ _______ 20__ ж.

Дипломдық жобаны (жұмысты) орындауға арналған
ТАПСЫРМА

Студент____________________________ _________________

курс, группа, мамандық, оқу формасы

Дипломдық жобаның (жұмыстың) тақырыбы __________________________ ___________________________________ ______________________________ ___ _____20__ж. №____ ректордың бұйрығымен бекітілген
Аяқталған жұмысты тапсыру мерзімі _______________20___ж.
3.Жұмыстың бастапқы деректері (заңдар, пайдаланылған әдебиет, зертханалық-өндірістік деректер):_________________________ _______________________
___________________________________ ______________________________
4.Диплом жұмысын әзірлеудегі сұрақтар тізімі:___________________________
___________________________________ ______________________________
___________________________________ ______________________________
5.Графикалық материалдың тізімі (сызбалар, кестелер, диаграммалар және т.б.):_____________________________ _________________________________
___________________________________ ______________________________

6.Негізгі ұсынылатын әдебиеттер тізімі:____________________________ ______
___________________________________ ______________________________
___________________________________ ______________________________
7. Жұмысқа қатысты кеңестер (оларға қатысты жұмыс бөлімдерінің көрсетілуімен)
Нөмір, бөлімнің, бөлімшенің аты
Ғылыми жетекші, кеңесші
Тапсырманы алу уақыты
Тапсырма бердім
(қолы)
Тапсырма
алдым
(қолы)

8. Дипломдық жұмысты орындау графигі


Жұмыс сатысы
Жұмыс сатысын орындау мерзімі
Ескерту
1
Дипломдық жобаның тақырыбын бекіту

2
Дипломдық жобаны дайындау үшін мәліметтер жинау

3
Дипломдық жұмыстың теориялық бөлігін дайындау (1 Бөлім)

4
Дипломдық жұмыстың аналитикалық бөлігін дайындау (2-3 Бөлім)

5
Дипломдық жұмыстың толық мәтінінің қолжазбалық нұсқасын аяқтау

6
Алдын-ала қорғауға дипломдық жұмысты әкелу

7
Рецензияға дипломдық жұмысты жіберу

8
Ғылыми жетекшінің пікірі мен рецензиясы бар дипломдық жұмыстың соңғы нұсқасын әкелу

9
Дипломдық жұмысты қорғау

Тапсырманың берілген уақыты ________________20___ж.

Ғылыми жетекшісі __________ Кисикова Н.М., ф.-м.ғ.к., доцент м.а
Тапсырманы орындаған __________ Макулбек С.Б.

МАЗМҰНЫ
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
1.Теориялық бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..8
1.1 Қазақстан темір жолы электр энергиясын есепке алудың автоматтандырылған жүйесі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..8
1.2 Жүйенің сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9
1.3 Бағдарламалық қамтамасыз ету ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..12
2 Электр энергиясын тұтынуды есепке алу және автоматтандыру ... ... ... ... ... . .16
2.1 Электр энергиясын есепке алу жүйесін ұйымдастыруды талдау ... ... ... ... ...16
2.2 Электр энергиясын есепке алудың автоматтандырылған жүйесін жасау ... .19
2.3 Электр энергиясын есепке алу және бақылаудың заманауи автоматтандырылған жүйелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..19
3 Matlab. Модельдеу элементтері, құрылғылары және электр қуатын беру жүйелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 22
3.1 Модельдеу теориясының негізгі тезистері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .22
3.2 MatLab, сандық есептеу, деректерді талдау және визуализациялау ... ... ... ..22
3.3 Алгоритмдерді бағдарламалау және дамыту. MatLab тілі ... ... ... ... ... ... ... ..2 4
3.4 Трансформатор және тұрақты ток двигателі ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ..25
3.4.1 Сақиналы торлы роторлы асинхронды қозғалтқыш ... ... ... ... ... ... . ... ... ... 29
3.5 Simulink және SimPowerSystems ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .31
3.6 Индуктивтіліктің, конденсатордың және түзеткіштің өтпелі процестерін модельдеу ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...32
3.7 Трансформаторларды модельдеу, 3 фазалы трансформатор ... ... ... ... ... .. ... 33
3.8 10 0,4 кВ трансформаторлық қосалқы станцияларды модельдеу ... ... ... ... 36
3.9 Қондырғылар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .36
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 40
Қолданылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 42
Қосымша А ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 44

Кіріспе

Энергияны басқару тиімділігін арттыру электр энергиясын жеткізушілер мен тұтынушылардың экономикалық мүдделеріне сай келеді. Нарықтық экономикаға көшуіне байланысты даму бағыттарының бірі - электр энергиясын дәл бақылау және есепке алу.
Қазіргі жағдайда электр энергиясын есепке алу және бақылау технологиясы өзін ақтап қана қоймайды, сонымен қатар оны пайдаланатын шаруашылық субъектілеріне де зиян тигізеді.Бұл жағдай электр энергиясын есепке алатын құрылымдардың ұйымдастырушылық және техникалық кемшіліктерінің себебі болып табылады.
Зерттеу тақырыбының өзектілігі:
Энергиямен жабдықтау ұйымдарының басым көпшілігі бұрыннан бері әзірленген схемаға сәйкес тұтынылатын электр энергиясын әлі күнге дейін есепке алады.Дифференциалды бағдарламалық өнімдерді пайдалану, қолмен жасалатын операцияларды жүзеге асыру, ақпараттың жазбаша түрде берілуі, іс жүзінде бар көрсеткіштерді бұрмалайды.Техникалық есепке алу деректері коммерциялық есептік деректермен сәйкес келмейді. Техникалық база мен ақпараттық желілер бүгінгі күннің шынайылығына сай келмейді.Бұл проблемалар үнемі электр энергиясын есепке алу процестерін қайта құру қажеттігін айқын көрсететін тұрақты шығындарға әкеледі.
Электр энергиясы нарығының маңызды құрамдас бөліктерінің бірі оның энергияны тұтыну параметрлерін бақылау және басқару үшін жүйелер, аппараттар, құрылғылар, байланыс арналары, алгоритмдер және т.б. жиынтықтауы болып табылады.Аспаптық қолдауды қалыптастыру мен дамытудың негізі электр энергиясын тұтынуды бақылау мен есепке алудың автоматтандырылған жүйелері болып табылады.
Жұмыстың мақсаты:
Кәсіпорынның электр энергиясын есепке алуды автоматтандыруға өтінімін жасау, компанияның энергияны тұтыну туралы ақпаратты толтыру және сақтау механизмдерін құру, қажетті желілік параметрлерді есептеу құралын жасау.
Практикалық маңыздылығы:
Жұмыстың негізгі мазмұны электр энергиясын тұтынуды есепке алу және бақылау үдерісін автоматтандыру, электр желілеріндегі шығындарды есептеу, электр энергиясын есепке алуды автоматтандыру бойынша бағдарламаны әзірлеу және кәсіпорында жүйені енгізудің экономикалық тиімділігі болып табылады.
Жұмыстың нәтижелері - электр энергиясын есепке алудың құрылған автоматтандырылған жүйесі ыңғайлы интерфейске ие, кәсіпорынның энергияны тұтыну туралы деректерді жинауды және өңдеуді қамтамасыз етеді және желінің қажетті параметрлерін есептеуге және бақылауға мүмкіндік береді.
Дипломдық жұмыстың құрылымы:
Дипломдық жұмыс кіріспеден, үш тараудан, қорытындыдан және пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады. Жұмыстың негізгі бөлімі мәтіндік баспа мәтінінің 42 бетінен тұрады, оның ішінде 22 сурет бар.

1 Теориялық бөлім
1.1 Қазақстан теміржолы электр энергиясын есепке алудың автоматтандырылған жүйесі

Бүгінгі күні Қазақстанның темір жолдары 14 мың шақырымға жуық темір жолдар мен 700-ден астам станциялары бар.Көлік және жолаушылар айналымының көлемі жыл сайын артып келеді, бұл электр энергиясын тұтынудың өсуіне кері әсерін тигізеді.Электр энергетикасын реформалау мен энергияның көтерілуі бағасының өсуіне байланысты энергия ресурстарын пайдаланудың тиімділігін арттыру және электр энергиясын бақылау және есепке алудың автоматтандырылған жүйелері енгізіліп жатыр. (ЭБЕАЖ).Бүгінгі таңда Қазақстан Республикасының Мемлекеттік энергетикалық қадағалау комитетінің, сондай-ақ KEGOC АҚ-ның жүйелік операторы, республикада ЭБЕАЖ енгізу бойынша нормативтік және тәжірибелі база құрды. ЭБЕАЖ жобалары бойынша техникалық тапсырмаларды алу және келісу тәртібі бекітілді, жаңадан құрылған жүйелерді қабылдаудың анық және нақты тәртібі бар, сондай-ақ ЭБЕАЖ функционалдық және деректер беру форматы бойынша талаптар әзірленді.Қазақстанның ұлттық электр торабын жаңғырту жобасы шеңберінде коммерциялық электр энергиясын есепке алудың автоматтандырылған жүйесін енгізу, көтерме сауда нарығындағы нарықтық қатынастардың дамуының бірінші кезеңіне негізделген.
Темір жол электр желілері, иерархиялық тұрғыда құрылымдалған, қашықтықта электрлік бөліктерге бөлінген (ЭБ), бірыңғай басқару орталығы және әкімшілік құрылымы бар.Энергияны есепке алу объектілері және ақпараттық жинау және өңдеу орталығы бір-бірінен алшақ орналасқан (50 километрге дейін) , бұл ақпараттық жинау жүйесін енгізуді біршама қиындатады.Мұндай кең ауқымды жобалар үшін электр желілерінде жұмыс істейтін жүздеген трансформаторлық қосалқы станциялар үшін бірдей электрлік параметрлер мен орнату шарттары бар стандартты шешімдерді қолдану өте қажет болады.Теміржол желілерінде негізгі міндет ЭБЕАЖ құру және қажет коммуникациялық инфрақұрылымды (өлшеу нүктелерінен деректерді өңдеу және деректерді орталыққа жеткізу) енгізу болып табылады.
ҚТЖ-да электо энергиясын есепке алуды автоматтандыру жүйесі ICONICS өндіруші компаниясының негізінде SCADA-жүйесі GENE-SIS32 v9 пакет базасы және Advantech өндіруші компаниясының контроллері ADAM- 4500, ADAM-5510TCP жасалған.
ҚТЖ үшін электр қуатын берудің келесі қашықтығы автоматтандырылды: Орал (ЭБ-1), Шалқар (ЭБ-3), Қызыл-Орда (ЭБ-25), Маңғышлақ (ЭБ-5), Атырау (ЭБ-4) 58 энергоблоктар мен 264 қашық қосалқы станциялар қозғалды.Астана қаласындағы орталық серверлік платформаны 5 қашықтықта орналасқан. Қашықтағы қосалқы станциялармен байланыс желісі VHF (150-172 МГц) және
GSM (SMS CSD) радиоқабылдағыш модемі арқылы жүзеге асырылады.Жоғарғы деңгейдегі деректерді беру DSL желілері, Ethernet және Sky Edge спутниктік байланыс арқылы жүзеге асырылады. Барлығы 322 деректер жинау торабы 14 000-ға жуық параметрді (тегтерді) өңдеумен, соның ішінде жағдайлармен теңшелді[11].

1.2Жүйенің сипаттамасы

ЭБЕАЖ бірнеше деңгейден тұрады:
Бірінші деңгей - ток және кернеу трансформаторларын, қосалқы өлшеу тізбектерін және СЭТПСЧ сериясындағы микропроцессорлық есептегіштерді қамтитын электр энергиясын есепке алу кешені (ЭЕАК). Ол бақыланатын энергетикалық қондырғыларда орналасқан.
Екінші деңгей - таратушы және трансформаторлық қосалқы станцияларда орнатылған объектілерді жинау және тарату құрылғылары (УПД және УСПД), есептеуіштерден деректерді алу арналары, байланыс жабдығы. Ол бақыланатын энергетикалық қондырғыларда орналасқан.
Үшіншідеңгей- жергілікті (орталық тораптар) және орталық автоматтандырылған жұмыс станциялары (AРМ) және коммуникациялық жабдықтан тұратын ақпараттық-компьютерлік кешені (АКК), бұл қондырғылар облыс орталығындағы серверлер мен серверлік аудандармен және Астана қаласымен байланыста болу үшін керек. АКК бүкіл жүйенің маңызды буыны болып табылады, өйткені мұнда ақпараттық өңдеу, ақпарат сақтау, теңгерімділік және жүйенің түпкі пайдаланушыларына деректер беру қамтамасыз етіледі.
ЭБЕАЖ құрылымдық схемасысурет 1-де көрсетілген.
RS-485 интерфейсі арқылы электр есептегіштерінен алынған ақпарат УПД-ге берілді, ол байланыс жабдығын қамтиды. УПД нысанындағы деректер радиобайланыс арналарында (немесе GSM байланысының резервтік арналарында) УСПД түйініне жиналады.Иерархиядағы (жергілікті, түйін, орталық) өз орындарына қарамастан, барлық УСПД ведомстволық деректерді тарату желісіне (ВДТЖ) қосылды.Олар деректерді тораптың барлық есеп нүктелерінен біріктіретін және жүйенің барлық құрамдастарына бірыңғай уақытты үндестіретін аймақтық дерекқор серверіне жібереді. УСПД нысанынан деректерді жинау кестеге сәйкес автоматты режимде орындалады.Жергілікті деректерді жинау және өңдеу орталықтарында (түйін станциялары) түйін деңгейіндегі УСПД-лардан басқа (олар осында, сондай-ақ басқа сайттарда), сондай-ақ спутник арқылы қатынайтын мамандардың жұмыс станциялары орнатылғанаймақтық орталықта орналасқан аймақтық ЭБ серверінің деректер базасына қосылған. Жабдық ВДТЖ-ке қосылған.
Жүйе тәулік бойы жұмыс істейді. Электр энергиясын есептегіштерде, УСПД және серверде жүйелік уақытты түзету барлық деңгейде қолданылатын және уақытты өлшеу функциясын толығымен орындайтын біртекті уақытты беру жүйесі арқылы жүзеге асырылады.

Сурет 1 ҚТЖ ЭБЕАЖ құрылымдық схемасы.

Жүйенің жабдықтары шеңберінде бақыланатын нысандарда УПД негізінде ADAM-4500 контроллеріне орнатылған (сурет 2) , ал УСПД негізінде ADAM-5510E TCP контроллері орнатылған (сурет 3)[11].

Сурет 2 УПД шкафы.

Сурет 3 УСПД шкафы.

Бұл құрылғылар трансформаторлық қосалқы станциялардың қызып кетпейтін бөлмелері үшін арнайы жасалған.Нарықтағы микроконтроллерлердің кең спектріне қарамастан Advantech ПЛКУСПД үшін негіз ретінде таңдалған.Бұл таңдау келесі себептер бойынша жасалған:
негізгі блоктағы байланыс функциялары дамыған (түрлі Ethernet арналары арқылы);
кеңейтілген модульдер үшін (кіріс-шығыс, байланыс және т.б.) көп слоттардың (8) болуы;
жалпы хаттамаларды қолдайды (Modbus RTU және Modbus TCP);
танымал бағдарламамен үйлесімділік (Turbo C ++);
IBM PC үйлесімді архитектуралық процессор;
RS-485 немесе TCP IP интерфейсіне негізделген контроллерлердің көп нүктелі желісін құру арқылы құру мүмкіндігін;
жұмыс температурасының диапазоны -10 + 70 ° C;
Жүйелік интегратор әзірлеген кірістірілген бағдарлама келесі функцияларды қамтиды:
RS-485 интерфейсінен деректер жинау ПКЧ-4TM.05 немесе электр энергиясын есепке алмағанда 32-ден бастап үйлесімді хаттамамен (белсенді және реактивті энергия үшін 15 минуттық секциялар және тікелей және кері бағыттар бойынша Қазақстан Республикасының нормативтік құжаттарының талаптары, сондай-ақ есептегіштер мен УСПД оқиғалары);
төменгі деңгейдегі УПД-ден радио арна арқылы деректер жинау (ағындық деректерді алмасу протоколын пайдалану арқылы);
байланыстың артық болуын бақылау (радиоканалда кері байланыс болмаған жағдайда, УСПД УПД командасын энергия есеп-қисап деректері бар SMS-хабарламаны қалыптастырады және оны зерттеу серверіне жібереді);
біріктірілген деректерді TCP протоколы және Sky Edge спутниктік терминалы арқылы Ethernet қосқышы арқылы аймақтық серверге тасымалдау.
GSM-тің деректерін берудің жалғыз үздіксіз және кепілдендірілген тәсілі SMS-хабарлама болды.CSD протоколы Қазақстанның барлық өңірлерінде емес, ұялы байланыс операторларының негізгі жабдықтары арқылы қолдайды. УСПД -дан басқа, теміржол торабының ЭБЕАЖ жеке қосалқы станцияларына (трансформаторлар мен толық трансформаторларға) арналған қашықтығы бар УПД-лердің кең ауқымын қамтиды.Осы құрылғылардың әрқайсысы екі модем (радио және GSM), ADAM-4520 интерфейсінің конвертері және ADAM-4500 контроллері негізінде жасалған, кіші өлшемдері бар және УСПД ретінде байланысқа ұқсас мүмкіндіктері бар. УПД жабдығын орналастыру үшін Rittal KS сериясындағы жинақы пластикалық шкафтар орнатылды.Профиль DIN рельсіне орнату, элементтерді тез және сенімді орналастыруды қамтамасыз етеді, сондай-ақ тексеру үшін оларды ауыстыру немесе бөлшектеу оңай.Барлық кабельдер құрылғының ішінде шаңнан және ылғалдан қорғайтын герметикалық жабысқақ бездер арқылы шкафқа салынған.


1.3Бағдарламалық қамтамасыз ету

Деректерді басқару және бағдарламалық қамтамасыз ету үшін - ICONICS GENESIS32 пакеті, GENESIS32 қолданылған. Бұл пакетте клиент-сервердің архитектурасы бар және OPC-технологиясы қолданылады, ол әртүрлі өндірушілерден жабдықты біріктіретін белгілі бір жабдыққа қосылмауға мүмкіндік береді.GENESIS32 тоғызыншы нұсқасының ыңғайлы пайдаланушылық интерфейсі толығымен орыс тіліне аударылып, интеграторларға өнімді тез игеріп, барлық қажетті конфигурацияларды жасауға мүмкіндік берді.Осы пакеттің негізгі модульдері ақпараттық-өлшеу жүйесін ағымдағы мәндер түрінде немесе мұрағат нысанында көрсетуге мүмкіндік береді.GraphWorX32 анимациялық графикалық дисплейлерді жасауға мүмкіндік береді, TrendWorX32 графикалық кескіндерді (трендтерді), мұрағаттарды және деректерді талдауды жасайды, Alarm-WorX32 төтенше оқиғалар және дабыл туралы ақпарат береді.Жүйелік контроллерлердің деректері OPC серверлеріне (Advantech өнімі) беріледі, оларды GENESIS32 үшін түсінікті OPC стандартына айналдырады.Спутниктік байланыс арқылы берілетін барлық деректер серверлерде (5 аймақтық және 1 орталық) жинақталған және Microsoft SQL Server дерекқорында мұрағатталған.Диспетчерлік басқару Microsoft Windows XP операциялық жүйесімен лицензияланған жұмыс станцияларында орындалады.
Жүйе іске қосылған кезде графикалық пішін диспетчердің мониторында пайда болады(сурет4).Бұл GraphWorX32 пішіні, жоғарғы құралдар тақтасы Навигация бөліміндегі ашылмалы тізімдер арқылы әртүрлі мимикаларды жылдам және ыңғайлы шарлауға мүмкіндік береді.Мнемоникалық диаграммалар нақты таңдалған объектінің құрылымдық схемасын тікелей және кері бағыттың белсенді, реактивті энергиясын көрсете отырып, нақты байланыс нүктесіне арнап көрсетеді.
GENESIS32-тің маңызды ерекшелігі - тұтынушыларды, ресурстарды және имитациялауға қол жеткізу құқығын басқаратын орталықтандырылған қауіпсіздік жүйесі.Мысалы, ЭБЕАЖ жұмыс станцияларының контроллері тобының операторлары процестің деректерін көрсетумен (сурет 5) және есептегіштер мен контроллерлермен байланыс схемаларын көрсетумен электрмен жабдықтау диаграммасының графикалық дисплейін алады (сурет 6), кестелер мен графиктер түрінде ағымдағы және мұрағаттық деректерді көруге рұқсат етіледі (сурет 7), осы топтың қауіпсіздік деңгейі контроллердің жүйелік параметрлерге араласуын болдырмайды: есептегіш қосу, дабыл параметрлерін өзгерту және т.б.[11].

Сурет 4 Диспетчердің жұмыс станциясының жалпы графикалық нысаны.

Сурет 5 Диспетчердің ЭБЕАЖ мнемосхемасы.

Сурет 6 Есептегіштер мен контроллерлермен байланысудың бейнерамалары.

Сурет 7 Диспетчер мониторында ағымдағы және мұрағаттық деректерді көрсетеді.

Бұл параметрлерді басқару үшін ЭБЕАЖ пайдаланушылардың басқа деңгейлері қолданылады.Ақпаратқа және басқару жүйесіне кіруге арналған топтар мен пайдаланушыларға арналған құқықтар GENESIS32 пакетіне тегін қосылған ICO-NICS Security Configurator қосымшасында теңшелген.Жалпы, теміржолдың батыс бөлігіндегі ЭБЕАЖ жобасы жүйесіне GENESIS32 v9 жалпы қуаттылығы 35 000 ке дейін 33 лицензиясы орнатылған.
Нәтижелері:
Электр энергиясын сату және беру туралы шарттар бойынша тараптар арасында теңдей алмасу қажет, бұл ретте электр энергиясының баланстаушы нарығының толық жұмысы мүмкін емес. ЭБЕАЖ-нің болуы тұтынушының Қазақстан Республикасының электр энергиясының көтерме сауда нарығына кіруі қажет, мұнда тарифтер аймақтық энергетика жүйесінде жұмыс істейтін тарифтерден әлдеқайда төмен.Қазақстанның темір жолдары энергияны есепке алу және бақылау, сондай-ақ энергия ресурстарының тиімділігін арттыру үшін икемді кешендішешім алды[11].

2.Электр энергиясын тұтынуды есепке алу және автоматтандыру
2.1 Электр энергиясын есепке алу жүйесін ұйымдастыруды талдау

Электр энергиясын есепке алу оны өндірушілер мен тұтынушылар арасында есеп айырысудың міндетті шарты болып табылады.Электр энергиясын есепке алуды дұрыс ұйымдастыру қажет, өйткені оны өндіру және тұтыну уақытында іс жүзінде сәйкес келеді және оны өндіру немесе тұтыну кезінде электр энергиясын есепке алу кезінде жасалған қателіктер түзетілмейді.Ол жанама түрде ғана түзетілуі мүмкін, яғни есептеу арқылы жуық шамаға.
Электр энергиясын өлшеу электрлік параметрлерді өлшеудің қажетті дәлдігін қамтамасыз етуі керек. Электр энергиясын есепке алу:
- энергетикалық компаниялар мен тұтынушылардың техникалық және экономикалық көрсеткіштерін анықтау;
- энергиямен жабдықтаушы ұйыммен тұтынушыларды есепке алу үшін;
- тұтынушының электр қондырғысы ішінде электр энергиясын тұтынуды бақылау.
Тұтынушылардың есептегіштері электр энергиясын тұтынудың техникалық және экономикалық көрсеткіштерін анықтау үшін де, тұтынылған электр энергиясын есептеу үшін де қолданылады.
Қазіргі уақытта электр энергиясын тұтынушылардың келесі топтары бар:
1) негізгі тұтынушылар - жабдықтаушылар мен энергиямен жабдықтаушы ұйымдарды кепілдендіру арқылы электр энергиясын алатын тұтынушылар;
2) халық - коммуналдық қызметтерге электр энергиясын тұтынатын азаматтар, сондай-ақ электр энергиясын реттелетін бағалармен жеткізетін халыққа тең тұтынушылар санаттары;
3) басқа тұтынушылар;
4) ұйымдарға тиесілі желілердегі шығындарды өтеу мақсатында оны сатып алатын электр энергиясын жеткізу жөніндегі қызметтерді көрсететін ұйымдар.
Кәсіпорындағы қазіргі заманғы энергетикалық есепке алу мәселелерін шешу энергетика ресурстарын бақылау және есепке алу үшін автоматтандырылған жүйелерді құруды талап етеді, олардың құрылымында жалпы алғанда төрт деңгейібар. [1] (сурет 1).
- бірінші деңгей - есептік нүктелер (электр энергиясын тұтыну, қуат, қысым, температура, энергия көлемі, жылу энергиясын тұтыну) есеп беру нүктелерінде үздіксіз немесе ең төменгі орташа аралықты өлшеуді жүзеге асыратын телеметриялық немесе цифрлық шығысымен бастапқы өлшеу құралдары (БӨҚ) , құбырлар және т.б.);
- екінші деңгей - деректерді жинау және дайындау құрылғылары (ДЖДҚ), арнаулы өлшеу жүйесі немесе орташаланған энергия есепке алу бағдарламалық жасақтамасы бар көпфункционалды бағдарламаланатын түрлендіргіштер, орташа тәуліктік орташа деректерді жинаутаратылған БӨҚ, деректерді жоғары деңгейге жинау, өңдеу және беру;
- үшінші деңгей - ДЖДҚ (немесе ДЖДҚ тобы) туралы ақпаратты жинайтын, арнайы есепке алу нүктелерімен және олардың топтары бойынша түпкілікті өңдеуді - бірлік бойынша - дербес компьютер (ДК) немесе деректерді жинау және өңдеу орталығының сервері және кәсіпорынның объектілері, негізгі энергетикалық қызметтің жедел қызметкерлері мен компанияның басшылығы шешім қабылдау (басқару) үшін ыңғайлы нысандағы бухгалтерлік деректерді құжаттандыру және көрсету;
- төртінші деңгей - ЭБЕАЖ мамандандырылған бағдарламалық қамтамасыз есептеу бағдарламалық қамтамасыз деректерді жинау және өңдеу орталығы үшін сервер, ДК және немесе сервер топтан ақпаратты жинауға, есепке алу субъектілерінің топтары бойынша ақпаратты үшінші деңгейіне, қосымша біріктіру және құрылымдау деректерді жинау және өңдеу орталықтары, жазбалардың құжаттама және дисплейде негізгі энергетикалық қызмет персоналының және аумақтық бөлінген орта және ірі кәсіпорындар мен энергетикалық жүйелерді басқару және талдау жасау үшін ыңғайлы нысаны, энергетикалық ресурстарды жеткізу және энергия ресурстарын есептеу үшін төлем құжаттарды қалыптастыру туралы келісімшарттар;
ЭБЕАЖ барлық деңгейлері байланыс арналары арқылы қосылады
(сурет 8).
БӨҚ және ДЖДҚ немесе деректерді жинау орталықтарының деңгейлерін қосу үшін стандартты интерфейстер (мысалы, RS-485, және т.б.) арқылы тікелей байланыс қолданылады. 3-ші деңгейдегі деректерді жинау орталықтары, 3-ші және 4-ші деңгейдегі деректер орталықтары арнайы, қосылысты байланыс арналары немесе жергілікті желі арқылы қосылуы мүмкін.

Сурет 8 Автоматтандырылған жүйе деңгейлері.

ЭБЕАЖ мақсаты бойынша кәсіпорындар коммерциялық және техникалық есепке алу жүйелеріне бөлінеді [2].Коммерциялық немесе есеп айырысу есепшоттары кәсіпорын үшін ақшаны есепке алу үшін энергиямен жабдықтау тұтыну есебін білдіреді (сәйкесінше коммерциялық есепке алу құрылғылары коммерциялық немесе есеп айырысу деп аталады).Техникалық немесе басқарушылық есепке алу кәсіпорынның ішіндегі энергиямен жабдықтау тұтыну үдерісін бақылауды есепке алуды оның бөлімшелері мен қондырғылары (сәйкесінше техникалық есепке алу аспаптары қолданылады) болып табылады.
Электр энергиясын есепке алудың екі түрін ажыратуға болады:
1 - коммерциялық
2 - техникалық
Коммерциялық есепке алу - консервативті болып табылады, энергияны жеткізудің жақсы орнатылған схемасы бар, ол жоғары дәлдіктегі құрылғыларды орнатуды талап ететін есеп нүктелерінің аздығымен ерекшеленеді, ал ЭБЕАЖ төменгі және орта деңгейін есепке алу құралы өлшем құралдарының мемлекеттік тізілімінен іріктеп алынады. Сонымен қатар, коммерциялық есепке алу жүйелері міндетті түрде пломбаланады, бұл кәсіпорынның қызметкерлері тарапынан қандай да бір операциялық өзгерістер жасау мүмкіндігін шектейді [14].
Техникалық есепке алу, керісінше, өндірістің өзгеретін талаптарын көрсететін динамикалық және үнемі өзгеріп отырады; ол үнемдеу энергия ресурстарын бақылаудың әртүрлі тапсырмалары бар көптеген есеп нүктелерімен сипатталады, олар үшін ақша үнемдеу мақсатында төменгі дәлдік құрылғыларын орнатуға болады.Техникалық бақылау өлшеу құралдарының мемлекеттік тізілімінде тіркелмеген құралдарды пайдалануға мүмкіндік береді, дегенмен, коммерциялық және техникалық есепке алу жүйелерінен энергияны тұтыну туралы деректердің дисбалансының себептерін анықтауда қиындықтар туындауы мүмкін.Энергиямен жабдықтауды ұйымдастыру арқылы құрылғылардың тығыздалуының жоқтығы кәсіпорынның негізгі энергетикалық инженеріне кәсіпорынның энергиямен жабдықтау схемасындағы ағымдағы өзгерістерге және шешілген өндірістік тапсырмалардың ерекшеліктеріне сәйкес бастапқы өлшеу құрылғыларының параметрлері бойынша энергия ресурстарын техникалық бақылау схемасына дереу өзгерістер енгізуге мүмкіндік береді.
Энергия ресурстарын жеткізуді тұтынуды бақылау және есепке алу арқылы қол жеткізілген энергетикалық есепке алудың екі мақсаты бар:
1) оларды жеткізу тұтынудың нақты көлеміне сәйкес энергия ресурстарын есепке алуды қамтамасыз ету.
2) энергия ресурстары үшін өндірістік және өндірістік емес шығындарды азайту.
Мақсатқа жетудің әртүрлі әдістеріне байланысты энергия шығынын азайту энергияны тұтыну көлемін төмендетпестен және энергияны тұтыну көлемін азайтпастан жүзеге асырылуы мүмкін.
Бұл мақсаттар энергетикалық ресурстарды есепке алу мен олардың параметрлерін бақылаудың келесі міндеттерін шешу жолымен жүзеге асырылады.

2.2 Электр энергиясын есепке алудың автоматтандырылған жүйесін жасау

Электр энергиясын есепке алудың дамыған жүйесі кәсіпорындарға энергияны тұтынуды және электр желілеріндегі ысыраптарды оңай бақылауға мүмкіндік береді.Оның көмегімен ағымдағы тұтыну туралы деректер алуға, санауыш топтар арқылы тұтынуды есептеуге және қолданылмаған электр энергиясын анықтауға болады. Кәсіпорында осы бағдарламаны енгізу ұйымдастырушылық шығындар мен адам факторы есебінен энергия ресурстарын тиімсіз пайдалану мәселелерін шешуге мүмкіндік береді. Бұл мониторингтың объективті және тиімді құралы болып табылады. Жүйенің мақсаты :
ақпаратты қабылдау процессін автоматтандыру;
кәсіпорын мамандарының жұмыс үдерісін қолдау үшін ақпараттарды уақтылы беруі;
бірыңғай дерекқорда түрлі есепке алу құралдарын біріктіру мүмкіндігі.
Жоғарыда айтылғандарға сүйене отырып, құрылатын жүйеге келесі талаптар қойылады:
1. Кеңейту - бұл жүйені одан әрі дамыту және жетілдіру мүмкіндігі;
2. Жылдамдылық - қысқа уақыт ішінде өңдеу мүмкіндігі, үлкен деректер жиынтығы;
3. Эффективтілік - жүйе нақты уақытта жұмыс істей алуы;
4. Интерфейс белгілі бір жабдыққа, бағдарламалық жасақтамаға, физикалық кеңістікте болмауы керек.
Қорыта келгенде, бұндай есептеу жүйесін пайдалану келесідей жетіктікке жеткізеді:
электр энергиясының және шығындардың сапасын бақылау;
электр энергиясын есепке алудың дәлдігін арттыру;
деректерді жинау және өңдеуді автоматтандыру;
кәсіпорынның энергия үнемдеуін қамтамасыз ету;
тұтынылатын электр энергиясына жыл сайынғы шығындарды орташа есеппен 20% -ға, өтемділік мерзімі 2-3 тоқсанға дейін қысқартады.

2.3Электр энергиясын есепке алу және бақылаудың заманауи автоматтандырылған жүйелері

Автоматтандырылған қашықтан басқару жүйелері (АҚБЖ) SCADA жүйелерін (Supervisory Control And Data Acquisition - бақылау және деректерді жинақтау) және энергетикалық тапсырмаларды шешетін қосымшаларды қамтиды.Бүгінгі таңда Windows технологиялары пайдаланылды, олар бағдарламалық жасақтама мен компьютерлік кешендер үшін стандартты пайдаланушы интерфейстерін және соңғы жобалау принциптерін ұсынды.Электр жүйелерін талдау және басқару мәселелерінің негізі - электр желілерінің тұрақты күйін есептеу.Деректер жинау және басқару құрылғыларының электрондық компоненттерін жетілдірумен қатар (программалаудың логикалық контроллелері (PLC - Programmable Logic Controller)) орнатылған режимді (ОР) есептеу міндеті басқа аймаққа көшті[14].Егер бұрын осындай есеп айырысу режимдері ерекше режимде жүзеге асырылған болса, қазір ол цифрлық есептегіштерден алынған деректерге сәйкес интернетте орын алады.Осындай әдістердің көмегімен келесі нақты уақыттық тапсырмалар шешіледі:
коммутациялық жабдықтың жай-күйі бойынша телесигналдарға негізделген дизайн схемасын қалыптастыру;
телеметриядағы қателерді анықтау және олардың әсерін жою;
өлшенген параметрлерді қайта есептеу және т.б.
өлшеу қателігін азайту [3].
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition ) - энepгeтикa өнepкәсiбiндe, әp түpлi мeмлeкeттiк құpылымдapдa бaсқapyдың aвтoмaттaндыpылғaн жүйeлepiнiң нeгiзгi әдiсi.
SCADA-жүйe үш нeгiзгi кoмпoнeнттepдeн тұpaды жoйылғaн тepминaл, нeгiзгi тepминaл, бaйлaныс кaнaлдap. Қaзipгi ТҮAБЖ (тeхнoлoгиялық үpдiстiң aвтoмaттaндыpылғaн бaсқapy жүйeсi) көп дeңгeйлi aдaм-мaшинa бaсқapy жүйeсiмeн бoлaды. Күpдeлi тeхнoлoгиялық үpдiстepмeн AБЖ жaсay дepeктep жиынының жәнe eсeптeyiш кeшeндepдiң, aвтoмaтты aқпapaттық жүйeлepiнiң қoлдaнyымeн iскe aсaды.
SCADA (үpдiстepмeн) күpдeлi динaмикaлық жүйeлepмeн aвтoмaтты бaсқapyдың нeгiзгi жәнe пepспeктивaлы әдiс бoлып тaбылaды. SCADA жүйeлepiнiң нeгiзiндe тeхнoлoгиялық үpдiстepмeн бaсқapy aлдынғы бaтыс eлдepiндeгi 80-шi жылдapындa iскe aсa бaстaды. Қoлдaнy oблысы элeктp жәнe сyмeн жaбдықтayдың, химиялық, нeфтeхимиялық жәнe мұнaй өңдeйтiн өндipiстep,тeмip жoл көлiгi,мұнaй жәнe гaз көлiгi жәнe т.б. күpдeлi oбъeкттepiдi қaмтиды.
Нeгiзiнeн Қaзaқстaндa тeхнoлoгиялық үpдiстepмeн диспeтчepлiк бaсқapyы жeдeл - диспeтчep қызымeтшiсiнiң тәжipибeсiнe apқa сүйeдi. сoндықтaн SCADA-жүйлepдiң нeгiзiндe бaсқapyғa ayысyынa бipнeшe кeшipeк iскe aсa бaстaды.
Тeхнoлoгиялық пapaмeтpлepдiң өзгepiсiнiң көpyiн диплoмдық жұмыстa, тeгтep түpiндe шығыс пapaмeтpлepдiң тұpaқтaнyын көpсeтeтiн, TIA Portal бaғдapлaмaлық opтaсымeн көpсeтiлгeн.
Жaсaлғaн диспeтчepлiк пyнкт тeхнoлoгиялық үpдiспeн (тeхнoлoгиялық сұлбaсы) бaқылayғa мүмкiндiк бepeдi (сурет 9), peттeyдiң пapaмeтpлepiн бepy, peттeлeтiн шaмaның тиiстi мәндepiн opнaтy, қoлшa дa, aвтoмaтты дa үpдiспeн тoлық бaсқapy, мәлiмeттepдiң apқaсындa eскepiлгeн apхивтeyiнe бұpын aлғaнғa қapaсын, eсeптey нәтижeсiнiң дaяpлaнылғaн үлгiлepi көмeгiмeн oбъeкттiң күйiн кeз кeлгeн yaқыттa бaсып шығapy[18].

Сypeт 9 Бaсқapy тepeзeсi Simulatory.

3. Matlab. Модельдеу элементтері, құрылғылары және электр қуатын беру жүйелері
3.1 Модельдеу теориясының негізгі тезистері

Модель - объектінің, жүйенің немесе тұжырымдаманың шынайы өмірден өзгеше түрінде ұсынылуы.Модель - жүйені түсіндіруге, түсінуге және жақсартуға көмектесетін құрал.Модельдеуге арналған өтінімдер келесі міндеттер санаттарын қамтиды:
- таңдау;
- жетілдіру;
- жобалау.
- Физикалық: зерттеу жүйесі бастапқы материалдың жүйесімен ауыстырылады, ол өздерінің физикалық сипатын сақтай отырып, бастапқы жүйенің қасиеттерін шығарады.
- Математикалық: жүйе қатынастардың жиынтығы (теңдеулер, формулалар және т.б.) арқылы сипатталады.Ол өз кезегінде:
- Аналитикалық, жүйенің компоненттерін байланыстыратын математикалық заңдарды қалыптастыру арқылы қол жеткізуге болатын дәлірек шешім алуға мүмкіндік береді. Бұл заңдар функционалдық қатынастар түрінде жазылған;
- Имитациялық, онда жүйе өзінің қасиеттерін жеткілікті дәлдікпен сипаттайтын модельге ауыстырылады және ол туралы ақпарат алу үшін жүйеде эксперименттер жүргізуге мүмкіндік береді.
- Компьютерлік: зерттелетін жүйе бір компьютерде немесе өзара байланысты компьютерлерде жұмыс істейтін компьютерлік бағдарламамен сипатталады.
Компьютерлік модельдеудің артықшылықтары оның әмбебаптығы, ыңғайлылығы, жылдамдығы және арзандығы.Сондықтан компьютерлік модельдеу барлық жерде қазіргі заманғы зерттеулерде қолданылады.
Компьютерлік модельдеудің негізгі кезеңдері:
1. Жобалық мақсаттарды анықтау.
2. Концептуалды модельді әзірлеу.
3. Үлгіні формализациялау.
4. Үлгісін бағдарламалық қамтамасыз ету.
5. Модельдік эксперименттерді жоспарлау.
6. Имитациялық нәтижелерді талдау және түсіндіру.

3.2 MatLab, сандық есептеу, деректерді талдау және визуализациялау

MatLab - бағдарламалаудың жоғары деңгейлі тілі, сандық есептеулер және нәтижелерді визуализациялайтын интерактивті орта. MatLab программалау бағдарламасын пайдаланып деректерді талдауға, алгоритмдерді әзірлеуге, модельдер мен қосымшаларды жасауға болады[9].
СС ++ немесе Java сияқты дәстүрлі программалау бағдарламалары мен электрондық кестелерді қолдануға қарағанда, MatLab бағдарламасы математикалық кіріктірілген функцияларды әртүрлі тәсілдердерді пайдалана отырып зерттеуге мүмкіншілік береді ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Электр энергиясын бақылау мен есепке алудың автоматтандырылған жүйелерін жобалау
Электр энергиясын есепке алу жүйесін ұйымдастыруды талдау
Электр энергиясын есепке алудың автоматтандырылған жүйесін жасау
Робот құрамдастары
Жер кадастырлық бөлімінде өткен іс-тәжірибе есебі
Меншікті негізгі құралдардың амортизациясы мен тозуының есебі
Қазақстандағы уран өндіріс орындары
«УАТ» ЖШС сабын комбинатының еңбек өнімділігін талдау
Кәсіпорынның энергетикалық балансына шығындарды жіктеу
Энергияның индукциялық қабылдағыштары немесе реактивті қуатты тұтынушылар
Пәндер