ПОВЫШЕНИЕ ОПРОСА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ПРИБОРОВ УЧЁТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И УЧЁТА В МНОГОКВАРТИРНЫХ ДОМАХ

АННОТАЦИЯ

На основании изучения и анализа литературных источников по электроэнергетике и строительству, а также практической деятельности, проведена работа, посвящённая вопросам повышения эффективности опроса и снятия показаний системы автоматизированного учёта электроэнергии (АСКУЭ) в многоквартирных домах. В условиях роста энергопотребления и необходимости точного учёта ресурсов актуальной задачей является оптимизация процессов сбора данных. В работе рассматриваются современные методы автоматизации и дистанционного сбора показаний, такие как использование интеллектуальных приборов учёта электрической энергии и систем удалённого доступа. Анализируются преимущества внедрения таких технологий, включая снижение затрат, повышение точности учёта и сокращение времени на сбор данных. Также рассматриваются возможные технические и организационные проблемы, связанные с внедрением новых решений, и предлагаются пути их решения. В результате предлагается комплекс мероприятий, направленных на повышение надёжности и эффективности системы АСКУЭ, что способствует улучшению качества обслуживания потребителей электроэнергии. 

ABSTRACT

Based on the study and analysis of literature sources on electric power engineering and construction, as well as practical experience, work has been carried out on improving the efficiency of surveying and taking readings from the automated electricity metering system (ASMME) in apartment buildings. With increasing energy consumption and the need for accurate resource accounting, optimizing data collection processes is an urgent task. The paper discusses modern methods of automation and remote data collection, such as the use of intelligent electrical energy metering devices and remote access systems. The benefits of implementing such technologies are analyzed, including cost reduction, increased accounting accuracy, and reduced data collection time. The article also discusses possible technical and organizational challenges associated with implementing new solutions and suggests ways to address them. As a result, a set of measures is proposed to increase the reliability and efficiency of the ASMME system, which contributes to improving the quality of service for electricity consumers.

Ключевые слова: энергопотребление, сбор показаний, эффективность системы, интеллектуальные системы учёта, надёжность системы АСКУЭ, оптимизация сбора данных.

Keywords: energy consumption, collecting readings, system efficiency, intelligent accounting systems, reliability of the ASMME system, optimizing data collection.

Введение

В наше время энергосбережение и эффективное управление ресурсами приобретают все большее значение. Одним из ключевых инструментов в этом направлении является автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии (АСКУЭ), которая обеспечивает точный и своевременный сбор данных о потреблении ресурсов в многоквартирных домах. Однако эффективность работы системы во многом зависит от качества и своевременности снятия показаний электроэнергии. Традиционные методы, основанные на ручном сборе данных, сталкиваются с рядом проблем: низкая оперативность, возможность ошибок и значительные затраты времени и ресурсов. В связи с этим актуальной задачей становится повышение эффективности опроса и автоматизация процесса снятия показаний. В данной работе рассматриваются современные подходы и технологии, направленные на оптимизацию процесса сбора данных, что способствует повышению точности учёта, снижению затрат и улучшению качества обслуживания потребителей. Внедрение инновационных решений в систему АСКУЭ позволяет не только повысить её надёжность, но и обеспечить более эффективное управление энергоресурсами в многоквартирных домах.

На практике процесс опроса и снятия показаний зачастую сопряжён с рядом трудностей:

• ручной сбор данных, увеличивающий риск ошибок и задержек;
• недостаточная автоматизация, приводящая к низкой оперативности;
• отсутствие единой системы управления, усложняющая контроль и анализ данных;
• низкая мотивация жильцов к своевременному предоставлению показаний.

Повышение эффективности опроса снятия показаний системой АСКУЭ в многоквартирных домах направлено на автоматизацию и оптимизацию данного процесса, который позволит:

• снизить временные затраты на сбор данных;
• повысить точность и своевременность учёта;
• обеспечить прозрачность и контроль за потреблением электроэнергии;
• улучшить взаимодействие между жильцами и сетевыми, а также энергосбытовыми компаниями.

Современные системы автоматизированного учёта электроэнергии (АСКУЭ) играют ключевую роль в управлении ресурсами многоквартирных домов. Они позволяют не только точно учитывать потребление электроэнергии, но и обеспечивают прозрачность расчётов между сетевыми, а также энергосбытовыми компаниями и жильцами. Однако, одним из важных аспектов эксплуатации таких систем является своевременное и точное снятие показаний. Таким образом, внедрение современных методов автоматизации и дистанционного сбора данных является важным шагом к повышению эффективности эксплуатации систем учёта в многоквартирных домах. Современные технологии позволяют не только снизить трудозатраты и минимизировать ошибки, связанные с ручным сбором показаний, но и обеспечить более оперативное реагирование на возможные неисправности и отклонения в потреблении. В условиях постоянного роста энергопотребления и необходимости рационального использования ресурсов, повышение качества и своевременности снятия показаний становится ключевым фактором для повышения общей эффективности системы учёта. В дальнейшем развитие и внедрение инновационных решений в области АСКУЭ будет способствовать не только улучшению обслуживания потребителей, но и обеспечению устойчивого развития энергетической инфраструктуры в целом.

Материалы и методы исследования

Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения эффективности учёта энергоресурсов и улучшения качества сбора данных с систем автоматического учёта и контроля электроэнергии (АСКУЭ) в многоквартирных домах. Современные технологии и методы позволяют автоматизировать процессы снятия показаний, снизить человеческий фактор и обеспечить достоверность данных. В рамках данной методики представлены подходы к исследованию способов повышения уровня опроса систем АСКУЭ, их эффективности и внедрения инновационных решений.

Цели и задачи исследования.

Основная цель исследования — разработать и испытать методы повышения опроса снятия показаний систем АСКУЭ в многоквартирных домах. Для достижения данной цели поставлены следующие задачи:

1. анализ существующих методов сбора данных с систем АСКУЭ в жилых домах;
2. выявление причин и факторов, влияющих на уровень опроса показаний;
3. разработка инновационных подходов и технологий для повышения эффективности опроса;
4. проведение экспериментальной проверки предложенных методов;
5. анализ результатов и формулирование рекомендаций по внедрению.

Объект и предмет исследования.

Объектом исследования являются системы автоматического учёта электроэнергии в многоквартирных домах, а предметом — методы и средства повышения уровня опроса и снятия показаний с данных систем.

Методологическая база.

В исследовании используются методы системного анализа, статистические методы, экспериментальные исследования, методы моделирования и опроса показаний интеллектуальных приборов учёта. В качестве информационной базы применяются нормативные документы, техническая документация по системам АСКУЭ, отчёты энергосбытовой и сетевой организаций.

Этапы проведения исследования:

1. Анализ текущего состояния систем АСКУЭ.

На первом этапе проводится сбор информации о существующих системах учёта в многоквартирных домах, анализ их технических характеристик, способов снятия показаний, частоты и точности опроса. Изучаются нормативные документы, инструкции эксплуатации, а также отчёты о текущей практике.

2. Выявление проблемных аспектов и факторов, снижающих эффективность.

Проводится опрос обслуживающих организаций, управляющих компаний и жильцов для выявления причин недостаточного уровня снятия показаний. Анализируются причины технических сбоев, человеческого фактора, недостаточной мотивации, проблем с коммуникациями и т.п.

3. Разработка методов повышения уровня опроса.

На основе анализа разрабатываются потенциальные решения, включающие внедрение автоматизированных систем сбора данных (например, использование беспроводных модулей, IoT-устройств), автоматизированных систем напоминаний, а также автоматическую обработку и проверку данных.

4. Моделирование и экспериментальные проверки.

Создаётся модель внедрения новых методов для оценки их эффективности. Проводятся пилотные работы в выбранных домах с внедрением разработанных решений. В рамках эксперимента собираются данные о количестве снятых показаний, времени их получения, уровне ошибок, затраченном времени и стоимости.

5. Анализ результатов и формулирование рекомендаций.

По итогам эксперимента проводится статистический анализ полученных данных, сравниваются показатели до и после внедрения новых методов. На основании анализа формулируются рекомендации по масштабированию и внедрению наиболее эффективных решений.

Для реализации поставленных задач применяются следующие методы исследования:

Аналитический метод — для изучения нормативных документов и текущей практики.

Опросы и интервью — для выявления проблем и мнений участников процесса.

Статистический анализ — для обработки данных и оценки эффективности внедрения.

Моделирование — для оценки возможных сценариев и оценки затрат и выгод.

Эксперимент — для проверки работоспособности предложенных решений в реальных условиях.

Ожидаемым результатом исследования станет комплексное решение по повышению уровня опроса показаний систем АСКУЭ, включающее внедрение автоматизированных и интеллектуальных средств сбора данных, что позволит повысить точность учёта, снизить затраты и обеспечить своевременное получение информации.

Установлено, что интеграция интеллектуальных приборов с системами управления жилых многоквартирных домов позволяет реализовать более гибкое и адаптивное управление энергопотреблением, что положительно сказывается на экономической эффективности. В целом, результаты исследования подтверждают необходимость дальнейшего развития и внедрения интеллектуальных систем учёта в многоквартирных домах, что способствует не только повышению качества обслуживания потребителей, но и устойчивому развитию энергетической инфраструктуры. Перспективы дальнейших исследований связаны с совершенствованием методов обработки данных и расширением функциональных возможностей автоматизированных систем, что позволит достигнуть новых уровней эффективности и надёжности учёта электроэнергии.

Результаты и обсуждения

В ходе исследования были проведены комплексные мероприятия по внедрению современных технологий автоматизированного сбора данных в многоквартирных домах. Основной целью является повышение эффективности и надёжности процесса снятия показаний системы АСКУЭ, а также снижение затрат времени и ресурсов, связанных с ручным сбором данных. Добавлены новые сценарии сбора данных показаний для разгрузки системы опроса на 00:00 часов. Данное мероприятие привело к эффективности сбора показаний.

В результате этого значительно сократилось количество ошибок, связанных с получением показаний, а также повысилась оперативность получения информации о потреблении электроэнергии. В течение эксперимента было установлено, что автоматизированный сбор показаний позволяет более рационально использовать рабочее время как программного обеспечения, так и обслуживающего персонала. При этом существенно повышается общая эффективность работы энергосбытовых и сетевых компаний, занимающихся внедрением и установкой интеллектуальной системы учёта электроэнергии.

Одним из важных наблюдений является конструктивная особенность жилого фонда советской постройки многоквартирных домов, в которых некорректно и несвоевременно происходит передача данных с общедомовых приборов учёта.

 Во время работы над исследованием системы АСКУЭ, был принят к рассмотрению один панельный дом. Срок проведения данной работы составил один месяц. На Рисунке 1 показан план типового этажа многоквартирного дома, в котором рядом располагаются помещения лифтовой шахты, а также распределительного устройства (РУ).

Рисунок 1. План типового этажа многоквартирного дома:

1 - лифтовая шахта; 2 - распределительное устройство (РУ).

Из-за усиленных перекрытий и покрытий строительных конструкций, а также ограждающих конструкций шахты лифта выявлено, что рядом находящееся помещение распределительного устройства (РУ), в котором располагается общедомовой интеллектуальный прибор учёта электрической энергии (ОДПУ), сигнал оператора сотовой связи не проходит Рисунок 2.

Рисунок 2. Уровень сигнала

Вход в помещение РУ обеспечивает деревянная дверь с обивкой из оцинкованного (железного) листового металла, которая также служит сильнейшим экраном для передачи сигнала с интеллектуального прибора учёта Рисунок 3.

Рисунок 3. Вход в РУ

Решением данной проблемы является выносная антенна за пределы помещения РУ. Антенну рекомендуется устанавливать с повышающим уровнем сигнала для его передачи, с коэффициентом усиления 5.0 dB и выше. Устанавливать её необходимо выше уровня первого этажа, для надёжности передачи показаний. В связи с тем, что в многоквартирных домах отсутствуют специальные места крепления выносной антенны, необходимо применять антивандальные короба с цельнометаллическим основанием для установки вблизи оконных блоков Рисунок 4.

Рисунок 4. Разрез многоквартирного дома:

1 – лифтовая шахта; 2 – антенный кабель; 3 – антивандальный короб; 4 – выносная антенна

Практический опыт показал, что выносная антенна, вынесенная из щита в пределах только данного РУ, собирает показания лишь в 30% от установленных ОДПУ Рисунок 5.

Рисунок 5. Выносная антенна в пределах РУ

Следовательно, получаем, что сигнал оператора сотовой связи не в состоянии «пробить» образовавшийся экран строительных конструкций, таким образом получается «клетка Фарадея».

«Клетка Фарадея» - экранированное пространство, через которое не проходит радиосигнал. Железобетон может служить таким экраном, если металлические или композитные стержни арматуры образуют замкнутую структуру, а также при условии, что она имеет надёжный контакт с землёй, из-за этого и получится «клетка Фарадея». Однако в ней будут окна прозрачности на некоторых частотах, всё зависит от количества арматуры и шага её соединения. Шахта лифта, как правило, представляет собой замкнутую металлическую конструкцию выполненного в виде сплошной железобетонной плиты. Такая комбинация создаёт почти идеальную «клетку Фарадея», которая может экранировать до 100% сигнала.

После выявления и выполнения ряда работ по восстановлению надлежащего уровня сигнала удалось собрать полный объём данных с прибора учёта Рисунок 6.

Рисунок 6. Отображение сбора показаний

На Рисунке 6 показано, как после восстановления сигнала системы АСКУЭ, схематически отображается в графике 2025 года с полным объёмом показаний, также наглядно виден уровень нестабильной работы сигнала по передаче показаний за 2024 год. График отображает существенный разрыв в показаниях до момента восстановления связи с прибором учёта и выполнения необходимых рекомендаций для улучшения качества связи.

Из этого следует, что при внедрении системы АСКУЭ возникает ряд трудностей, при решении которых получаем доступный уровень сигнала для удалённого доступа и автоматической обработки данных, который в свою очередь позволяет обеспечить круглосуточный мониторинг и своевременное выявление отклонений в потреблении электроэнергии. Эти методические шаги способствуют более оперативному реагированию сотрудников на возможные неисправности или несанкционированное потребление, что в свою очередь положительно сказывается на экономии ресурсов и повышении уровня обслуживания жильцов.

Анализ полученных данных показал, что использование современных информационных технологий способствует не только повышению точности учёта, но и улучшению взаимодействия между энергосбытовыми и сетевыми компаниями, а также с жильцами многоквартирных домов. В частности, для жильцов, реализовано внедрение личных кабинетов, что позволяет им самостоятельно отслеживать свои показания и своевременно реагировать на возможные несоответствия.

Основные показатели экономической эффективности:

1. Снижение затрат на учёт электроэнергии.

1.1. До внедрения системы АСКУЭ выявлены высокие издержки на ручной сбор данных, а также обслуживание индивидуальных приборов учёта;

1.2. После внедрения системы АСКУЭ автоматизация процессов позволяет снизить затраты на сбор и обработку данных на 20-30%, а также уменьшить расходы на обслуживание оборудования.

2. Повышение точности учёта.

2.1. До реализации системы АСКУЭ в процессе эксплуатации неинтеллектуальных приборов учёта электрической энергии были возможны ошибки при ручном вводе данных, что приводило к недоучёту или перерасчётам по показаниям;

2.2. Система АСКУЭ показывает высокоточную автоматическую фиксацию потребления, что способствует более точному расчёту и снижению финансовых потерь.

3. Уменьшение потерь электроэнергии.

3.1. Внедрение системы позволяет выявлять и устранять факты несанкционированного потребления и утечек, способствующих снижению технических и коммерческих потерь.

4. Улучшение качества обслуживания потребителей.

4.1. Возможность оперативного реагирования на аварийные ситуации и производить автоматическую диагностику оборудования, содействующую повышению уровня сервиса.

Показатели экономической эффективности системы АСКУЭ представляет собой современное решение для улучшения учёта и управления электропотреблением. При реализации данного проекта рассмотрены ключевые показатели экономической эффективности внедрения системы АСКУЭ, а также проанализированы влияние на финансовые и операционные показатели организации.

Обсуждая результаты, можно отметить, что внедрение автоматизированных систем снятия показаний способствует снижению затрат на сбор данных и повышения их точности. Однако, при этом возникли и определенные сложности, связанные с необходимостью технического обслуживания оборудования, а также с обеспечением информационной безопасности данных. Важным аспектом является также обучение персонала и жильцов работе с новыми системами интеллектуальных приборов учёта электрической энергии, что требует в свою очередь дополнительных ресурсов и времени. В целом, результаты исследования подтверждают эффективность использования современных технологий для повышения качества и скорости снятия показаний системы АСКУЭ.

Заключение

В данной статье рассмотрены актуальные вопросы повышения эффективности и точности измерения электрической энергии в многоквартирных домах с использованием автоматизированных систем учёта АСКУЭ. Предложенные методы и технические решения позволяют значительно увеличить уровень опроса интеллектуальных приборов, способствующих снижению ошибок измерения и повышения надёжности данных. В ходе исследования разработана концепция интеграции современных информационных технологий и автоматизированных устройств, что обеспечивает своевременное получение данных и их обработку в реальном времени. Полученные результаты демонстрируют, как внедрение усовершенствованных систем учёта способствует оптимизации энергетических затрат, снижению финансовых потерь и повышению качества предоставляемых услуг. В целом, представленная разработка является важным шагом к модернизации систем учёта электроэнергии в жилом секторе, соответствующих современным требованиям энергоэффективности и автоматизации. Перспективы дальнейших исследований связаны с расширением функциональности систем, повышением их устойчивости к внешним воздействиям и внедрением интеллектуальных алгоритмов для предиктивного анализа потребления. Таким образом, повышение опроса интеллектуальных приборов является ключевым фактором для повышения эффективности автоматизированных систем учёта электроэнергии в многоквартирных домах. Это способствует развитию умных энергосистем и повышения качества жизни населения, а также это важный шаг на пути к развитию умных городов и устойчивого управления ресурсами.

Список литературы:

1. Постановление Правительства РФ от 19 июня 2020 г. №890 «О порядке предоставления доступа к минимальному набору функций интеллектуальных систем учета электрической энергии (мощности)» с (изменениями и дополнениями) https://docs.cntd.ru/document/565140960 (дата обращения: 19.07.2025).
2. Постановление Правительства РФ от 06.05.2011 №354 (ред. от 29.08.2024) «О предоставлении коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов» (вместе с «Правилами предоставления коммунальных услуг собственниками пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов») https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_114247/ (дата обращения: 05.07.2025).
3. Электроэнергетические системы и сети : учебное пособие для вузов / В.Я. Ушаков.- Москва : Издательство Юрайт, 2024.-446 с.- (Высшее образование).-Текст : непосредственный.
4. Конструирование гражданских зданий. Учеб. Пособие для техникумов.-«Архитектура-С», 2019, 176 с., ил.
5. Аполлонский С.М. Энергосберегающие технологии в энергетике : учебник для вузов / С.М. Аполлонский. – 2-е изд., стер. – Санкт-Петербург : Лань, 2023. – Том 1 : Энергосбережение в энергетике. – 436 с. : ил. – Текст : непосредственный.
6. Комплексная автоматизация в энергосбережении : учебное пособие / Р.С. Голов, В.Ю. Теплышев, А.Е. Сорокин, А.А. Шинелёв. – Москва : ИНФРА-М, 2023. – 312 с. + Доп. материалы [Электронный ресурс].  – (Высшее образование: Бакалавриат). – DOI 10.12737/19746.