Система адаптивного управления производством и распределением энергоресурсов

Сегодня состояние энергетики Российской Федерации не позволяет в полной мере обеспечить интенсивное развитие экономики и социальной инфраструктуры страны. Растущая потребность в энергоресурсах выявляет ряд ограничений, связанных не только с высоким уровнем потерь энергоносителей в транспортной сети, но и фактически с возможностью оказания услуг технологического присоединения. Указанные ограничения являются побудительным мотивом для рассмотрения новых подходов к развитию отрасли. Пожалуй, основным негативным фактором является отставание во внедрении современных средств и систем адаптивного управления, обеспечении их необходимой информацией для оперативного управления в реальном времени.

Инфраструктура жизнеобеспечения современного населённого пункта, промышленного предприятия представляет собой конгломерат сложнейших технических систем, вписанных в ландшафт плотной городской или промышленной застройки — это системы энерго-, газо-, тепло- и водоснабжения, а также канализация, уличное освещение, городской или технологический транспорт на электротяге (метро, троллейбусы, трамваи, технологический транспорт), системы связи, системы безопасности и пр. Надёжное функционирование этих систем в коммунальном хозяйстве населённых пунктов, энергетических сетях промышленных предприятий — залог социального благополучия граждан и одна из приоритетных задач социально-экономической политики администраций различного уровня. Ведь интенсивное развитие промышленных предприятий и населённых пунктов, создание грандиозных социально-технических проектов просто невозможны без обеспечения бесперебойного энергоснабжения и повышения энергетической эффективности.

Отлаженное и стабильное функционирование оборудования, кабельных трасс и трубопроводов является главной задачей городских коммунальных служб, населённых пунктов и соответствующих структурных подразделений промышленных предприятий. Сегодня наше энергетическое хозяйство требует постоянного ремонта, причём нередко — аварийного. Более того, содержание городского коммунального хозяйства или энергетического хозяйства промышленного предприятия является одной из существенных статей расходной части бюджетов различного уровня, имеющей явную тенденцию к росту по причине износа оборудования и увеличения стоимости материалов. И, хотя создание «умных» сетей — мировая тенденция, задача, стоящая перед российскими энергетиками и учёными, гораздо более сложная и многогранная. Объясняется это историческими и географическими различиями в развитии энергетики у нас и на Западе. К примеру, Российская Федерация является одной из очень немногих стран, имеющих разветвлённую структуру магистральных электрических сетей, по которым электроэнергия передаётся на сотни или тысячи километров. Поэтому и значение, которое вкладывается в понятие «умные сети», несколько иное. Зарубежное понимание умных сетей (Smart Grid) — это дооснащение существующих распределительных сетей на границах с потребителями устройствами учёта, соединёнными в единую информационную сеть и позволяющими оптимально расходовать энергоресурсы, а также включение в сеть малой и возобновляемой генерации.

Тем не менее имеется ряд решений, позволяющих использовать успешный опыт западных компаний в Российской Федерации с учётом отечественной специфики производства и распределения энергоресурсов. За рубежом действительно есть яркие примеры того, как новые технологии позволяют добиться существенного эффекта при построении адаптивных систем управления всеми циклами производства и распределения энергоресурсов. Например, в Германии для решения описанных выше задач корпорация PSI AG использует технологию PSIcontrol MultiNet. Система адаптивного управления производством и распределением энергоресурсов включает в себя единую систему мониторинга и анализа технологических процессов электро-, газо-, водо- и теплоснабжения города. Система позволяет анализировать режимы работы оборудования, проводить оперативные переключения, своевременно локализовывать технологические нарушения, определять способы быстрого и полного восстановления работы системы и проводить оценку влияния каждого технологического нарушения на работу смежных систем и прочее.

ПРЕИМУЩЕСТВА ОБЪЕДИНЕНИЯ СИСТЕМ

Объединение систем управления различными видами энергоресурсов в первую очередь позволяет снизить издержки бюджетов различного уровня на эксплуатацию энергетического хозяйства. Благодаря применению такой технологии предприятия промышленности и коммунального хозяйства смогут сокращать время на устранение аварий на трассах за счёт более точного определения причин и места аварии, а также исключить человеческий фактор, ведь именно он в большинстве случаев является основной причиной возникновения технологических нарушений.

Использование адаптивной системы управления различными видами энергоресурсов снижает потребность в обслуживающем персонале за счёт использования унификации применяемых решений и сокращения количества эксплуатируемых систем до одной. Обеспечение прозрачности процессов проведения ремонтных кампаний, эффективное распределение нагрузки между бригадами и исключение их простоев, отслеживание перемещения автомобильной и тракторной техники и их навигация приводят к значительному снижению эксплуатационных расходов.

Одновременный контроль в режиме реального времени оперативного персонала за состоянием всех компонентов энергетического хозяйства, хронологией развития возникающих технологических нарушений, определение влияния событий в одной подсистеме на работоспособность смежных подсистем в рамках единого информационного пространства, в том числе в ГИС-представлении, обеспечивает снижение времени ликвидации технологических нарушений и восстановления энергоснабжения потребителей.

Таким образом, комплексная адаптивная система управления производством и распределением энергоресурсов является прогрессивной инновационной технологией, позволяющей объединить в рамках одной платформы оперативно-технологическое управление всей энергетической инфраструктурой населённого пункта или промышленного предприятия.

Полная функциональность PSIcontrol MultiUtility для диспетчерского управления системами энерго-, водо-, газо-, теплоснабжения позволяет: осуществлять всесторонний мониторинг температурных режимов, гидравлических и газовых потоков по всем типам коммуникаций; проводить расчёт стационарных, квазистационарных и нестационарных режимов работы коммуникаций; анализировать состояния ресурсообеспечения потребителей различных уровней и категорий; обнаруживать места недозагрузки и перегрузки коммуникаций; рассчитывать безопасные гидравлические режимы (для тепла, водоснабжения и водоотведения) с учётом технических характеристик и степени износа трубопроводов; рассчитывать реальную пропускную способность трубопроводов и пр.

Полностью русифицированный интерфейс MultiNet обладает уникальными для диспетчера свойствами: тандемные рабочие места диспетчеров (одновременное управление средством коллективного отображения информации с двух и более мест), многоуровневое разделение зон ответственности операторов при одновременной работе в системе, удобное и наглядное масштабирование необходимой информации, топологическая раскраска сетей по различным критериям, геоинформационное представление сетей с привязкой к местности, синхронное отображение состояния объектов сетей на детальных, общих, обзорных схемах. Технология PSIcontrol MultiNet отличается высокими динамическими характеристиками работы системы — все запросы оператора выполняются мгновенно.

Сегодня в Европе реализовано уже более 50 успешных проектов по внедрению диспетчерских центров PSIcontrolMultiNet.

Сложившаяся к настоящему моменту общая структура энергетической системы нашей страны крайне разнородна по широкой совокупности технико-технологических и иных параметров и характеристик, что сдерживает процесс ликвидации существующих диспропорций и требует упорядочения в рамках единого подхода, который целесообразно сформировать на новых принципах построения энергосистем.

Таким образом, именно использование таких технологий может дать российским населённым пунктам и промышленным предприятиям основу для создания «умных сетей», в которых все элементы инфраструктурного энергообеспечения интегрированы между собой и развиваются синхронно ради единой цели — обеспечения бесперебойного, эффективного, безопасного и комфортного потребления энергоресурсов конечным потребителем.