Введение к работе
Актуальность работы.
На современном этапе развития экономики России предъявляются все более жесткие требования к достоверности и оперативности учета потребляемой электрической энергии. Эти требования могут быть удовлетворены только путем создания автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ), оснащенных современной вычислительной техникой, работающих в единой информационной системе.
Потребность в контроле и учете больших потоков электроэнергии при экспорте и передаче между энергосистемами, объединенными энергетическими системами и в масштабах Единой энергетической системы, обусловила необходимость создания локальных измерительно-вычислительных комплексов АСКУЭ.
Измерительно-вычислительные комплексы предназначены для измерения и учета электрической энергии и мощности, а также автоматического сбора со счетчиков электроэнергии, обработки, хранения данных и отображения полученной информации в удобном для анализа виде.
Учитывая уровень развития массовых телекоммуникаций (средний уровень телефонизации в регионах России не превышает 20-25%), особенно перспективно развивать АСКУЭ с применением системы передачи информации, в виде сигналов с заданными характеристиками, по сетям электропитания. Инфраструктура энергоснабжения в России самая развитая в мире (протяженность низковольтных сетей электропитания составляет десятки миллионов километров), поэтому преобразование ее в телекоммуникационную среду передачи данных обещает серьезные и долгосрочные перспективы.
В настоящее время разработаны нормы на передачу сигналов по низковольтным электрическим сетям, устанавливающие уровни сигналов, полосы частот для различных применений. Однако существующие нормы не обеспечивают требуемого качества передаваемой информации, т.к. не устанавливают виды модуляции сигналов, методы кодирования и функциональные характеристики оборудования.
С учетом системного подхода к передаче информации по сетям электропитания, и с целью ограничения взаимных помех передающего оборудования, необходимо разработать метод повышения качества передачи информации, а также определить границы стандартизации, устанавливающей виды модуляции, методы кодирования и функциональные характеристики оборудования.
в"ВЛИОТЕК* і
Целью работы является
Разработка и экспериментальное исследование метода повышения качества передачи информации по сетям электропитания (СЭП) в автоматизированных системах контроля и учета электроэнергии.
Разработка модели передачи информации по СЭП, позволяющей значительно повысить скорость передачи данных, увеличить помехозащищенность от различного уровня шумов в силовых линиях и защищенность передаваемой информации от несанкционированного доступа.
Задачи исследования.
-
Провести анализ сети электропитания для использования как среды передачи информации в автоматизированной системе контроля и учета электроэнергии.
-
Построить систему передачи информации по сетям электропитания в целях сбора, обработки и анализа информации в автоматизированной системе контроля и учета электроэнергии.
-
Разработать методы мониторинга каналов сети связи, работающих по сети электропитания.
-
Провести математическое моделирование передачи информации по сети электропитания, используемой в автоматизированной системе контроля и учета электроэнергии.
-
Получить и обработать экспериментальные данные при использовании системы передачи информации по СЭП в АСКУЭ.
Научная новизна работы. Впервые разработаны:
метод повышения качества передачи информации по сетям электропитания, обеспечивающий высокоскоростную передачу больших уплотненных объемов цифровых данных по сети электропитания.
математическая модель передачи информации в автоматизированной системе контроля и учета электроэнергии с многолучевым распространением сигнала по сетям электропитания.
Предложен и обоснован алгоритм модуляции сигнала при передаче информации по СЭП в автоматизированной системе контроля и учета электроэнергии.
Практическая ценность работы.
Использование разработанного метода обеспечит функционирование устройств различных производителей в единой системе передачи информации по сетям электропитания.
. .- - 4
Разработанная модель передачи информации по СЭП, используемая в автоматизированных системах контроля и учета электроэнергии, позволяет:
сохранить у потребителей однотарифные счетчики;
внедрять у каждого потребителя любые новые тарифные системы, дистанционно управляя программным обеспечением в устройстве сбора данных, без дополнительных монтажных работ и замены счетчиков;
оперативно и дистанционно собирать показания счетчиков по многоквартирному дому;
выявлять несанкционированное подключение к электросети, сигнализировать об этом и дистанционно предотвращать ситуацию.
Модель передачи информации по сетям электропитания является универсальной и многофункциональной, так как наравне с обработкой информации о потреблении различных видов энергетических ресурсов ее можно дополнить и другими функциями, включая организацию телефонной связи, а также организацию каналов Internet.
Научные положения, выносимые на защиту.
1. Метод повышения качества передачи информации по сетям
электропитания в автоматизированной системе контроля и учета
электроэнергии, включая:
модель передачи информации по сети электропитания;
методы мониторинга работы сети электропитания как информационной сети;
алгоритм формирования сигнала для передачи информации по сети электропитания.
2. Программа проверки и регулирования работоспособности сети по
основным параметрам модели передачи информации по СЭП в
автоматизированной системе контроля и учета электроэнергии.
Реализация и внедрение результатов работы.
Автоматизированная система контроля и учета электроэнергии с использованием разработанного метода повышения качества передачи информации по сетям электропитания была экспериментально исследована на Московском заводе электроизмерительных приборов.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы докладывались на следующих научно-технических конференциях: Юбилейной 50-й Научно-технической конференции МИРЭА, г. Москва, 2001 г., Международной научно-технической школы-конференции «Молодые ученые - науке, технологиям и профессиональному образованию», г. Москва, 2003г., Международной научно-практической конференции
«Intermatic-2003», г. Москва, 2003г., 53-й Научно-технической конференции МИРЭА, г. Москва, 2004г.
Публикации.
Основные результаты диссертации представлены в 8 научных работах, общим объемом 25 страниц, 3 работы написаны в соавторстве
Структура и объем диссертации.
Диссертационная работа изложена на 165 страницах машинописного текста, содержит 37 рисунков, 20 фотографий и 29 таблиц. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 127 наименований.
