Анатолий Шинелев. Системы умного учета: эволюция и революция

Терминология умного учета входила в употребление постепенно и эволюционировала вместе с развитием технологий. Как это происходило, и что ждет системы умного учета в будущем с приходом цифровых возможностей?

Анатолий ШИНЕЛЕВ, заместитель генерального директора по научно-техническим вопросам
ООО «ТБН энергосервис»

Понятие «умный учет» (smart metering) появилось в 1998 году среди западных специалистов по электроэнергетике, сначала в рекламных целях, а затем стало применяться и в технических публикациях. В настоящее время под термином «умный учет» в электроэнергетике понимают систему, включающую измерительные («умные счетчики»), связующие (модемы, шлюзы, контроллеры и устройства сбора и передачи данных) и программные, вычислительные компоненты. Причем, умные счетчики, как правило, устанавливаются на стороне потребителей. В отличие от обычных, «умные электросчетчики» имеют двунаправленную связь с верхним уровнем системы и обладают расширенным функционалом для обеспечения обработки и передачи данных о количестве и качестве потребленной энергии, а также имеют возможность автоматического и удаленного управления (ограничение нагрузки, отключение неплательщиков и т.п.).

Преимущества умного учета

Сегодня термин «умный учет» распространился на учет всех видов энергоресурсов (тепло, газ, горячая и холодная вода). Благодаря развитию технологий Интернета вещей (IoT) и беспроводных технологий передачи данных (LoRa, NB-IoT, NB-Fi и др.), интеллектуальный учет стал доступнее и обрел новые черты. В последнее время появляется все больше примеров практического внедрения систем умного учета в ЖКХ и различных отраслях промышленности. Умный учет вошел в крупные отраслевые и государственные программы не только как ключевой элемент построения интеллектуальной энергосистемы в электроэнергетике, но и как необходимое условие цифровизации экономики.

Технологии умного учета
предоставляют целый ряд преимуществ
всем участникам процесса передачи и потребления энергоресурсов

Системы умного учета появились в результате развития измерительно-информационных систем предыдущего поколения (АСКУЭ, АИИС КУЭ, системы диспетчеризации и т.п.), поэтому унаследовали многие признаки этих систем. К принципиальным признакам можно отнести:

• Расширенный измерительный функционал — обеспечение достоверности измерительной информации, контроль качества энергоресурсов, и т.д.
• Расширенная самодиагностика – самодиагностика функционирования контролируемых объектов и компонентов системы «Умного учета».
• Расширенные возможности масштабирования – количественного (обеспечение возможности обработки данных от произвольно большого числа приборов учета) и качественного (возможность создания многоуровневых и распределенных систем, адаптация под новые задачи, использование новых технологий по мере их появления)
• Расширенные возможности интеграции с другими системами.
• Расширенная аналитика. Углубленный анализ объемов, режимов и качества поставки/потребления энергоресурсов, сведение балансов, выявление потерь, предотвращение аварий, выработка рекомендаций и управляющих воздействий для поддержания оптимальных безаварийных режимов работы сетей и систем потребления энергоресурсов, снижения потерь и повышения энергоэффективности, минимизация расходов и др. задачи.
• Двустороннее взаимодействие Поставщик – Потребитель. Потребитель контролирует свое энергопотребление, корректность начислений платежей и имеет возможность дистанционной оплаты за потребленные энергоресурсы без посредников. Поставщик имеет возможность фиксации фактов хищений энергоресурсов, несанкционированного воздействия на приборы учета и дистанционного управления потреблением (управление нагрузкой, возможность ограничения/отключении неплательщиков и т.п.).

Иногда в качестве принципиальных признаков выделяют возможность дистанционного считывания показаний приборов учета, дистанционной передачи данных, дистанционного контроля и параметрирования приборов учета и т.п.. Но все эти возможности имеются в системах предыдущего поколения и являются очевидными.

Кому выгоден умный учет

Интеллектуальный учет необходим всем участникам генерации, передачи, сбыта и потребления энергоресурсов:

Потребителям – для снижения расходов за счет дифференциальных тарифов и возможности удобной дистанционной оплаты за потребленные энергоресурсы без посредников. Потребители смогут удовлетворить свои законные права по контролю качества и количества услуг по поставке энергоресурсов всех видов и смогут осуществить контроль корректности начислений (через личные web-кабинеты).

Поставщикам и сетевым компаниям умный учет позволит создать умные сети (электрические, тепловые, водяные и т.д.), что в свою очередь, приведет к снижению потерь в сетях, аварийности, оптимизации режимов и эффективности работы сетей, позволит осуществлять контроль хищений, свести фактический баланс.

Энергосбытовым и управляющим компаниям умный учет нужен для снижения издержек за счет автоматизации сбора показаний, а также как инструмент воздействия на неплательщиков.

Интеллектуальный учет позволит получать общесистемные эффекты:

• Построение цивилизованных отношений между всеми участниками процесса генерации, передачи, сбыта и потребления энергоресурсов.
• Поддержание реальных стимулов для энергосбережения и рациональных методов потребления тепло- и водоресурсов.
• Контроль достоверности количества энергоресурсов, предъявляемого поставщиком для оплаты.
• Экономия бюджетных средств и средств потребителя на оплату ресурсов.

Перспективы интеллектуального учета

В ближайшие годы в системы интеллектуального учета все шире будут внедряться такие технологии как интернет вещей, беспроводные технологии передачи данных (в первую очередь NB-IoT, LoRa, NB-Fi и др.). В масштабных проектах будут применяться технологии анализа больших данных (Big Data).

В настоящее время технологии блокчейн стремительно внедряются в различных отраслях и видах деятельности. Уже сейчас предпринимаются попытки внедрения технологии блокчейн-платформ для управления и учета электроэнергии. В качестве примера можно привести проект «блокчейн-платформа NS», в разработке которого участвуют российские ученые на базе Уральского федерального университета в Екатеринбурге в рамках стартапа-акселератора GenerationS. В будущем технологии блокчейн могут быть внедрены для управления и учета всех видов энергоресурсов.

По мере развития таких технологий как искусственный интеллект, искусственные нейронные сети, дополненная и виртуальная реальность область их применимости расширится, и они станут полезны в практике интеллектуального учета.

Например, искусственный интеллект и нейронные сети могут быть с успехом использованы в задачах прогноза потребления энергоресурсов и в качестве экспертных подсистем. По мере появления и удешевления нейронных процессоров могут появиться «по-настоящему умные» приборы учета, управляемые голосом и выполняющие аналитические задачи, которые сейчас выполняет верхний уровень систем интеллектуального учета.

Технологии дополненной и виртуальной реальности могут быть использованы для задач удаленного инспектирования, мониторинга, контроля и диагностики объектов и оборудования нижнего уровня. Эти технологии могут быть востребованы для создания инновационных инструментов отображения информации и управления в будущих системах интеллектуального учета.