STUDIUM PODYPOLOMOWE Rynek Energii Elektrycznej,Ciepła i Gazu (2000/2001)
Systemy pomiarowe i informatyczne część I
Piotr Baczyński WINUEL S.A. Gliwice dn.16.02.2001
Spis Treści 1. Wprowadzenie 2. Wymagania stawiane nowoczesnym Systemom Pomiarowo Rozliczeniowym i Informatycznym 2a. Ogólna architektura Systemu 3. Główne elementy technicznej struktury RE 3a. Liczniki energii cieplnej 3b. Gazomierze 3c. Liczniki energii elektrycznej 3d. Powiązania elementów technicznych struktury RE 4. Struktura sieci telekomunikacyjnej do obsługi RE 5. Przykłady rozwiązań Systemów: 5.a. Polskie Sieci Elektroenergetyczne 5.b. Elektrownie i Elektrociepłownie 5.c. Spółki Dystrybucyjne ZE, ZG, ZEC 5.d. Wielcy Odbiorcy. 6. Literatura
2
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
1. Wprowadzenie Ustanowione i zatwierdzone w Polsce- Prawo Energetyczne, stworzyło warunki do powstania Rynku Energii Elektrycznej, Cieplnej i Gazowej. Wśród wielu problemów jakie towarzyszą organizacji tych Rynków jednym z ważniejszych są Systemy Pomiaru i Rozliczeń Energii która jest wytwarzana,przesyłana i konsumowana. Systemy te aby spełnić wymagania muszą działać w oparciu o najnowocześniejsze rozwiązania komunikacyjne i informatyczne, umożliwiające szybką, niezawodną i rzetelną wymianę informacji pomiędzy wszystkimi uczestnikami Rynku, a jeszcze do tego wspomagać najbardziej efektywnie jego zarządzaniem. Budowa odpowiedniej infrastruktury technicznej dla potrzeb Rynku obejmującej Systemy Pomiarowe i Rozliczeniowe, Sieci transmisji danych, Systemy telemechaniki, Systemy wymiany danych i aplikacje wspomagające funkcje obsługi Rynku jest czynnikiem warunkującym i stymulującym istnienie i dalszy rozwój RE w Polsce. Najważniejsze - jakość rozwiązań informatycznych będzie stanowić o przewadze konkurencyjnej uczestników Rynku. Organizacja RE w Polsce osiągnęła punkt kulminacyjny- z fazy teorii wielkimi krokami weszła w sferę praktyczną-, dlatego jest odpowiedni czas dla osób i firm które potrafią sprostać stawianym przez uczestników Rynku - zadaniom. Jedną z kilku firm prawidłowo rozumiejących te zagadnienia, tworzących i wdrażających skutecznie w/w Systemy jest WINUEL S.A., której jestem przedstawicielem. Zdobyte doświadczenia towarzyszące naszym rozwiązaniom są podstawą do podzielenia się z Państwem praktyczną wiedzą w tym zakresie co stanowić będzie przedmiot dzisiejszego wykładu.
3
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
2. Funkcje Systemu Szczegółowy opis został zawarty w materiałach
4
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
2a. Wymagania – ogólna architektura Systemu Wymagania stawiane nowoczesnym Systemom Pomiarowo Rozliczeniowym Informatycznym Ogólna architektura Systemu podsystem udostępniania
podsystem akwizycji sieć transmisji
sieć pomiarowa
5
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
Serwer bazy danych
3a. Liczniki energii cieplnej Licznik energii cieplnej LEC-4
6
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
3a. Liczniki energii cieplnej Połączenie dwóch przetworników ciepła
7
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
3a. Liczniki energii cieplnej LENET – Sieć ciepłownicza
8
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
3b. Gazomierze
9
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
3b. Gazomierze Gazomierz Miechowy G4
10
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
3b. Gazomierze Gazomierz Rotorowy
11
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
3b. Gazomierze Gazomierz Ultradźwiękowy
Zasada działania
12
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
3c. Liczniki energii elektrycznej Licznik EC-4 (Pafal) Licznik LZQM (Pozyton) Licznik Alpha (ABB)
13
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
3d. Powiązania elementów technicznych struktury RE Gazownie
Elektrociepłownie
Sieć Przesyłowa
Elektrownie
Sieć transmisyjna danych (INTRANET)
ZE, ZG, ZEC
Sieć telemechaniki Rozliczenia z liczników Zarządzanie systemem przesyłowym i mocą SCADA/EMS/ARCM
Zarządzanie REE
Hurtownia Danych RE
Umowy i faktury
14
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
Baza Danych
4. Struktura sieci telekomunikacyjnej do obsługi RE Stacja końcowa
Siedziba Klienta "GRACZA"
TP S.A.
15
Router dostępowy
Wykonuje Tel-Energo S.A. w ramach REE
PCM
FMX2
G 703 2Mbit/s
X 21
Istnieją ce połą czenie dla Ele ktrown i Syste mowyc h i niek tórych ZE
HUB
Wykonuje Tel-Energo S.A. w ramach rozbudowy sieci bazowej
Węzeł STE
kanał rezerwowy
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
ADMINISTRATOR REE
5. Przykłady rozwiązań Systemów. 5.a. Polskie Sieci Elektroenergetyczne. 5.b. Elektrownie i Elektrociepłownie 5.c. Spółki Dystrybucyjne; ZE, ZG, ZEC 5.d. Wielcy Odbiorcy
16
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
5.a. PSE Materiał zawarty w Cz. 2 Wykładu
17
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
5.b. Elektrownie i Elektrociepłownie Układ pomiarowy podstawowy i rezerwowy - blok 1 Krosownia CDE
Do serwera akwizycji danych (karta wieloportowa AURORA) Zegar frankfurcki wspólny dla DATAWIN 512/22 nr 1, 2, 3, 4, 5
Część istniejąca w elektrowni
DATA FAG/ FAF
Kanał 22
Kanał 11
FRANWIN Kanał 10
Kanał 9
Kanał 8
Kanał 7
Kanał 6
Kanał 5
Kanał 4
Kanał 3
Kanał 2
Kanał 1
DATAWIN 512/22 nr1
LG/IMPI
DATAWIN 512/22 nr2 DATAWIN 512/22 nr3
LG/IMPI 4/4 nr1
DATAWIN 512/22 nr4 LG/IMPI 4/4 nr1
DATAWIN 512/22 nr5 LG/IMP 4/4 nr1 LG/IMPI 4/4 nr1
LG/IMP 4/4 nr3
LG/IMPI 4/4 nr2 LG/IMPI 4/4 nr 2
1TB
Licznik energii czynnej oddanej i pobranej biernej oddanej i pobranej typu: ZMU kl.0,2/0,5 L&G pomiar 1P61 sprzedaż netto do PSE SA
18
1TZ1
Licznik energii czynnej pobranej i biernej pobranej typu: ZMA kl.0,5/1 L&G pomiar 2P63 potrzeby blokowe
LG/IMPI 4/4 nr2
LG/IMPI 4/4 nr3 LG/IMPI 4/4 nr 2
1TZ3
Licznik energii czynnej pobranej i biernej pobranej typu: ZMA kl.0,5/1 L&G pomiar 2P64 potrzeby mokrego odsiarczania
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
LG/IMPI 4/4 nr3
G1
G1
Licznik energii czynnej oddanej typu: Licznik energii biernej oddanej i pobranej ZMT kl.0,2 L&G typu ZMT kl.1 L&G pomiar 2P61 produkcja brutto pomiar 2P62 produkcja brutto
5.b. Elektrownie i Elektrociepłownie System komputerowy Biurowiec Stacja robocze raportowania PC Windows NT
LAN Ethernet - istniejący w Elektrowni Opole SA
WINUEL SA
Krosownia CDE
Terminal WYSE
Serwer akwizycji danych z kartą wieloportową 16xRS232 SUN Ultra Enterprise 10 (bez monitora) Hub 12TP+1BNC
Przełącznik RS232
19
CDE
Modem
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
Serwer bazy danych i aplikacji SUN Ultra Enterprise 250 (bez monitora)
Stacja robocza monitorowania i raportowania UNIX SUN Ultra 5
5.c. Spółki Dystrybucyjne; ZE, ZG, ZEC oprogramowanie
system komputerowy
sieć transmisji
sieć pomiarowa
20
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
5.c. Spółki Dystrybucyjne; ZE, ZG, ZEC
eSPiM
TSS
SC ADA System po miarowy SSPMIEE ET NA eSGEP KRAKA TAU
21
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
5.c. Spółki Dystrybucyjne; ZE, ZG, ZEC stacja rozliczeń dostaw/serwer wydruków stacja monitorowania dostaw stacja monitorowania wydziału stacja analiz i prognoz
serwer akwizycyjny/bazy danych
22
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
5.c. Spółki Dystrybucyjne; ZE, ZG, ZEC RAPORTY SYSTEMU - tabele - grafy
DANE SYSTEMU - on-line - off-line
Moduły Aplikacyjne BAZA DANYCH POMIAROWYCH - sieć pomiarowa - sieć przesyłowa - sieć wymiany AKWIZYCJA DANYCH POMIAROWYCH Procedury akwizycji danych
23
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
5.c. Spółki Dystrybucyjne; ZE, ZG, ZEC
24
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
5.c. Spółki Dystrybucyjne; ZE, ZG, ZEC
25
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
5.c. Spółki Dystrybucyjne; ZE, ZG, ZEC
26
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
5.c. Spółki Dystrybucyjne; ZE, ZG, ZEC
27
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
5.c. Spółki Dystrybucyjne; ZE, ZG, ZEC
28
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
5.c. Spółki Dystrybucyjne; ZE, ZG, ZEC
29
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
5.d. Wielcy Odbiorcy System ETNA® - Główne funkcje lKontrola umów na dostawy medium. lKreowanie i obsługa rozliczeń wewnętrznych. lMonitorowanie poboru. lWielowymiarowe analizy danych. lWspomaganie zarządzania zmianami. lNowoczesna akwizycja danych
30
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
5.d. Wielcy Odbiorcy l Pełne odwzorowanie w
oprogramowaniu umowy o dostawy medium, l Kontrola faktur dostawców,
l Rozliczanie wartościowe l
31
kontrahentów wewnętrznych i zewnętrznych, Swobodne definiowanie składników umów.
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
5.d. Wielcy Odbiorcy - Taryfy rozliczeniowe l l
32
Standardowe Definiowane przez użytkownika - np. do rozliczeń zewnętrznych i wewnętrznych (dowolne strefy czasowe, dowolne typy dni - wolny-roboczy-weekend, zmienne ceny)
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
5.d. Wielcy Odbiorcy - Monitorowanie poboru l l l l l l l l
33
monitorowanie mocy 1-minutowych prognozowanie przekroczeń mocy sygnalizacja przekroczeń zadanych wartości (mocy zamówionej,mocy korekcyjnej, zmiany dynamiki poboru mocy, max. i min. tg j) - „strażnik” mocy wizualizacja pomiarów i składników rozliczeń zadawanie wartości granicznych indywidualnie dla każdej strefy, definiowanie i monitorowanie w trybie on-line grup pomiarowych, sygnalizacja przerw na linii licznik-rejestrator, sygnalizacja przerw zasilania rejestratora.
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
Wielowymiarowe analizy danych l Kreator raportów
niestandardowych l Narzędzia OLAP l Zestawy raportów standardowych
l Postać tabelaryczna i
graficzna, l Eksport danych do arkuszy kalkulacyjnych
34
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
Wielowymiarowe analizy danych l Analizy mocy średnich 15-
minutowych, l Analizy mocy średnich z rozróżnieniem stref czasowych, rodzajów dni i sezonów,
l Dobowe i miesięczne analizy profili obciążenia l Analizy porównawcze profili dla różnych źródeł lub grup odbiorców
35
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
ETNA - analizy i symulacje l Wyznaczanie optymalnej mocy zamówionej l Analiza zmian kosztów przy zmianie mocy zamówionej
36
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
ETNA - analizy i symulacje Analizy porównawcze kosztów z : l w różnych miesiącach rozliczeniowych l w różnych układach taryf l z różnymi składnikami umów
37
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
ETNA - analizy i symulacje Analizy symulacyjne zmian kosztów wynikających ze : l zmiany wielkości zużycia energii elektrycznej, l zmiany profilu poboru mocy
38
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
Elastyczność systemu l Zarządzanie zmianami: l zasad rozliczeń
l zmiana taryfy l zmiana ceny składnika rozliczeń l zmiana poziomu zamówienia l konfiguracji sieci pomiarowej l wymiana urządzenia pomiarowego l zmiana połączenia: licznik - rejestrator
39
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
ETNA - źródła danych l Definiowanie punktów pomiarowych l Określanie parametrów i interpretacji
poszczególnych punktów pomiarowych
l Definiowanie pomiarów wyliczanych algorytmicznie l Określenie zależności źródeł
40
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
ETNA - akwizycja danych l l l l l l
41
Konfigurowanie sieci pomiarowej, Konfigurowanie sieci transmisji danych, Zdalny odczyt i kontrola danych, Programowanie i kontrola stanu urządzeń pomiarowych, Kontrola łącz komunikacyjnych, Sygnalizacja stanu łącz komunikacyjnych.
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
System komputerowy stacja rozliczeń dostaw/serwer wydruków stacja monitorowania dostaw stacja monitorowania wydziału stacja analiz i prognoz
serwer akwizycyjny/bazy danych
42
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
Architektura oprogramowania ETNA:MAE moduł analiz energochłonności produkcji
ETNA:MSP moduł symulacji i prognoz
ETNA:MRA moduł raportów analitycznych technologia OLAP
ETNA:MAR moduł akwizycji danych, monitorowania, raportów standardowych i rozliczeniowych
relacyjna baza danych Oracle system operacyjny Windows NT karta sieciowa
43
inne zasoby
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
karta komunikacyjna
Przykład rozwiązania kompleksowego Akwizycja wielopunktowa - układ dedykowany dla wielowydziałowych zakładów produkcyjnych Rozliczenia zewnętrzne z ZE
Rozliczenia wewnętrzne magistrala RSRS-485
44
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne
magistrala RSRS-485
6. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
45
Romer E. ; Miernictwo przemysłowe, W-wa PWN 1970r. Praca zbiorowa pr. Tadeusza R. Fodemskiego; Pomiary Cieplne, WNT 2001r. Łapiński M., Włodarski W.; Miernictwo elektryczne wielkości nieelektrycznych, WNT 1990r. Praca zbiorowa pr. Mariana Mieszkowskiego; Pomiary Cieplne i Energetyczne , WNT 1991r. Katalogi producentów urządzeń pomiarowych Kosturek A. - WINUEL SA; Systemy Informatyczne Wspomagające Funkcje Rynkowe, Wrocław 1999r. Stańczak P. – PGNiG S.A. Warszawa; Materiały z zakresy pomiaru gazu, 2001r. Materiały techniczne i marketingowe f-my WINUEL SA
Piotr Baczyński, Winuel S.A., Temat: Systemy Pomiarowe i Informatyczne