Автоматизация в энергетике как энергосбережение

Содержание

Сантехмонтаж

Shop 2

Автоматизация как метод снижения энергозатрат

Европейский стандарт EN 15232 и его русифицированный вариант ГОСТ Р 54862-2011 впервые устанавливают зависимость класса энергоэффективности зданий от уровня автоматизации его инженерных систем.

08.07.2014 17:02:09 Наряду с методикой перехода от более низкого к более высокому классу, проектировщики получили типовые решения по автоматизации с описанием структурированного списка приборов, средств и функций управления.

Автоматизация как метод снижения энергозатрат

Потребление электроэнергии коммерческими и жилыми зданиями постоянно увеличивается, опережая уровень использования ресурса на транспорте и в промышленности. Основная часть расходуемой сегодня в Европе энергии (41%) приходится на эксплуатируемые здания. Из этого объема 85% тратится на обогрев или охлаждение помещений, а 15% – на электроснабжение и освещение.

Системы автоматизации оказывают значительное влияние на энергоэффективность этих зданий. Автоматизированное управление отоплением, вентиляцией и охлаждением, подачей горячей воды, освещением значительно повышает эффективность их эксплуатации и снижает энергозатраты здания в целом.

– По данным одного из европейских агентств, затраты на возведение условного усредненного здания составляют 20%, на эксплуатацию – 80% от общего объема совокупных расходов за 50 лет, – рассказывает Владимир Максименко, председатель комитета НП «АВОК» «Интеллектуальные здания и информационно-управляющие системы», генеральный директор ВACS Center Russia. – Как правило, инженерные системы достигают примерно 30%в объеме капитальных затрат, на системы автоматизации приходится 10% стоимости инженерии. Но израсходовав всего 3–4% от общего объема сметных затрат на правильно организованную систему управления зданием, можно сэкономить средства, которые соответствуют или превосходят стоимость строительства объекта.

Табл. 1. Типовая категоризация по потенциалам энергосбережения в зданиях

Табл. 2. Классы энергоэффективности по стандарту EN 15232

Источники энергии

Подобная экономия достигается за счет трех основных принципов использования энергоресурсов. Прежде всего, это потребление энергии только там, где это необходимо (самый распространенный случай – управление светом по датчикам присутствия и освещенности). Во-вторых, использование ресурса только в требуемом объеме без потерь для комфорта и безопасности (например, регулирование воздухообмена в помещениях с изменяющимся количеством людей, погодозависимое управление АИТП и т. п.). В-третьих, это эксплуатация инженерных систем с максимальной эффективностью.

Последнее означает, в частности, взаимоисключающее влияние источников тепла и охлаждения, регулирование подачи тепло- или хладоносителя, автоматическое управление энергоснабжением за счет оптимизации технологических процессов на производстве и т. п.

Возможно ли с точностью определить энергосберегающий эффект в зависимости от степени автоматизации зданий и как учесть влияние автоматизированных систем на энергоэффективность?

Энергоэффективность от А до D

Ответ на этот вопрос дает европейский стандарт EN 15232 «Влияние автоматизации на энергоэффективность зданий», который является одним из стандартов Европейского комитета по стандартизации – CEN (Comité Européen de Normalisation). Комитет создан в рамках спонсированного Евросоюзом проекта стандартизации с целью поддержки исполнения Директивы по энергоэффективности зданий (EPBD) и повышению энергосбережения в странах ЕС.

Стандарт EN 15232 задает методику оценки влияния на энергоэффективность функций систем автоматизации зданий (САЗ) и способов управления инженерными системами (УИС): отоплением, ГВС, охлаждением, вентиляцией и кондиционированием, освещением и жалюзи, а также методику определения минимальных требований к таким системам для зданий различной сложности. Стандарт позволяет количественно и качественно оценить преимущества систем автоматизации зданий и основан на имитационном моделировании управления инженерными системами.

Национальный стандарт РФ – ГОСТ Р 54862-2011 разработан с учетом основных нормативных положений европейского стандарта EN 15232 (версия 2007 года).

Табл. 3. Список функций и назначений по классам энергоэффективности стандарта EN 15232

Стандартом определены четыре класса энергоэффективности систем автоматизации.

– Чем выше уровень автоматизации, тем больше возможность извлечь потенциал экономии энергии в инженерных системах, – поясняет руководитель направления «Энергоэффективность зданий» ООО «Сименс» Юрий Тарасенко. – Компания принимала активное участие в разработке европейского стандарта EN 15232, кроме того, в штаб-квартире были разработаны подробные руководства по применению на практике стандарта EN 15232 версий 2007 и 2012 годов. – Чем рациональнее работают инженерные системы, тем выше энергоэффективность здания в целом. Поэтому система автоматизации может и должна решать задачу экономии энергии, но не за счет комфорта.

Возьмем для примера простую задачу поддержания температуры воздуха в помещениях. Если система не автоматизирована или имеет только центральное регулирование, то во все помещения подается воздух одной температуры, и здание относится к низкоэффективному классу D.

Чтобы перейти в класс С, надо ввести индивидуальное комнатное регулирование с помощью термостатов или контроллеров. Класс В подразумевает наличие коммуникаций между контроллерами и центральной станцией – именно они позволяют извлечь дополнительную экономию в инженерных системах.

Для класса А необходимо, чтобы индивидуальное комнатное регулирование было интегрировано с учетом потребности (по присутствию человека в помещении, качеству воздуха и так далее). Принцип прост: человек в помещении – оптимальный комфорт, нет человека – резкое снижение комфортных условий.

Из класса в класс

Предусмотреть энергосберегающий эффект при использовании положений стандартов можно уже на стадии проектирования, если ориентироваться на коэффициенты энергосбережения в зависимости от типа здания и класса энергоэффективности его систем. Для класса С эти показатели приняты за единицу, то есть данный класс является базовым, а его показатели могут быть установлены местным законодательством. Внедрение автоматизации классов В или А приводит к снижению коэффициентов, а следовательно, к повышению энергоэффективности здания.

Если модернизировать систему автоматизации и перейти из класса С в класс В, то в соответствии с коэффициентом 0,8 можно сэкономить 20% тепловой энергии. Если провести модернизацию таким образом, чтобы перейти в класс А, то экономия уже составит 30% тепловой энергии.

Такие же коэффициенты разработаны и указаны в стандарте для электроэнергии. Методом имитационного моделирования получены коэффициенты по тепловой и электроэнергии для различных типов зданий. С их помощью можно предварительно и приблизительно рассчитать сокращение энергозатрат при автоматизации инженерных систем по тому или другому уровню энергоэффективности. Есть также специальные программы, которые позволяют на этапе проектирования подсчитывать потенциал экономии и моделировать системы автоматизации с позиций энергоэффективности.

По словам Юрия Тарасенко, справедливость приведенных в стандарте коэффициентов подтверждена практическим опытом на многих объектах с участием «Сименс» как за рубежом, так и в России.

Например, в новом здании штаб-квартиры Sueddeutscher Verlag в Мюнхене достигнута высокая энергоэффективность работы систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и освещения с помощью средств и систем автоматизации. Оно было удостоено золотого сертификата LEED как первое в Германии «зеленое» офисное здание.

Офисное здание компании «Сименс» в Москве также получило золотой сертификат LEED за экологичность, энергоэффективность, безопасность и комфорт. Интеллектуальная система автоматизации управляет инженерными системами и осуществляет энергомониторинг потребления электричества, тепла и воды.

В подмосковном Сколково в сентябре 2012 г. введено в эксплуатацию первое здание – «Гиперкуб» с комплексной системой автоматизации «Сименс», охватывающей все инженерные службы, в том числе системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, освещения, распределения энергии и системы безопасности.

Табл. 4. Коэффициенты энергоэффективности САЗ для тепловой энергии

Все эти проекты относятся к офисным зданиям класса А и предусматривают интеграцию различных систем с индивидуальным регулированием. При этом пользователь затрачивает минимум усилий для управления системой, так как эти функции возложены на единый центр контроля, отвечающий за здание в целом.

Одним из примеров внедрения подобной системы в жилом строительстве является проект «Кристалл Хаус», реализованный при участии компании Schneider Electric.

– Перед компанией стояла задача объединить все системы, благодаря которым работает здание: распределение энергии, IT, управление освещением, отопительную систему, систему кондиционирования и вентиляции, систему безопасности и др. в единую управляемую интеллектуальную архитектуру, – рассказывает Андрей Крылов, менеджер по развитию бизнеса управления «Здания и Экобизнес» Schneider Electric в России. – Эта задача была решена за счет внедрения автоматизированной системы управления и диспетчеризации здания BMS.

Благодаря датчикам для измерения освещенности, температур, давления, исполнительным устройствам для регулирования подачи воды, воздуха, тепло- и хладоносителя, приборам учета, а также разветвленной сети контроллеров, BMS управляет и осуществляет мониторинг всего инженерного и технологического оборудования, включая систему многоступенчатой системы очистки воды, а также питьевого водопровода с доочисткой и обеззараживанием.

Одно из самых важных достоинств системы для жильцов заключается в возможности поквартирного учета всех энергоресурсов – тепла на отопление, подогрев пола и вентиляцию, горячей, холодной и питьевой воды, а также электроэнергии – с подготовкой счетов или отчетов для последующего анализа с целью выполнения функций экономии.

Интеллектуальная система управления домом – это не только энергосберегающее технологическое оборудование, способное грамотно функционировать, создавая комфорт жильцам при минимуме затрат. Значительным преимуществом BMS в этом случае стала функция прозрачности потребления и стоимости ресурсов. Поскольку в каждой квартире установлены приборы учета каждого из потребляемых энергоресурсов, жилец получает полную картину того, где, как и когда произошел перерасход тепла, электричества и воды.

Таким образом, не только у заказчиков, но и у пользователей появляется стимул для рачительного использования ресурсов и экономии энергии.

Максимум возможностей – минимум энергозатрат

При всех преимуществах автоматизированных зданий, доступности энергосберегающего оборудования и средств автоматизации количество таких проектов в российском строительстве крайне мало по сравнению с европейскими странами.

– При выборе уровня автоматизации как метода снижения энергопотребления решение принимают заказчики, которые во многих случаях отдают предпочтение более дешевым решениям в ущерб энергоэффективности, – говорит Юрий Тарасенко. – Хотя в последнее время заметно повышение их интереса к подобным решениям и понимание целесообразности применения энергоэффективной автоматизации. В соответствии с выбором заказчика составляется техническое задание разработчика.

Однако далеко не все проектные организации в нашей стране руководствуются рассматриваемыми стандартами. В конце концов, стандарт не предписывает проектирование систем автоматизации по тому или иному классу энергоэффективности, а лишь задает методику и демонстрирует возможности энергосбережения при переходе к более высокому классу.

Что касается окупаемости проектов, выполненных с использованием автоматизации инженерных систем зданий, то на нее влияет не только уровень оснащенности приборами и системами автоматизации, но и активизация всех специальных заложенных в них программных функций энергосбережения.

– Рынок автоматизированных зданий класса А в России пока простаивает, несмотря на энергоэффективность подобных проектов. При их рассмотрении чаще всего основным стимулом для инвестора становится снижение нагрузки на внешнюю электросеть, – констатирует, в свою очередь, Виталий Федоров, генеральный директор Группы компаний INTELVISION.

Компания является трехкратным победителем Национальной премии в области автоматизации зданий Hi-Tech Building Awards в 2010–2012 годы и девелопером первого интеллектуального здания в Санкт-Петербурге – офисно-делового центра «Альпийский».

Специально для этого небольшого по меркам бизнес-центров объекта в INTELVISION был разработан проект всей инженерной и информационной инфраструктуры, интегрированной в единую автоматизированную систему управления зданием SmartUnity BМS на базе оборудования Beckhoff с применением в рамках одного проекта беспрецедентного количества протоколов автоматизации, таких как KNX, LON, DALI, Modbus, Ethernet.

В здании использованы энергосберегающие решения для всех без исключения инженерных систем, что само по себе принесло ощутимый эффект. В частности, энергосберегающие светильники с функцией димирования, которые обеспечили уменьшение энергозатраты на освещение с 30 Вт/ кв. м до 11 Вт/кв.м, система вентиляции с частотным регулированием и роторным утилизатором, что позволило снизить потребление тепловой энергии в 7 раз – с выделенных по ТУ 0,3 до 0,04 Гкал, эффективная сантехника с автоматическим регулированием расхода воды и температуры, что сократило затраты на 25%.

Уникальная система автоматизации климата отвечает за регулирование расхода воздуха на основании показаний датчиков качества воздуха, за управление термоэлектрическими клапанами подачи воды на эжекционные балки и подачи тепла на радиаторах в зависимости от установки климат-контроля в каждом помещении. Предусмотрены отключение системы ОВК при открытых окнах, управление солнцезащитными жалюзи с учетом внешней температуры и уровня освещенности по сторонам света, наличия людей в помещении и общей освещенности. Реализованы мониторинг, оптимизация и предикативное управление функциями системы ОВК с учетом текущего энергопотребления.

Всего в помещениях насчитывается более 1500 точек управления и мониторинга, информация с которых обрабатывается в реальном времени котроллерами и вносится в базу данных системы BMS. Кроме того, в здании установлено более 40 приборов учета электроэнергии, и система учета энергоресурсов позволяет автоматически получать отчеты по потреблению электроэнергии для каждого арендатора в отдельности и потреблению воды для всего здания в целом, а также анализировать полученные данные и делать прогноз на будущие периоды.

Интеллектуальное управление нагрузками перераспределяет электроэнергию между основными потребителями таким образом, чтобы избежать перегрузки сети и влиять на расход электроэнергии в здании.

По данным компании, экономия на эксплуатационные расходы по системе электроосвещения составила около 60%, по системе отопления – до 40%, по холодоснажению – до 50%. Энергоэффективные решения в сочетании с беспрецедентным количеством технологий автоматизации позволили снизить совокупный объем вложений в проект более чем на 19 млн рублей, а эксплуатационные затраты – более чем на 2,5 млн рублей в год.

Автоматизация в электроэнергетике

Электроэнергетическая отрасль России стремительно трансформируется. Ещё совсем недавно единственным способом получения энергии было присоединение к сетям централизованного электроснабжения, а сегодня всё больше потребителей отдают предпочтение распределённой генерации и использованию ВИЭ. Новые направления, безусловно, перспективны. Но они бросают энергетикам новые вызовы. Эффективно справляться с этими задачами помогает автоматизация технологических и бизнес-процессов.

Роботизация: грозит ли нам восстание машин?

Если говорить об автоматизации в электроэнергетике, то безусловным трендом последних лет стала роботизация. Речь идёт о передаче роботам рутинных операций и функций мониторинга оборудования, установленного в труднодоступных местах, а также на опасных объектах, где существует угроза для здоровья и жизни человека.

В современной энергетике чаще всего используются мехатронные сервисные устройства, подъёмно-транспортные роботы и дроны. Также вводятся в эксплуатацию автоматические устройства, предназначенные для очистки внешнего слоя солнечных панелей от снега, песка и других загрязнений.

Помимо этого, российские энергетики активно используют робототехнику для контроля поверхности нагрева энергетических котлов. Роботы перемещаются по поверхностям генераторов тепловой энергии, снимают видеоряд и передают собранную информацию в систему аналитики, которая оперативно анализирует данные и выявляет дефекты оборудования.

Неоспоримым преимуществом использования автоматизированных устройств для контроля за состоянием элементов поверхностей нагрева является сокращение сроков проведения диагностики. Ведь робот может работать в режиме 24/7: без перерывов, выходных и независимо от времени суток.

В качестве ещё одного примера использования роботизированных решений в энергетике можно привести компактное устройство с дистанционным управлением, которое применяется для мониторинга активной части больших масляных трансформаторов в случае выхода их из строя, когда необходимо в кратчайшие сроки установить причину отказа оборудования.

Речь идёт о роботе с герметичным корпусом, который обеспечивает надёжную защиту электронной «начинки» от механических повреждений и проникновения влаги. Устройство может плавать в трансформаторном масле. Его функционал позволяет проводить съёмку трансформатора изнутри, по беспроводным каналам связи передавать видео оператору, который может оперативно обсудить проблему с узкопрофильными специалистами.

Такое технологическое решение помогает решить две важные задачи:

Экономит время, необходимое для инспектирования оборудования.
Даёт возможность провести диагностику без отключения трансформатора и при этом избежать сложной процедуры визуального осмотра.

Одним из перспективных направлений использования роботов эксперты называют работу на опасных или недоступных для человека объектах. Например, под водой, в шахтах или в реакторах вышедших из строя атомных электростанций. В таких случаях робототехника обеспечивает доступ к различным зонам и помогает проводить исследования, по результатам которых разрабатывается комплекс мероприятий по очистке.

Потенциал применения роботов для диагностики и мониторинга энергообъектов весьма высок. Неужели уже в ближайшем будущем автоматизированные устройства смогут полностью заменить человека? Аналитики утверждают, что сегодня до повсеместного распространения роботизированных решений ещё далеко.

Причин несколько. Во-первых, технология молодая и пока нередко сопряжена с колоссальными затратами на разработку и внедрение. Во-вторых, отмечается низкий уровень информированности об эффективности робототехники и о том, какую экономическую выгоду получат энергокомпании от её применения.

Третья причина низких показателей проникновения робототехники в электроэнергетику России заключается в невысоком уровне господдержки роботизированных технологий. Кроме того, рынок электротехники пока не может похвастаться широким ассортиментом продукции российского производства. Хотя отечественные разработки по многим показателям не уступают западным аналогам и являются весьма эффективными.

Квадрокоптеры для проводов

Многие российские линии электропередач уже перешагнули 80-летний рубеж. Кроме того, нередко они расположены в труднодоступных местах. Их исследование в «ручном» режиме таит в себе определённые риски и занимает много времени. Поэтому не удивительно, что в России наиболее актуальны дроны, которые используются для диагностики и инспектирования ЛЭП. В Этой целью энергетики применяют несколько видов квадрокоптеров.

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА), которые проводят верховые осмотры и способны транслировать изображение на экраны мониторов. Дроны решают сразу несколько задач в сфере электроэнергетики:

Оперативная выдача информации;
Доступ к любым участкам при любых обстоятельствах (сложные погодные условия, отсутствие доступа с земли, чрезвычайные ситуации);
Детализированные фотографии, сделанные с помощью БПЛА, позволяют выявить практически все возможные дефекты, повреждения, недостающие детали ЛЭП, разрушение изоляторов, коррозию и др.;
Объективность данных, полученных в результате исследования ситуации, а не субъективного мнения специалиста;
Регулярный мониторинг ЛЭП и сопоставление результатов диагностики;
Модели, оснащённые тепловизорами, позволяют обнаруживать опасные зоны ЛЭП по тепловому излучению;
Создание 3D-моделей обследованных объектов сетевой инфраструктуры для дальнейшего изучения профильными специалистами;
Получение экономической выгоды. Покупка и эксплуатация дрона обходится дешевле, чем использование наземных методов диагностики, которые выполняются бригадой с большим количеством громоздкого и дорогого в обслуживании оборудования.

Технологии не стоят на месте, поэтому конструкция дронов постоянно совершенствуется. Например, в 2020 году ракетно-космическая корпорация «Энергия» запатентовала квадрокоптер, который сможет заряжаться от лазерного луча, сгенерированного на земле, в воздухе или направленного из космоса.

Роботизированные машины, которые крепятся на линии электропередач и обеспечивают проведение более детальной диагностики. Они сокращают время, необходимое для устранения технологических нарушений, обеспечивают безопасность персонала при проведении работ за счёт снижения человеческого фактора и отсутствия прямого контакта человека с проводами ВЛ.

В июне 2020 года в Екатеринбурге прошли первые испытания роботизированной диагностической системы «Канатоход». Функционал робота-дрона позволяет диагностировать состояние высоковольтной линии и выявлять места возможных повреждений ЛЭП. Ожидается, что в будущем система сможет их ремонтировать и таким образом предотвращать системные аварии.

Новая разработка российских исследователей представляет собой некий симбиоз мобильного и летающего роботов. Наличие в конструкции дрона беспилотного вертолёта позволяет ему взлетать и быстро достигать любого места линии. Кроме того, беспилотник вертолётного типа обеспечивает посадку устройства на провода ЛЭП или грозозащитный трос. Мобильный робот-тележка перемещает квадрокоптер от одной подстанции к другой.

Во время движения по проводам квадрокоптер подзаряжается. Он способен выполнять комплексный инженерный инструментальный верховой осмотр самых труднодоступных участков ЛЭП. Устройство оснащено «интеллектом», который скрупулёзно фиксирует каждый выявленный дефект, создаёт карту обследованных объектов, выдаёт рекомендации и составляет список необходимых ремонтно-восстановительных работ.

Использование робототехники снижает продолжительность простоев по причине аварийного отключения линии электропередач, повышает качество энергоснабжения потребителей и в несколько раз сокращает время, которое затрачивается на поиск дефектов и повреждений.

По оценкам аналитиков, к 2025 году количество беспилотных летательных аппаратов в РФ составит 1 млн. штук. К 2035 году объём мирового рынка услуг с использованием дронов достигнет отметки в 180 млрд. долл. За счёт увеличения спроса на роботизированные технологии доля российских компаний может вырасти до 40%.

Автоматизация энергообъектов: новый стандарт качества

Электростанции, питающие центры и трансформаторные подстанции являются неотъемлемой частью современной энергетической инфраструктуры. Традиционные энергообъекты, работающие в ЕЭС России десятки лет, нередко состоят из морально устаревшего механического оборудования и коммутирующих устройств с ручным управлением. Они формируют системы, подверженные как техническим, так и человеческим ошибкам.

В современных условиях динамичность работы энергосистемы постоянно повышается. Практика показывает, что персонал энергообъекта не всегда может оперативно отреагировать на возникающие неполадки и сбои. Обеспечение качественного, стабильного энергоснабжения потребителей требует внедрения гибких решений, гарантирующих эффективное управление технологическими процессами.

В сложившейся ситуации важная роль отводится автоматизации – одной из наиболее востребованных технологий, которая призвана повысить эксплуатационную надёжность, обеспечить контроль всех рабочих процессов, минимизировать вмешательство человека в работу систем и предотвратить риск принятия ошибочных решений, сократить время, необходимое для управления оборудованием.

Кроме того, увеличение количества различных интеллектуальных устройств, внедрение гибких систем управления и мониторинга даёт возможность извлечь существенную экономическую выгоду. Например, благодаря автоматизации подстанций и электростанций расход топлива снижается на 15—20%.

В список функций автоматического управления ПС в нормальном режиме входят:
• Регулировка напряжения на шинах ПС с помощью изменения коэффициентов трансформации трансформаторов;
• Включение/выключение конденсаторов;
• Выполнение оперативных переключений по заданной программе;
• Блокировка разъединителей;
• Синхронизация;
• Отключение одного параллельно работающего трансформатора с целью снижения суммарных потерь электрической энергии в режиме малых нагрузок;
• Автоматизация сбора показаний приборов учёта электроэнергии.

Функции управления АСУ ТП питающих центров при работе в аварийном режиме включают:
• Релейную защиту элементов ПС;
• Устройство резервирования отказа выключателя;
• Автоматическое повторное включение ЛЭП;
• Автоматический ввод резерва;
• Отключение и восстановление нагрузки.

В число ключевых технологий, способных обеспечить качественно новый уровень функционирования электроэнергетической инфраструктуры, по-прежнему входит цифровая подстанция. Все её информационные и управляющие системы характеризуются высоким уровнем автоматизации, а оборудование ориентировано на цифровую передачу данных.Основные преимущества цифровых подстанций лежат в области экономики:

Сокращение кабельного хозяйства;
Снижение метрологических потерь во вторичных цепях;
Унификация протоколов обмена данными и механизмов конфигурирования;
Переход к необслуживаемым ПС и выполнению удалённой функциональной диагностики.

Снижение стоимости создания и эксплуатации подстанции достигается за счёт сокращения площадей, необходимых для размещения объекта, уменьшения количества оборудования из-за совмещения некоторых устройств и, как следствие, стоимости монтажа.

По оценкам аналитиков, переход к цифровым подстанциям позволит сократить капитальные затраты (CAPEX) на 15 %, эксплуатационные затраты (OPEX) – на 30% в год. Цифровая трансформация ПС и создание на их базе цифровых электрических сетей в итоге обеспечат успешную реализацию в России концепции перехода к «ИНДУСТРИИ 4.0».

Чтобы оценить экономическую эффективность автоматизации технологических и управленческих процессов, необходимо исследовать каждое отдельно взятое решение. Понятно, что приоритетными являются участки и объекты, где существует угроза для здоровья и жизни человека.

Можно предположить, что в краткосрочной перспективе экономия будет достигаться не только за счёт снижения стоимости технологий, но и благодаря сокращению численности специалистов, работающих «в полях», а также уменьшению количества командировок в отдалённые и труднодоступные районы.

Кроме того, внедрение инновационных решений позволит предотвратить неоправданный выход из строя действующего электрооборудования и, как следствие, проведение дорогостоящих ремонтных работ.

Автор — Андрей Метельников.

Как «умный» учет энергоресурсов поможет предприятиям повысить энергоэффективность?

Тема номера 3417

Согласно принятой пять лет назад государственной программе по энергосбережению и повышению энергоэффективности, к 2020 году общая энергоемкость промышленного производства в России должна снизиться на 31,3 процента.

Первый шаг на пути решения поставленной задачи – максимально оптимизировать учет всех энергоресурсов, имеющихся на предприятии. Как показывает опыт, именно за счет внедрения и эксплуатации интеллектуальных систем учета можно снизить энергопотребление в среднем на 15‑20 процентов.

Главным образом, автоматизированный учет энергоресурсов обеспечивает персонал предприятия достоверной информацией, необходимой для дальнейшего планирования и повышения энергоэффективности производства. Он помогает не только систематизировать данные о потребляемых ресурсах и выявлять потери, но и, отслеживая энергобаланс предприятия в реальном времени, оперативно оценивать эффективность применения других энергосберегающих технологий и мероприятий.

Примером успешного технологического решения для интеллектуального учета энергоресурсов служит программный комплекс (ПК) «Энергосфера», разработанный инженерами российской компании «Прософт-Системы». В конце прошлого года в рамках международной выставки «Электрические сети России» была представлена новая, восьмая, версия данного ПО.

Шаг 1: создаем комплексную систему учета

ПК «Энергосфера 8» может применяться при построении различных видов интеллектуальных систем учета, в том числе комплексной системы учета энергоресурсов (КСУЭР).

КСУЭР на базе ПК «Энергосфера 8» ведет автоматизированный коммерческий и технический учет выработанной, распределенной и потребленной электрической и тепловой энергии, горячей и холодной воды, газообразных энергоносителей, мазута и прочего.

Система в автоматическом режиме собирает данные с узлов учета, обрабатывает полученную информацию и сохраняет ее в базе данных. Параллельно выполняются все необходимые расчеты, формируются отчетные документы, подготовленные данные передаются для составления отчетно-плановой деятельности предприятия. Отображается учетная информация в виде мнемосхем, таблиц, графиков и журналов событий.

Структура сбора данных в зависимости от масштаба и территориальной распределенности предприятия может быть двух- или трехуровневой. Двухуровневая система содержит узлы учета и центр сбора данных, при построении трехуровневой системы дополнительно применяются промежуточные устройства сбора и передачи данных (УСПД).

Инженеры и программисты «Прософт-Системы» существенно расширили перечень приборов учета, поддерживаемых в ПК «Энергосфера 8». Сегодня это уже более 300 различных типов счетчиков и УСПД. В их числе новые счетчики, расходомеры и УСПД отечественных и зарубежных производителей, такие, как ФОТОН, Микрон 2, Satec-EM132, BINOM-334i, УВП280А.01‑МЭ, СИКОН-С10, СИКОН-С120, ЩМК96, Милур-105, СКВТ-Ф-МАРСЕН, и многие другие.

Интерфейсы пользователей системы КСУЭР организуются с помощью windows-приложения «АРМ Энергосфера». Кроме того, просматривать данные о потреблении и распределении электроэнергии можно посредством удаленного доступа по сети интернет, используя обычный web-браузер на стационарном или мобильном устройстве.

Шаг 2: оптимизируем потребление энергоресурсов

Чтобы эффективно управлять производством, важно иметь текущую и ретроспективную картину потребления всех типов энергоресурсов в абсолютных и относительных единицах измерения.

Энергобаланс предприятия позволяет не просто лучше понять структуру потребления энергоресурсов, но и отследить динамику при сравнивании с предыдущими периодами. В результате своевременно выявляются и снижаются все непроизводственные потери.

Посредством ПК «Энергосфера 8» энергобаланс предприятия можно выстроить в виде набора расчетных схем, таких, как структура потребления энергоресурсов по типам и подразделениям, размещение приборов учета в структуре предприятия, балансы распределения энергоресурсов по отдельным цехам и т. д. При этом расчет итоговой информации ведется автоматически по мере поступления измерений с приборов учета. Недостающие данные можно ввести вручную.

Кроме получения абсолютных величин, можно сконфигурировать расчет удельных показателей расхода энергоресурсов, например расход электроэнергии на единицу выпускаемой продукции. В дальнейшем эти данные также помогут оценить эффективность проводимых мероприятий по энергосбережению.

Стоит отметить, что КСУЭР «Энергосфера 8» предоставляет пользователям широкие возможности по организации и ведению отчетно-аналитической деятельности. Для формирования отчетов используются типовые шаблоны, поставляемые с программным обеспечением. С помощью встроенного редактора быстро и просто создаются любые новые шаблоны и отчеты.

Наряду с учетом энергоресурсов можно организовать и диспетчерский контроль технологических процессов предприятия. Система позволяет отслеживать и сопоставлять с заданными пределами текущие значения различных параметров на мнемосхеме процесса, анализировать поведение параметров на графиках, выдавать управляющие воздействия, фиксировать нарушения в журнале событий и др. Своевременная реакция на нарушения технологических процессов помогает не допустить перерасхода энергоресурсов и снизить ущерб от возможных аварий на предприятии.

Шаг 3: контролируем качество электроэнергии

Известно, что нарушение качества электроэнергии (КЭ) отрицательным образом сказывается на энергетических характеристиках электрооборудования и технико-экономических показателях предприятия в целом. Именно поэтому в восьмой версии ПК «Энергосфера», помимо комплексного учета энергоресурсов, реализована функция мониторинга и контроля качества электроэнергии.

Система мониторинга и контроля качества электроэнергии (СМКЭ) на базе ПК «Энергосфера 8» отвечает за автоматизированный сбор первичных данных с измерителей КЭ для их дальнейшего хранения в специализированной базе, а также представления информации в виде текущих и усредненных значений показателей качества электроэнергии (ПКЭ) и параметров электрической сети.

Статистическая обработка значений ПКЭ на длительных интервалах (сутки, неделя), выполненная на уровне средства измерения или базы данных, позволяет осуществлять контроль ПКЭ на соответствие нормам качества электроэнергии, указанным в ГОСТ 32144‑2013. В системе можно провести анализ статистики ПКЭ на длительных периодах, сформировать протокол измерений по любому пункту контроля. Дополнительно можно получить статистику случайных событий по категориям (провалы и прерывания напряжения, перенапряжения, импульсные напряжения), оценить влияние случайных событий на оборудование по ITIC-диаграмме.

В числе специфических возможностей СМКЭ «Энергосфера 8» – контроль качества электроэнергии на базе интегрального индекса КЭ. Данный индекс дает совокупную оценку качества электроэнергии по выборке измерителей КЭ на заданном интервале времени, позволяет выполнять сравнительный анализ и отслеживать тенденции изменения качества во времени по предприятию в целом или по его отдельным производственным подразделениям.

Таким образом, применение КСУЭР и СМКЭ на базе единого программного комплекса «Энергосфера 8» позволяет создать информационную основу для планирования и верификации эффективности мероприятий по энергосбережению промышленного предприятия и снизить энергоемкость производства.

Шаг 4: подтверждаем эффективность на практике

За более чем двадцать лет успешной работы компания «Прософт-Системы» зарекомендовала себя в качестве надежного разработчика программного и аппаратного оборудования в области автоматизации. Знаниям и опыту инженеров «Прософт-Системы» доверяют крупнейшие сетевые и генерирующие компании электроэнергетики, предприятия газовой, нефтяной, металлургической и других видов промышленности.

Программный комплекс «Энергосфера» с 2001 года применяется для создания интеллектуальных систем учета, в том числе автоматизированных информационно-измерительных систем коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ) субъектов оптового и розничного рынков электроэнергии, систем комплексного учета энергоресурсов промышленных холдингов и предприятий. Сегодня это мощный специализированный продукт, которым ежедневно пользуются энергетики нескольких сотен предприятий на территории России и стран СНГ.

Среди крупных реализованных проектов по организации комплексного учета энергоресурсов на базе ПК «Энергосфера» – создание территориально-распределенной системы учета АК «СИБУР», построение КСУЭР для предприятий ООО «УГМК-Холдинг», ООО «ВИЗ-Сталь», ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», ПАО «Северсталь» и многих других.

ООО «Прософт-Системы»

620102, г. Екатеринбург,

Волгоградская ул., 194А

Тел.: +7 (343) 356 51 11

Факс: +7 (343) 310 01 06

Как «умный» учет энергоресурсов поможет предприятиям повысить энергоэффективность? Код PHP » data-description=»Согласно принятой пять лет назад государственной программе по энергосбережению и повышению энергоэффективности, к 2020 году общая энергоемкость промышленного производства в России должна снизиться на 31,3 процента.
» data-url=»https://www.eprussia.ru/epr/288/6207373.htm»» data-image=»https://www.eprussia.ru/upload/iblock/4c3/4c305b54de70db05191743235beab682.jpg» >

Отправить на Email

19.04.2023 11:41:52 713

03.04.2023 20:59:26 Антон АРТЕМОВ 1522

Иван Трегубов: «Энергосбережение начинается с учета»