ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ/ 12.Автоматизированные системы управления на производстве

К.т.н. Барбасова Т.А.

Южно-Уральский государственный университет, Россия

Автоматизация решения задач энергосбережения и повышения энергоэффективности

Задачи энергосбережения и повышения энергоэффективности

Энергоёмкость ВВП России примерно в 2,5 раза выше среднемирового уровня. Высокая энергоёмкость российской экономики приводит к снижению энергетической безопасности. Поэтому Указом Президента Российской Федерации от 4 июня 2008 г. № 889 «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики» поставлена глобальная задача снижения энергоёмкости ВВП России к 2020 году не менее чем на 40% по сравнению с 2007 годом.

Система энергетического менеджмента для повышения энергетической эффективности

Для оперативного управления потреблением топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) на предприятиях необходимо внедрять системы энергетического менеджмента. Энергетический менеджмент (структура управления предприятием должна содержать подразделение, занимающееся внедрением энергосберегающих технологий и оборудования) заключается в управлении материальными, финансовыми и людскими ресурсами на предприятии с целью повышения эффективности использования ТЭР и снижения его затрат.

Энергетический менеджмент осуществляется на основе двух взаимосвязанных сфер деятельности: организации учета, контроля и диагностики потребления ТЭР и планировании и реализации энергосберегающих мероприятий (составление программы энергосбережения предприятия).

Энергетический менеджмент включает в себя последовательные стадии: измерение объема потребления ТЭР; проведение энергетических обследований с целью выявления резервов снижения потребления ТЭР; выбор энергосберегающих мероприятий, снижающих объем потребления ТЭР; реализация энергосберегающих мероприятий; мониторинг энергетической эффективности реализованных мероприятий.

Системный эффект энергосбережения, как показывает опыт промышленно развитых стран и крупных металлургических предприятий, может быть получен лишь на основе введения целостной системы энергетического менеджмента, охватывающей все подразделения предприятий области и все виды хозяйственной деятельности, в том числе и проведение энергоэффективных мероприятий повышения эффективности использования электрической энергии на нужды освещения [1,2].

Распределенная автоматизированная система диспетчерского управления систем освещения

Актуальной проблемой развития электроэнергетических систем освещения в РФ является их модернизация на основе внедрения новых высокоэффективных источников света, гибкого индивидуального управления источниками света в гибридных комплексах освещения. Решение данной проблемы тормозится высокой стоимостью светодиодных источников, аппаратуры автоматизированных систем, отсутствием методологии и технических решений построения гибких адаптивных систем автоматизированного управления сложными гибридными комплексами наружного освещения. Для реализации проектов модернизации систем освещения целесообразно использовать технико-экономический механизм эволюционной модернизации систем наружного освещения на основе возвратно-целевого финансирования проектов при повышении функционального резерва светодиодных источников света [3].

Повышение эффективности использования электрической энергии можно достичь на основе модернизации освещения, которая состоит во внедрении автоматизированной системы диспетчерского управления уличным освещением с перспективой последовательного внедрения новых высокоэффективных источников света на базе светодиодов.

Целью создания распределенной автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ) с гибкой итерационной структурой, с плавным регулированием яркости светильников уличного освещения является повышение энергетической эффективности, надежности и качества уличного освещения на основе централизованного автоматического и оперативно-диспетчерского управления режимами светодиодных источников света, предназначенных для освещения улиц, объектов и территорий городов и населенных пунктов, расположенных в районах с умеренно-холодным климатом.

В силу сложившихся экономических условий объем первоначальных источников финансирования работ является ограниченным, поэтому для данного проекта предполагается усиление финансирования на основе использования существующего потенциала энергосбережения.

В основу усиления финансирования работ по модернизации системы уличного освещения целесообразно положить технико-экономический механизм возвратного целевого финансирования. Общая схема возвратного целевого финансирования состоит в организации специализированной программы модернизации уличного освещения. Расчет специализированных программ модернизации, как систем освещения, так и жилищно-коммунальных и промышленных объектов целесообразно производить автоматизированными информационными системами повышения энергетической эффективности (АИС-ЭНЭФ).

Программное обеспечение АИС-ЭНЭФ предприятия

Успех введения системы энергетического менеджмента предприятия существенно зависит от уровня автоматизации задач энергетического менеджмента. Разработанная АИС-ЭНЭФ предназначена для поддержки принятия решений по контролю и планированию потребления энергетических ресурсов – электроэнергии, природного газа. Структурная схема автоматизированной системы энергетического менеджмента приведена на рис. 1.

На основе данных АСУ Энергоучет и технических отчетов, представляемых подразделениями, формируется информационная база данных технических отчетов об эффективности использования энергетических ресурсов за отчетный период (сутки, месяц, год). С использованием информации в представленных техотчетах осуществляется текущий контроль эффективности использования энергетических ресурсов подразделениями. При этом также используются данные расчетно-нормативной базы. Текущая информация, содержащаяся в техотчетах, подвергается факторному анализу, при этом выявляются факторы, существенно влияющие на эффективность энергопотребления. Выявленные факторы и зависимости используются для построения текущих энергетических характеристик потребителей энергоресурсов.

Рис. 1. Структурная схема автоматизированной системы энергетического менеджмента предприятия

На основе полученных характеристик производится корректировка расчетно-нормативной базы энергопотребления. С использованием скорректированной расчетно-нормативной базы на последующий период подразделениям рассчитывается нормы и плановые задания по энергопотреблению. На всех этапах контроля и формирования плановых заданий осуществляется энергетическая экспертиза, целью которой является определение «узких» мест потребления энергетических ресурсов и выявление резервов снижения объемов потребления энергии. Для развязки указанных «узких» мест эксперты с использованием результатов факторного анализа определяют требуемые корректирующие мероприятия. Выполнение предписанных мероприятий служит целям сокращения энергетических затрат подразделениями.

В отличие от простого коммерческого учета на вводах предприятия предлагаемая система основана на построении энергетических характеристик конкретных цехов, производственных участков или подразделений. Это позволяет осуществлять точный прогноз потребления энергетических ресурсов, выявлять места возникновения перерасхода ресурсов, выяснять причины возникновения перерасхода энергетических ресурсов, оценивать резервы снижения энергоемкости производства на основе предписываемых энергосберегающих мероприятий.

Заключение

Автоматизация решения задач энергоменеджмента позволит ввести строгие и обязательные к исполнению формы технической отчетности как по эффективности использования энергетических ресурсов, так и по выполнению энергосберегающих мероприятий. Создание автоматизированной системы энергетического менеджмента будет являться организующим началом, направленным на достижение системного эффекта энергосбережения в масштабах области.

Предложен подход к оптимальному решению задач управления производственными процессами по критериям технико-экономической и производственной эффективности с целью достижения системного эффекта сбережения, как на промышленных предприятиях так и на объектах социальной сферы [1].

Литература

1. Автоматизированные системы управления в энергосбережении (опыт разработки): монография / под ред. Л.С. Казаринова / Казаринов Л.С., Шнайдер Д.А., Колесникова О.В., Барбасова Т.А. и др. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, издатель Т. Лурье, 2010. – 228 с., ил.

2. Казаринов Л.С. Концепция повышения энергетической эффективности комплексов наружного освещения / Казаринов Л.С., Вставская Е.В., Барбасова Т.А. //"Фундаментальные исследования", №12, – 2011, – С. 553– 558.

3. Казаринов Л.С. Разработка проектов энергоэффективных систем уличного освещения на основе инновационного технико-экономического механизма возвратно-целевого усиления бюджетного финансирования / Л.С. Казаринов, Т.А. Барбасова // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». – 2011. – Вып. 14, №23 (240). – С. 92–98.