В 2010 году была утверждена государственная программа, направленная на снижение энергоёмкости экономики в России [1]. Она предлагает конкретные мероприятия для энергосбережения и повышения энергоэффективности промышленных предприятий с целью снижения общей энергоёмкости промышленного производства на 31,3% к 2020 году.
Любые мероприятия по энергосбережению на промышленном предприятии должны начинаться с организации автоматизированного учёта всех имеющихся энергоресурсов. Автоматизированный учёт позволяет систематизировать данные о потребляемых ресурсах, выявить потери, обеспечить достоверной информацией персонал предприятия для планирования и повышения энергоэффективности производства.
Опыт показывает, что только внедрение и эксплуатация автоматизированной системы учёта энергоресурсов позволяет снизить потребление энергоресурсов на 15–20%. Также появляется возможность оперативно выполнять оценку эффективности внедрения любых других энергосберегающих технологий и мероприятий, отслеживая энергобаланс предприятия в реальном времени с помощью автоматизированной системы учёта.
Примером успешного технологического решения для интеллектуального учёта 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 ПК.
Структура КСУЭР на базе ПК «Энергосфера»
ПК «Энергосфера 8» может применяться при построении различных видов интеллектуальных систем учёта, в том числе комплексной системы учёта энергоресурсов (КСУЭР).
КСУЭР на базе ПК «Энергосфера» обеспечивает автоматизированный коммерческий и технический учёт количества выработанной, распределённой и потреблённой электрической и тепловой энергии, горячей и холодной воды, различных видов газообразных энергоносителей, мазута и др.
Система выполняет следующие функции:
- в автоматическом режиме собирает данные с узлов учёта;
- обрабатывает и архивирует полученную информацию;
- выполняет расчёты;
- формирует отчётные документы;
- передаёт подготовленные данные для ведения отчётно-плановой деятельности предприятия;
- предоставляет собранную информацию в виде мнемосхем, таблиц, графиков, журналов событий.
Структура сбора данных в зависимости от масштаба и территориальной распределённости предприятия может быть двух- или трёхуровневой. Двухуровневая система содержит узлы учёта и центр сбора данных, трёхуровневая дополнительно включает сбор данных на промежуточное устройство сбора и передачи данных (УСПД).
В настоящее время ПК «Энергосфера 8» обеспечивает поддержку более чем 300 типов различных приборов учёта и УСПД. В их число входят хорошо известные счётчики, расходомеры и УСПД отечественных и зарубежных производителей: АО «Концерн Энергомера», ООО «НПК «Инкотекс», ООО «Эльстер Метроника», ЗАО «Взлёт», АО НПФ ЛОГИКА и многих других.
Интерфейсы пользователей системы организуются с помощью Windows-приложения АРМ «Энергосфера». Кроме того, для просмотра данных о потреблении и распределении электроэнергии можно использовать удалённый доступ по сети Интернет, применяя обычный Web-браузер на стационарном или мобильном устройстве.
Энергобаланс предприятия
Для эффективного управления производством важно иметь текущую и ретроспективную картину потребления всех типов энергоресурсов в абсолютных и относительных единицах измерения.
ПК «Энергосфера 8» позволяет выстроить и предоставить пользователю энергобаланс предприятия (рис. 1) в виде набора расчётных схем, таких как структура потребления энергоресурсов по их типам и подразделениям, размещение приборов учёта в структуре предприятия, балансы распределения энергоресурсов по отдельным цехам и т.д. При этом обеспечивается автоматический расчёт итоговой информации по мере поступления измерений с приборов учёта. Недостающие данные можно ввести вручную.
Энергобаланс предприятия позволяет лучше понять структуру потребления энергоресурсов, отследить динамику потребления ресурсов, сравнить потребление с данными предыдущих периодов, своевременно выявить и снизить непроизводственные потери. Кроме получения абсолютных величин, можно сконфигурировать расчёт удельных показателей расхода энергоресурсов, например, расход электроэнергии на единицу выпускаемой продукции, и использовать в дальнейшем для оценки эффективности проводимых мероприятий по энергосбережению.
КСУЭР «Энергосфера» предоставляет пользователям богатые возможности по организации и ведению отчётно-аналитической деятельности. Для формирования отчётов используются поставляемые с программным обеспечением типовые шаблоны. С помощью встроенного редактора быстро и просто создаются любые новые шаблоны и отчёты.
Наряду с учётом 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.
Контроль качества электроэнергии
ПК «Энергосфера 8», кроме учёта количества электроэнергии, также позволяет организовать мониторинг и контроль её качества (рис. 2).
Известно, что нарушение качества электроэнергии (КЭ) отрицательным образом сказывается на энергетических характеристиках электрооборудования и технико-экономических показателях предприятия в целом. Например, при значениях суммарного коэффициента гармонических составляющих напряжения KU в диапазоне 7–15% потери в электрической сети от высших гармоник могут достигать 10–12% суммарных потерь мощности. При значении коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности K2U = 5% дополнительные потери в обмотках асинхронных двигателей составляют около 50% основных потерь прямой последовательности [2].
Система мониторинга и контроля качества (СМКЭ) на базе ПК «Энергосфера» обеспечивает автоматизированный сбор первичных данных с измерителей КЭ, хранение данных в специализированной базе, представление информации в виде текущих и усреднённых 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» – также контроль качества электроэнергии на базе интегрального индекса КЭ. Данный индекс даёт 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 и отдельным производственным подразделениям.
Таким образом, применение КСУЭР и СМКЭ на базе единого программного комплекса «Энергосфера» позволяет создать информационную основу для планирования и верификации эффективности мероприятий по энергосбережению промышленного предприятия и обеспечить снижение энергоёмкости производства.
Практический опыт
За более чем двадцать лет успешной работы компания «ПРОСОФТ-Системы» зарекомендовала себя в качестве надёжного разработчика программного и аппаратного обеспечения 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 «Энерго-сфера» с 2001 года применяется для создания интеллектуальных систем учёта, в том числе автоматизированных информационно-измерительных систем коммерческого учёта электроэнергии (АИИС КУЭ) субъектов оптового и розничного рынков электроэнергии, систем комплексного учёта 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 учёта энергоресурсов на базе ПК «Энергосфера» – создание территориально-распредёленной системы учёта ОАО «АК «Сибур», построение КСУЭР для предприятий ООО «УГМК-Холдинг», ООО «ВИЗ-Сталь», ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», ПАО «Северсталь» и многие другие. ●
Литература
- Государственная программа Российской Федерации «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года» : РП РФ от 27.12.2010 № 2446-p [Электронный ресурс] // Сайт «Российской Газеты». – Режим доступа : http://rg.ru/2011/01/25/energosberejenie-site-dok.html
- Карташёв И.И., Тульский В.Н., Шамо-нов Р.Г. и др. Управление качеством электроэнергии / под ред. Шарова Ю.В. – М. : Издат. дом МЭИ, 2006.
Автор – сотрудник
ООО «ПРОСОФТ-Системы»
Телефон: (343) 356-51-11
E-mail: info@prosoftsystems.ru
автоматизация
автоматизация
автоматизация
автоматизация
