АИИС представляет собой многофункциональную, многоуровневую систему с централизованным управлением и распределенной функцией измерений.

АИИС выполняет следующие функции:

• - измерение 30-минутных приращений активной и реактивной электроэнергии;

• - периодический и по запросу автоматический сбор привязанных к единому календарному времени результатов измерений приращений электроэнергии с заданной дискретностью учета (30 мин);

• - хранение результатов измерений в специализированной базе данных;

• - передача в организации-участники оптового рынка электроэнергии результатов измерений;

• - предоставление по запросу контрольного доступа к результатам измерений, данных о состоянии средств измерений со стороны серверов организаций-участников оптового рынка электроэнергии;

• - обеспечение защиты оборудования, программного обеспечения и данных от несанкционированного доступа на физическом и программном уровне (установка паролей и т. п.);

• - диагностика и мониторинг функционирования технических и программных средств АИИС;

• - конфигурирование и настройка параметров АИИС;

• - измерение времени.

АИИС имеет четырехуровневую структуру:

• - первый уровень - измерительно-информационные комплексы точек измерений (ИИК ТИ);

• - второй уровень - информационно-вычислительные комплексы электроустановки (ИВКЭ);

• - третий уровень - информационно-вычислительные комплексы объектов генерации

(ИВК 1-го уровня).

• - четвертый уровень - информационно-вычислительный комплекс АИИС (ИВК 2го уровня, расположен на Новосибирской ТЭЦ-5).

ИИК ТИ включают в себя:

• - трансформаторы тока (ТТ) и их вторичные цепи;

• - трансформаторами напряжения (ТН) и их вторичные цепи;

• - счётчики электроэнергии.

ИВКЭ включают в себя:

- устройство сбора и передачи данных (УСПД). В качестве УСПД используется контроллер сетевой индустриальный «СИКОН С70» (Госреестр № 28822-05);

- каналы связи для передачи измерительной информации от ИИК в УСПД.

ИВК генерации включают в себя:

- комплексы информационно-вычислительные «ИКМ-Пирамида » (Госреестр № 29484-05);

- серверы сбора и баз данных на базе промышленного компьютера Front Man;

- устройство синхронизации времени УСВ-1 (Госреестр № 28716-05);

- автоматизированные рабочие места.

К ИВК генерации относится ИВК Новосибирской ТЭЦ -4.

ИВК АИИС включает в себя:

- комплекс информационно-вычислительный «ИКМ-Пирамида » (Госреестр № 29484-05);

- сервер сбора данных на базе промышленного компьютера Front Man;

- сервер баз данных на базе промышленного компьютера ;

- автоматизированные рабочие места.

Принцип действия АИИС основан на масштабном преобразовании параметров контролируемого присоединения (ток и напряжение) с использованием электромагнитных трансформаторов тока (ТТ) и напряжения (ТН), измерении и интегрировании мгновенной мощности с использованием счетчиков электрической энергии, автоматическом сборе, хранении и передаче по каналам связи результатов измерений.

Первичные фазные токи и напряжения трансформируются измерительными трансформаторами в аналоговые сигналы низкого уровня, которые по проводным линиям связи поступают на соответствующие входы электронного счетчика электрической энергии. Мгновенные значения аналоговых сигналов преобразуются в цифровой код. По мгновенным значениям силы электрического тока и напряжения в микропроцессоре счетчика вычисляются мгновенные значения мощности. За период сети из мгновенных значений мощности вычисляется активная мощность, из мгновенных значений тока и напряжения их среднеквадратические значения и, затем, полная мощность. Реактивная мощность вычисляется из значений активной и полной мощности.

Вычисленные значения активной и реактивной мощности каждого направления преобразуются в частоту следования импульсов. Во внутренних регистрах счетчиков осуществляется накопление импульсов, соответствующих каждому виду и направлению передачи электроэнергии в течение интервала времени 30 минут. По окончании этого интервала времени накопленное количество импульсов из каждого регистра переносится в долговременную энергонезависимую память с указанием времени измерений в шкале координированного времени UTC(SU).

УСПД один раз в 30 минут опрашивает счетчики электрической энергии и собирает результаты измерений, осуществляет обработку, заключающуюся в пересчете количества накопленных импульсов за период 30 минут в именованные величины, хранит результаты измерений в регистрах собственной памяти и передает их в ИВК генерации.

В ИВК генерации осуществляется:

- сбор данных с уровня ИВКЭ;

- обработка данных, заключающаяся в умножении приращений электроэнергии на коэффициенты трансформации ТТ и ТН;

- хранение полученных в результате обработки приращений электроэнергии в базе данных;

- синхронизация времени УСПД ИВКЭ (контроллеров «СИКОН С70»);

- визуальный просмотр результатов измерений из базы данных;

- автоматическая передача результатов измерений и данных о состоянии средств измерений в ИВК АИИС;

На уровне ИВК АИИС осуществляется прием данных из ИВК генерации, занесение результатов измерений и данных о состоянии средств измерений в базу данных, визуальный просмотр результатов измерений и данных о состоянии средств измерений из базы данных, автоматический обмен данными коммерческого учета электроэнергии со смежными субъектами оптового рынка электрической энергии и мощности, а также инфраструктурными организациями оптового рынка (в форматах 80020, 80030, 80040), в том числе:

- ОАО «АТС »;

- Филиал ОАО «СО ЕЭС » Новосибирское РДУ;

- ОАО «Новосибирскэнергосбыт»;

- другим заинтересованным субъектам ОРЭ.

АИИС выполняет измерение времени в шкале UTC следующим образом. ИВК генерации выполняет измерение времени, используя устройство синхронизации времени УСВ-1, входящее в его состав и обеспечивающее прием и обработку сигналов системы GPS в постоянном режиме по протоколу NTP. Далее, шкала времени передается на уровень ИВКЭ. Коррекция времени УСПД осуществляется один раз в 30 минут по условию, если поправка часов УСПД превышает ± 1 с относительно шкалы времени ИВК 1-го уровня. УСПД, в свою очередь, при опросе счетчиков осуществляет проверку поправки шкалы времени счетчиков. И, если поправка часов счетчиков превышает ± 1 с относительно шкалы времени УСПД, последний осуществляет синхронизацию шкалы времени счетчиков, но не чаще 1 раза в сутки.

Информационные каналы связи в АИИС построены следующим образом:

- посредством кабеля с использованием интерфейса RS-485 для передачи данных от ИИК ТИ в ИВКЭ;

- посредством кабеля с использованием интерфейса RS-232 для передачи данных от ИВКЭ в ИВК генерации;

- посредством кабеля с использованием интерфейса «Токовая петля» для передачи данных от ИВКЭ в ИВК генерации;

- посредством кабеля с использованием интерфейса RS-485 для передачи данных от ИВКЭ в ИВК генерации;

- посредством радиоканала стандарта GSM с использованием GSM/GPRS модема для передачи данных от ИВКЭ в ИВК генерации (точки измерений за пределами генераторных станций);

- посредством ЛВС IEEE 802.3 для передачи данных от ИВК генерации в ИВК АИИС.

- посредством ЛВС IEEE 802.3 с выходом в сеть Internet для передачи данных в ОАО «АТС» и другим субъектам ОРЭ.

ИИК ТИ, ИВКЭ, ИВК и каналы связи между ними образуют измерительные каналы (ИК).

Перечень измерительных компонентов в составе ИК АИИС приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Перечень измерительных компонентов (СИ) в составе ИК АИИС

Комплектность АИИС представлена в таблице 5.

Таблица 5 - Комплектность АИИС

Количество измерительных каналов................................................................................................1

Границы допускаемой относительной погрешности измерений

активной и реактивной электрической энергии, активной и реактивной средней мощности при доверительной вероятности

Р=0,95¹............................................................................................................ приведены в таблице 4

Пределы допускаемого значения поправки часов счетчиков

электрической энергии относительно шкалы времени UTC, с .................................. не более ± 5

Период измерений активной и реактивной средней электрической

мощности и приращений электрической энергии, минут............................................................30

Период сбора данных со счетчиков электрической энергии, минут ..........................................30

Формирование XML-файла для передачи внешним системам............................автоматическое

Формирование базы данных с результатами измерений с указанием времени проведения измерений и времени поступления

результатов измерений в базу данных ................................................................... автоматическое

Глубина хранения результатов измерений в базе данных не менее,

лет .....................................................................................................................................................3,5

Ведение журналов событий ИВК, ИВКЭ и ИИК ТИ ............................................ автоматическое

Рабочие условия применения компонентов АИИС:

- температура окружающего воздуха (кроме ТТ и ТН), °С ................... от 0 до плюс 40

- температура окружающего воздуха (для ТТ и ТН), °С........... от минус 40 до плюс 40

- частота сети, Гц.......................................................................................... от 49,5 до 50,5

- напряжение сети питания, В ....................................................................... от 198 до 242

- индукция внешнего магнитного поля, не более, мТл ..............................................0,05

Допускаемые значения информативных параметров:

• - ток, % от 1_ном.....................................................................................................от 2 до 120

• - напряжение, % от и_ном..................................................................................от 90 до 110

• - коэффициент мощности cos j .....................................................0,5 инд. - 1,0 - 0,5 емк.

• - коэффициент реактивной мощности, sin j ................................0,5 инд. - 1,0 - 0,5 емк.

Таблица 4 - Границы допускаемой относительной погрешности измерений