Автоматизированный центр мониторинга энергоэффективности объектов ЖКХ и бюджетной сферы

Д.А. Шнайдер

Рассмотрена актуальность, функции, особенности и опыт реализации автоматизированных систем мониторинга и диспетчерского управления потреблением энергоресурсов объектами жилищно-коммунального хозяйства в рамках Приоритетного направления развития «Энергосбережение в социальной сфере» Национального Исследовательского Университета ЮУрГУ.

An energy efficiency monitoring and dispatch center

for residential and public utilities

D.A. Shnayder

A computerized energy use monitoring and dispatch center for residential and public utilities is considered. A case study of the South Ural State University Energy conservation program is discussed.

Сегодня, в рамках Федерального Закона от 23.11.2009 N 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности…» активно решается задача оснащения объектов бюджетной сферы приборами учета энергоресурсов. К примеру, в городе Челябинске таких объектов более тысячи. Это школы, детские сады, больницы, учебные и административные здания. Следующий этап – жилой фонд.

Реализация расчетов по приборам учета требует значительных финансовых затрат, причем не только на установку самих приборов, но и на их эксплуатацию. Действительно, если принять во внимание только общедомовые счетчики, то, например, для города Челябинска их количество может составить десятки тысяч. А количество квартирных счетчиков еще на несколько порядков больше. Отсюда очевидно, что без использования средств автоматизации эксплуатация приборов учета в масштабах города практически невозможна.

Другой актуальной задачей энергосбережения в жилищно-коммунальном хозяйстве является обеспечение надежной бесперебойной работы инженерных систем и сетей, оперативное реагирование и устранение аварийных ситуаций, автоматизированный диспетчерский контроль и автоматическое регулирование объемов потребления энергоресурсов на объектах.

В целях отработки механизмов практической реализации поставленных задач в рамках Приоритетного направления развития «Энергосбережение в социальной сфере» Национального Исследовательского Университета ЮУрГУ в настоящее время реализован пилотный проект автоматизированного центра мониторинга энергоэффективности (АСЦЭ) объектов ЖКХ, в рамках которого внедрена автоматизированная управляющая информационно-измерительной система параметров тепло-, водо-, электроснабжения и уличного освещения комплекса зданий ЮУрГУ. Система построена на базе программно-технического комплекса «ПолиТЭР».

Главными целями создания АЦМЭ является анализ эффективности и регулируемое снижение потребления топливно-энергетических ресурсов, минимизация аварий в инженерных сетях и выявление потенциала энергосбережения на объектах ЖКХ и бюджетной сферы. Перспективой развития пилотного проекта является реализация автоматизированного ситуационного центра мониторинга энергоэффективности для ЖКХ и объектов бюджетной сферы города Челябинска и других муниципальных образований РФ.

Для достижения поставленной цели в рамках пилотного проекта решаются следующие задачи:

- оперативное предоставление информации о фактическом потреблении и показателях качества энергоресурсов;

- анализ энергетической эффективности объектов ЖКХ на основе моделей объектов, данных нормативного и фактического потребления ТЭР в реальном времени;

- оперативный контроль работоспособности приборов учета и регулирования потребления ТЭР, выявление аварийных ситуаций;

- диспетчерское управление и оптимизация режимов функционирования инженерных систем и сетей ЖКХ по критериям энергетической эффективности;

- формирование и ведение единой базы данных технических характеристик и эксплуатационной документации приборов учета энергоресурсов.

Общая структура АЦМЭ в масштабах города включает в себя несколько уровней, связанных информационно-вычислительными сетями. Структура включает в себя различные группы и категории пользователей: поставщики энергоресурсов, инженерно-технические и аварийные службы, администрация города, управляющие компании, конечные потребители. В основе данной системы лежит распределенная система хранения данных, компоненты которой связаны высокоскоростными вычислительными сетями. В связи с масштабностью потоков данных приборного учета для их обработки и анализа планируется использовать вычислительные мощности суперкомпьютера ЮУрГУ.

Базовой основой для сбора данных и формирования команд управления является автоматизированная система диспетчерского управления (АСДУ), объединяющая в себе нижний полевой уровень приборов учета и регулирования, сервер базы данных и автоматизированные рабочие места пользователей. С функциональной точки зрения структура АСДУ делится на подсистемы оперативно-диспетчерского управления и коммерческого учета энергоресурсов. В рамках реализуемого проекта используется программное обеспечение «АСДУ «ПолиТЭР», хорошо зарекомендовавшее себя на объектах города Челябинска и области.

Программное обеспечение АСДУ «ПолиТЭР» поддерживает открытые стандарты интеграции, например, протоколы MODBUS, ГОСТ Р МЭК 61107-2001, HTTP, OPC-технологии обмена данными. Постоянно расширяется линейка поддерживаемых контроллеров и приборов учета сторонних производителей, используемых в системах ЖКХ. Для мало распространенного оборудования существует возможность реализации нестандартных протоколов обмена данными. В основе системы хранения данных лежит надежная масштабируемая система управления базой данных Oracle.

Особенностью программного обеспечения «АСДУ «ПолиТЭР» являются встроенные средства онлайн-анализа в реальном времени. Это контроль отклонений всех измеряемых параметров за установленные пределы, выявление утечек в трубопроводах, расчет нормативных значений технологических параметров (температурных графиков, расходов воды и т.д.) и объемов потребления ресурсов. Система осуществляет оперативное выявление отклонений от норм с учетом допусков, реализует функции диагностики исправности приборов учета и контроллеров. Кроме того важной функциональной особенностью является программный модуль «Паспорт счетчика», позволяющий осуществлять ввод, хранение и обработку паспортной информации о доме и оборудовании узлов учета.

Опыт эксплуатации автоматизированных систем диспетчерского контроля и управления в управляющих компаниях ЖКХ г. Челябинска и городов Челябинской области показал, что экономия тепловой энергии составляет в среднем 20-25%, электроэнергии – до 40%, эксплуатационные затраты при этом снижаются в 2 и более раз.