АСКУЭ: как энергетика осваивает IoT без лишнего шума
Прослушать текст«Интернет вещей» (Internet of Things) – не только одна из главных технологий ближайших лет по признанию аналитиков и вендоров, но и модный тренд. Тем временем, пока ИТ-евангелисты рассказывают о том, как объединение окружающих нас предметов с помощью интернета может изменить нашу жизнь, компаниям, работающим на рынке автоматизированных измерений в энергетике, остаётся только улыбаться и разводить руками: с такими технологиями они работают уже много лет.
Энергетика – одна из вертикальных отраслей, где межмашинные коммуникации (М2М) начали применяться еще в доцифровую, аналоговую эру. Так, например, в СССР автоматизированный учет передачи и потребления электроэнергии начал продвигаться на уровне Минэнерго ещё в 1980-е, а в 1987-1991 годах были приняты в эксплуатацию первые очереди АСКУЭ более чем в 20 энергосистемах.
Современные АСКУЭ (Автоматизированная Система Коммерческого Учёта Энергии и мощности) без исключения имеют в своей основе М2М, то есть автоматизированный обмен данными между приборами учёта и обрабатывающим сервером. В западной терминологии для этого используется термин smartmetering («интеллектуальные измерения»), который в отечественных реалиях не прижился. Поэтому не будет ошибкой утверждать, что, говоря о современных системах АСКУЭ в России, М2М подразумевается автоматически.
Энергетика как двигатель М2М
Российский рынок АСКУЭ наиболее развит в сегменте enterprise: львиная доля внедрений таких систем приходится на генерирующие и энергосбытовые компании вкупе с крупными промышленными предприятиями. Есть и сегмент решений для среднего и малого бизнеса, куда относятся торговые центры, товарищества собственников жилья (ТСЖ) и другие организации ЖКХ, на него приходится, по оценкам участников рынка, до 15-20% всех инсталляций.
Источник: J’son&Partners Consulting, 2016
Как рассказал M2M Russia News аналитик «ТМТ Консалтинг» Константин Анкилов, всего объем российского рынка М2М в 2015 году составил 3 млрд рублей. Добавим, что самый распространённый тип устройств М2М на данный момент – это как раз интеллектуальные счётчики учёта расхода различного вида ресурсов. Объединенные в умные сети (smart grid), они помогают более эффективно использовать энергию, обеспечивают биллинг в режиме реального времени, а также уменьшают трудовые и временные затраты компаний и конечных потребителей.
Как работает и сколько стоит АСКУЭ
Типовая система АСКУЭ представляет собой комплекс аппаратных средств из непосредственно приборов учёта электроэнергии, сетевых компонентов для передачи данных (например, модемов или роутеров), а также сервера обработки данных и каналов связи.
Спектр представленного на отечественном рынке оборудования для АСКУЭ невероятно широк, рассказал M2M Russia News генеральный директор компании «Интеллект» Денис Пестунов. По его словам, это разнообразие связано с тем, что существуют различные способы передачи данных приборами: она может осуществляться посредством силовой сети 0.4кВ, канал связи S-SFSK (PLC), посредством GSM-сети, радиоканала на безлицензионной частоте 433 МГц или 866 МГц, интернет-каналам (как по проводным или оптоволоконным, так и беспроводным – Wi-Fi) и так далее.
«У каждого способа есть свои плюсы и минусы, и поэтому тип соединения выбираются в зависимости от особенностей проекта и стоящих задач. Так, например, передача по GSM каналу – для объектов с большим объёмом передаваемой информации достаточно дорогостоящая, хотя все операторы «большой тройки» предоставляют для этого специализированные тарифы», - пояснил эксперт.
Там, где невозможна прокладка информационных линий, данные могут передаваться непосредственно по силовым линиям (PLS), как в АСКУЭ на оборудовании «Матрица» и «Меркурий», однако, и такой метод имеет свои минусы в силу большого числа искажений и периодических затуханий сигнала. Также, например, есть решения от Tele Position Projrct на основе счетчиков «Меркурий», где передача данных между счетчиками осуществляется по Wi-Fi, причём Wi-Fi модули встраиваются непосредственно в счётчики.
Как отмечают компании, опрошенные M2M Russia News и занимающиеся внедрением систем АСКУЭ, как правило, в таких проектах используются счётчики отечественного производства, а коммуникационное оборудование – иностранных поставщиков. Наиболее крупные поставщики приборов для АСКУЭ в России: концерн «Энергомера», «Инкотекс», Нижегородский завод им. Фрунзе (НЗиФ), «Тепловодохран», ГК «Системы и технологии», СКБ Амрита, «Эльстер Метроника», Московский завод измерительных приборов и Ленинградский электромеханический завод. Эта индустрия действительно очень развита. Так, по данным «РБК», производственные мощности предприятий, выпускающих электросчётчики, в 2014 году увеличились на 45% по сравнению с 2010 годом, достигнув потенциального годового объёма выпуска в 8,7 млн штук. Кроме того, ими созданы мощности по производству современных счётчиков учёта воды, газа и тепла.
Что касается стоимости решений, то внедрение системы АСКУЭ может составлять от сотен тысяч до нескольких миллионов рублей в зависимости от используемого оборудования, типа подключения, задач и масштаба проекта, говорит Денис Пестунов. По его оценкам, для жилого дома на 300 квартир запуск АСКУЭ обойдётся в 300-500 тыс. рублей, а месячное обслуживание – в порядка 10 тыс. рублей в месяц. Разовые инвестиции на уровне торгового центра могут составить до 2 млн рублей. Для 100 жилых домов инвестиции в оборудование и его инсталляцию могут достигать 10 млн. рублей, а ежемесячное обслуживание системы, включая расходы на связь, составляют до 100 тыс.
Коммерческий директор «ЕвроМобайл», Александр Ярошевич пояснил: "Основной стимул для внедрения АСКУЭ в энергетических компаниях – это экономия при расходе энергоресурсов, так как они исключают влияние человеческого фактора, дают возможность анализировать расход электроэнергии и, как следствие, правильно её перераспределять. Удалённая диспетчеризация технологических датчиков по GSM-каналу позволяет непрерывно контролировать важные системные показания, оповещать персонал в экстренных ситуациях как с помощью индикации, так и отправкой SMS-сообщений или голосовым вызовом на мобильный телефон. Благодаря расчету нагрузок и износостойкости «умное» управление поможет повысить срок работы механизмов за счет их оптимальной эксплуатации. А технические специалисты могут удаленно управлять М2М‑устройствами и заранее, еще до выезда на объект, планировать варианты устранения неполадок".
Системы АСКУЭ разрабатываются и складываются из отдельных компонентов: это технические средства (счетчики, телеметрическое оборудование, УСПД, вычислительные средства) и программное обеспечение (программы функционирования и конфигурирования УСПД, ПО телеметрических средств, ПО центра сбора и обработки данных, ПО баз данных, ПО автоматизированных рабочих мест). Составляющее системы могут быть произведены и созданы разными компаниями, а сделать так, чтобы система заработала и стала приносить результаты – это задача интегратора. То есть, можно сказать, что АСКУЭ – это целый комплекс оборудования и мероприятий для достижения одной цели – оптимизации расходов и управления ими.
АСКУЭ – не конечная точка в создании системы интеллектуальных измерений. Над такими системами создаются аналитические программные надстройки, позволяющие при необходимости не только анализировать, но и прогнозировать энергопотребление для крупных предприятий, гибко управляя ресурсами, тарифами и, в конечном счете, себестоимостью выпускаемой продукции. Так, в J’son&Partners отмечают, что основной тенденцией развития российского рынка интеллектуальных счётчиков в сфере учёта и распределения ресурсов становится именно переход к открытым экосистемам сервисов, ориентированных на телеметрию с аналитикой реального времени и телеуправление.
АСКУЭ «верхнего уровня»
Наиболее масштабно системы АСКУЭ в России используются энергетическими компаниями: на сегодня автоматическая передача данных между приборами АСКУЭ является стандартом де-факто для сбытовых компаний во всех регионах в силу большого масштаба таких сетей. Такие системы глубоко внедряются всеми участниками рынка: это инвестиционный приоритет номер один, так как они позволяют не только мониторить ресурсы и сокращать операционные потери, но и за счет специализированных программных комплексов анализировать потребление электроэнергии.
На этом уровне проекты в области АСКУЭ реализуются уже почти 30 лет, причем очередным мощным толчком для перехода к новым системам послужило расформирование РАО «ЕЭС России» в 2000е годы и образование приватизированных генерирующих и сбытовых компаний.
Как отмечают системные интеграторы, в этом сегменте реализуются самые масштабные и дорогостоящие проекты АСКУЭ, такие системы становится базой для всех операций энергетических компаний и их взаиморасчётов друг с другом и конечными потребителями. Также они позволяют в режиме реального времени мониторить потребление энергоресурсов, выявлять незаконные подключения и разрешать конфликтные ситуации.
Примеров таких внедрений десятки. Одним из крупнейших проектов, о которых есть данные в открытых источниках, например, стал проект «ЭМИС» для ОАО «Челябэнергосбыт»: система АСКУЭ обслуживает более 860 жилых домов в Челябинске и окрестных городах, всего более 130 тыс. абонентов (и счётчиков – соответственно). Ещё один пример из числа последних – в декабре 2015 года полностью перешёл на автоматизированный учёт электроэнергии город Нальчик (КБР). По данным компании «Энергомера», это первый проект в России, полностью соответствующий концепции smart metering: всего он охватывает 9 тыс. приборов учета, объединенных с помощью GSM сети (стоимость проекта – 149 млн рублей).
Новокузнецкое предприятие «Горэлектросеть» внедряло АСКУЭ одним из первых на Кузбассе. Проект начался в 2008 году и завершился спустя пять лет. За это время компания сэкономила около 150 миллионов киловатт-часов. Потери энергии удалось снизить с 23% в 2008 году до 13% в 2013 году. И ещё пример: в ноябре 2014 года представители ОАО «Камчатскэнерго», внедрившие для абонентов «умные» счётчики, отметили, что переход на АСКУЭ помог улучшить качество энергоснабжения и в четыре раза за год и на такой же порядок снизить объем хищений энергии.
Источник: годовая отчётность ОАО «МУС Энергетики»
Что касается связи, то, если на уровне региональных и муниципальных поставщиков чаще всего задействуют мобильные сети, то на «верхнем» уровне энергосистемы существует собственный оператор связи, который отвечает за обеспечение предприятий энергетической системы России услугами – это «ЕЭС Телеком» (полное название предприятия – ОАО «МУС Энергетики», 100% пакет акций принадлежит ОАО «ФСК ЕЭС»). Согласно финансовой отчетности «ЕЭС Телеком», её выручка за первые 9 месяцев 2015 года составила 1,058 млрд рублей, прибыль от продаж – 34,55 млн рублей.
Возможная схема работы АСКУЭ в энергосетевой компании
Рисунок: компания «Энергомера»
Для энергоснабжающих компаний АСКУЭ является одним из элементов программного-аппаратных комплексов, которые обеспечивают комплексный учёт электроэнергии и потребляемой мощности. Как правило, данные таких систем выгружаются на мощные сервера для дальнейшего анализа. Эффект от внедрения таких решений состоит в достижении высокой степени контроля как за энергоресурсами в целом, так и за отдельными структурными подразделениями с расчетом доли затрат на электроэнергию в себестоимости продукции, снижении затрат на электроэнергию за счет перехода на сезонные тарифы и затрат на обработку информации.
Оптоволоконные линии – основной выбор для АСКУЭ большого масштаба с большим объемом данных, требующих надежной и безопасной транспортировки, отмечают системы интеграторы. В таких проектах GPRSпередача данных используется как дублирующая.
АСКУЭ для промышленности
В промышленном секторе системы АСКУЭ применяются в первую очередь для контроля за потребляемой электроэнергией, а автоматическая передача данных (М2М) позволяет опрашивать большое количество приборов учета, которое может исчисляться сотнями, причем они могут быть расположены в труднодоступных местах.
Главным катализатором повсеместного внедрения АСКУЭ на предприятиях в последние годы стало постановление Правительства РФ №424 (принятое в мае 2012 года с рядом последовавших уточнений и изменений). В своё время это постановление наделало много шума, полностью изменив порядок расчётов энергосбытовых компаний с клиентами всех уровней. Помимо того, что оно дало возможность поставщикам отключать неплательщиков, был изменен расчет величины мощности, оплачиваемой на розничном рынке потребителем за расчетный период: вся оплачиваемая мощность приведена к одному расчетному пиковому часу в рабочие дни по конкретному региону РФ.
Особенно постановление затронуло те предприятия, чья выделенная мощность составила более 670 кВт: для них тарифы стали меняться ежечасно, а, следовательно, для контроля и прогнозирования расходов на электроэнергию системы АСКУЭ стали просто жизненно необходимо. В приватной беседе системные интеграторы говорят, что некоторые сбытовые компании вынуждали предприятия устанавливать системы АСКУЭ в принудительном порядке, просто отказываясь обслуживать их в случае отсутствия таковых.
Благодаря всем описанными процессам, а также и растущему уровню автоматизации российских предприятий в целом, проникновение АСКУЭ в сегменте enterprise доходит до 80%, сообщил генеральный директор ИЦ «Энергоучёт» Алексей Шумаков в беседе с M2M Russia News. Причем, по его словам, системы АСКУЭ на предприятиях можно разделить на коммерческие (для расчётов с поставщиками, часто к ним подходят более формально) и технически.
Последние системы ставят уже совершенно с другой мотивацией – достижения реальной экономии за счет учета расходов на электроэнергию в себестоимости производимой продукции. Как отметил эксперт, внедрение коммерческой АСКУЭ позволяет экономить до 2% от счетов за электроэнергию, а технической – даже больше: полноценный контроль энергопотребления дает возможность снижения заявленной мощности или перехода на другие тарифы.
Возможная схема работы АСКУЭ на промышленном объекте
Рисунок: компания «Энергомера»
По словам Алексея Шумакова, в значительной доле промышленных проектов АСКУЭ используется GPRS/GSM передача данных, и это не так дорого, как принято считать, так как операторы «большой тройки» предлагают специальные тарифы на передачу данных для М2М. Как рассказали M2M Russia News в пресс-службе компании «Мегафон», сегмент М2М услуг компании растёт очень быстро: в В2В сегменте по итогам 2015 года в сети «Мегафон» было афиксировано 1,6 млн абонентов (SIM-карт). Всего же этот рынок оценивается в 7 млн подключений.
Что касается конкретных кейсов, то их множество. ОАО «РЖД», например, начало создавать свою систему АСКУЭ ещё в 2004 году: тогда компания вышла на оптовый рынок электроэнергии и мощности (ОРЭМ). К данному моменту в этот проект инвестировано более 29 млрд руб., системы коммерческого учёта электроэнергии внедрены на тысячах подстанций и сотнях железнодорожных узлов», сообщал ранее директор «Трансэнерго» – филиала ОАО «РЖД» - Андрей Федоров. Или, например, АСКУЭ «Газпрома», являющаяся одной из крупнейших в мире. Структурные подразделения компании потребляют более 2% от суммарной выработки электроэнергии в РФ. На конец 2010 года в систему АСКУЭ компании входило 6,5 тыс. интеллектуальных приборов учёта.
АСКУЭ и «умные» дома
По оценке J’son & Partners, только в сегменте домохозяйств общий потенциал российского рынка интеллектуальных датчиков может составлять до 200 млн штук. Однако сегодня уровень проникновения таких устройств, соединённых с сетью, в нашей стране составляет менее 5% датчиков, установленных в сфере ЖКХ.
Для предприятий ЖКХ, управляющих компаний и частных домовладений на первый план выходит экономическая эффективность внедрения систем АСКУЭ: они позволяют легко собирать данные о энергоснабжении каждого абонента, автоматически выставлять счета, контролировать хищения, удаленно отключать неплательщиков, корректно вести работы со сбытовыми компаниями.
Схема передачи данных по радиоканалу 433 МГц для жилых домов
Рисунок: компания «Энергомера»
Схема передачи данных по силовой сети PLCдля жилых домов
Схема передача данных по GSM/GPRS для жилых домов
Рисунок: компания «Энергомера»
Схем подключения коммунальных заказчиков к АСКУЭ множество, базовые – по радиочастотному каналу, сотовым сетям или через непосредственно по силовой линии 0,4 кВт (PLC). У подключения по радиоканалу и PLCесть преимущество в экономии средств на организации так называемой «последней мили», что касается GSM/GPRS то этот вид связи наиболее надежен для регулярной передачи пакетов данных и используется для подключения большого числа точек учёта.
В целом, согласно оценкам J’son & Partners Consulting, текущая доля России на мировом рынке интернета вещей не соответствует ее роли в мировой экономике. Согласно данным Международного валютного фонда, в 2015 году доля ВВП России составляла 1,68% от общемирового, а доля в подключенных устройствах – лишь 0,35%. Таким образом, констатируют аналитики, Россия всё еще отстает в развитии сервисов и систем IoT.
Очевидно, что сфера интеллектуального учёта ресурсов, в том числе энергопотребления, останется одной из ключевых точек роста российского рынка IoTна ближайшие годы. Для этого существует и развитый рынок решений, и десятки специализированных интеграторов, и соответствующие стимулы, как экономического порядка, так и со стороны регуляторов. А сегмент АСКУЭ для коммунальных заказчиков может показать максимальный рост на фоне растущего рынка новостроек.
Обсудить
Назад
