Начавшееся в связи с созданием оптового рынка электроэнергии массовое внедрение автоматизированных информационно-измерительных систем учета и контроля электроэнергии (АИИСКУЭ) в настоящее время трансформируется в так называемые АСУ-Э - автоматизированные системы управления хозяйством энергетики предприятия.
Регулируя по‑новому
Производителей АСУ-Э достаточно большое количество, но все эти системы объединяет одно - эти системы, являясь естественным расширением АИИСКУЭ, остаются информационно-измерительными и, по сути, не являются управляющими системами, сертифицируются как информационно-измерительные комплексы (ИИК). Основные управляющие воздействия производятся операторами, как бы они, эти операторы, ни назывались. То есть они предоставляют информацию того или иного качества для людей, принимающих решения. Несомненно, грамотное принятие решения по тому или иному аспекту энергоснабжения на основе полной информации значительно повышает энергобезопасность, энергоэффективность и прочее, и прочее, однако говорить об автоматизированном управлении энергетикой предприятия, видимо, пока еще рано.
При технологическом расчете нового производства всегда возникают вопросы, связанные с потребной электрической мощностью для нового оборудования. И даже при наличии расчетов производственного цикла, в соответствии с которыми энергопринимающее оборудование будет включаться по определенному графику, потребная мощность принимается с запасом из‑за того же человеческого фактора - ошибочные действия оператора не должны привести не только к фатальным перегрузкам, но и к срабатыванию механизмов защиты от перегрузок, а следовательно - к срыву технологического цикла. С другой стороны, присоединение каждого лишнего киловатта увеличивает себестоимость запуска производства.
Выходом из создавшейся ситуации является созданная нами вместе с нашими партнерами автоматическая система управления энергопотреблением производства АСУ-ЭПП «Астра-ЭП». В рамках данной статьи не буду утомлять читателей сведениями о протоколах, стандартах, внутренних процессах и прочем. Дам ответ на основные вопросы, которые волнуют руководителей предприятия: «Что и как делает система?» и «Сколько стоит?».
Итак: «Что и как делает?». Делает, на самом деле, достаточно простые вещи. Вообще, при создании данной системы мы исходили из того, что она должна быть как можно более простой, понятной для эксплуатирующего персонала и, самое главное, дешевой.
Для автоматического регулирования есть два основных пути. Первый - не дать включить дополнительное оборудование, пока не будет отключена нагрузка, выпадающая из графика энергопотребления. Второй путь - при включении дополнительного оборудования автоматически отключить какую‑либо другую нагрузку. В последнем случае назовем отключаемую нагрузку балансирующей. В обоих случаях автоматизированная система следит за тем, чтобы суммарная потребляемая мощность в каждый период времени не превышала заданную максимальную величину по каждому подводящему кабелю и всей системе в целом. Данная система может работать как в масштабах всего предприятия, так и в масштабах, например, одного цеха.
Вопросы планирования
В процессе планирования производственно-технологического процесса одним из разделов плана является план энергопотребления. Данный план закладывается в АСУ-ЭПП. АСУ постоянно следит за текущей потребляемой мощностью и, если расчетная величина вновь присоединяемой нагрузки увеличит общую мощность до недопустимой, не разрешает включить данную нагрузку, о чем уведомляет оператора (к сожалению, и здесь без него не обойтись). Однако в данном случае оператор уведомляется о срыве заложенного в систему энергоснабжения технологического процесса, что уменьшает «человеческий фактор» в ошибках при принятии решения.
Использование «балансирующих нагрузок» более неоднозначная вещь. Часто невозможно автоматически отключить большинство нагрузок предприятия без нарушения производственного цикла или исходя из соблюдения мер безопасности. В рамках одного из наших проектов такой балансирующей нагрузкой являлась система электрического инфракрасного отопления цеха предприятия. В связи с тем, что отдельные зоны отопления включались раздельно, им были присвоены различные приоритеты в каждый период времени. При нехватке мощности начинали отключаться зоны отопления, имеющие наименьший приоритет, о чем сообщалось оператору. Таким образом, суммарная мощность одновременно включенного энергопринимающего оборудования не могла превышать величины, заданной программно. В иных случаях балансирующей нагрузкой может являться, например, вспомогательное освещение, отопление или иное оборудование, отключение которого допустимо без последствий для технологического процесса и безопасности.
Программирование АСУ-ЭПП производится с одного рабочего места. Этот вопрос - принципиальный. Мы считаем, что автоматическая система должна работать, в основном, автономно. Визуализация производимых автоматом действий может производиться в удобное для персонала время, работа же системы не должна зависеть от надежности персональных управляющих компьютеров. То есть персональный компьютер в процессе управления в дальнейшем не участвует, а может служить исключительно для перепрограммирования и визуализации.
Каковы затраты?
Сколько может стоить данная система? При разработке мы исходили прежде всего из сравнения единовременных затрат на покупку мощности и стоимости самой системы. Понятно, что в каждом конкретном случае стоимость системы будет отличаться в зависимости от поставленных задач. В вышеприведенном примере общая мощность энергопринимающего оборудования составляла 500 киловатт. Подведенная мощность - 250 киловатт. Количество коммутируемых внутренних кабельных трасс - 15. Стоимость системы составила меньше 2 миллионов рублей, включая все работы по проектированию, установке и настройке.
Исходными данными для проектирования являлись данные энергоаудита, данные, полученные от АИИСКУЭ, и расчетная мощность энергопринимающего оборудования. Если вы знаете стоимость покупки 1 кВт электроэнергии в вашем регионе, стоимость прокладки дополнительных кабельных трасс, установки дополнительных трансформаторов и т. д., посчитать единовременный эффект будет не так сложно.
Не стоит забывать и о дополнительных долгосрочных эффектах, возникающих в процессе эксплуатации, - гарантированная защита от перегрузок питающей сети в каждом управляемом сегменте и вводных кабелей, отсутствие штрафов за превышение предприятием лимита пиковой и заявленной мощности, возможность не только планировать энергопотребление, но и контролировать процесс с немедленным устранением нарушений. В свою очередь, запланированная оптимальная загрузка трансформаторов в ТП приведет к уменьшению потерь на преобразовании электроэнергии. Кроме того, очевидно, что свое-временное отключение нагрузок приведет к дополнительной экономии электроэнергии и, соответственно, денежных средств.
Необходимо отметить, что система «Астра-ЭП» не является альтернативой АИИСКУЭ. Информационно-измерительные системы, установленные на предприятии, и комплекс аппаратно-программных средств «Астра-ЭП» являются звеньями одной управляющей цепи, когда данные, полученные из АИИСКУЭ, служат исходными для АСУ-ЭПП.
Разработанная нами система, конечно, не является уникальной. Существует некоторое количество разработок в этой области. Однако при разработке данной системы упор делался прежде всего на простоту эксплуатации и экономическую эффективность от внедрения. Мы отталкивались от отечественных разработок. Электронные устройства, используемые в системе «Астра-ЭП», не имеют избыточных функций и поэтому на порядок дешевле зарубежных аналогов. В связи с этим для повышения надежности технологических процессов всегда можно предусмотреть дополнительное резервирование отдельных устройств системы без ее значительного удорожания.
Сергей ГОРДИЕНКО, ООО «Астра-Инжиниринг»
Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber
