Технические науки/5. Энергетика

Почта Ю.В.

Государственное высшее учебное заведение «Национальный горный университет»

Управление энергоресурсами на базе беспроводных технологий передачи данных.

Современное состояние жилищно-коммунального сектора Украины требует инновационных подходов в технологических аспектах энергоучета.

Исследуемая концепция беспроводной передачи данных служит для модернизации системы учета бытовых абонентов и техническому обслуживанию внутридомовых сетей энергоснабжения, управлению поставками энергоресурсов и информационному обслуживанию потребителей энергопоставляющей компании.

Учитывая сложившуюся в настоящее время экономическую ситуацию необходимо инициировать режим обеспечения прозрачности всей технологической цепочки «производство-поставка-потребление» энергоносителей от поставщика до конечного потребителя. В частности, необходимым моментом является обеспечение прозрачного взаимного доступа производителей, поставщиков и потребителей к информации и данным, на основании которых осуществляются взаимные расчеты. Все это является возможным действенным механизмом предотвращения манипуляций и злоупотреблений со стороны монополистов, присутствующих на рынке услуг ЖКХ. Создание независимого центра энергоаудита, который бы в режиме реального времени отслеживал динамику изменений в потоках энергоносителей по всей технологической цепочке, является актуальной задачей, решение которой позволит перевести отношения между поставщиком и потребителем в цивилизованное русло.

Единственным методом решения проблемы регулирования расхода коммунальных ресурсов - является создание автоматизированной информационно-измерительной системы коммерческого учёта электроэнергии, воды, газа, тепловой энергии (АИИСКУЭ) с возможностью дистанционного снятия показаний счетчиков и хранении их в базе данных независимого сервисного центра энергоаудита и контроля. Установка общедомовых датчиков утечки природного газа, протечки воды и объединение их в единую систему диспетчерского управления «умной сетью» позволит предотвратить масштабные аварии техногенного характера. Объединение в систему управления датчиков состояния лифтов, охраны чердачных и подвальных помещений позволит существенно снизить риски возникновения аварийных ситуаций и сделает контроль жизнедеятельности предсказуемым.

Таким образом, объединение функционально различных устройств (счетчики, датчики, сенсоры) в единую систему учета и управления энергопотреблением и обеспечения безопасности жизнедеятельности соответствует мировой тенденции построения «умных сетей» на объектах ЖКХ, основанных на принципах энергосбережения и энергоэффективности. Экономическая выгода от эксплуатации подобной системы очевидна. Для потребителей она состоит в снижении эксплуатационных расходов  на 25-60%; снижении платежей за газ и электроэнергию на 30-50%; снижении платежей за воду на 30-40%; снижении платежей за тепло на 30%.

Сегодня перед энергокомпаниями и коммунальными предприятиями открылась беспрецедентная возможность преобразования сетей энергоснабжения в интеллектуальные сети, позволяющие управлять всей сетью энергоснабжения как единой системой. При этом потребители получают возможность не только получения достоверного отчета о потребленных энергоресурсах в режиме “on-line”, но и непосредственно участвовать в регулировании расхода энергии в домах и квартирах. Этому способствует новое поколение интеллектуальных приборов учета и устройств, поддерживающие двунаправленный интерфейс связи и управления. Предполагается, что внедрение инфраструктуры Smart Grid, основанной на идеологии IP-коммуникаций, поможет энергокомпаниям и коммунальным службам оптимизировать спрос и предложение, повысить безопасность и надежность сетей энергоснабжения, сократить эксплуатационные расходы. Данная технология позволит перейти к проактивному (предсказуемому) управлению энергосистемами, в отличие от реактивного (реагирование на ситуацию), осуществляемому в настоящее время. Таким образом, коммунальные службы должны превратиться в информационно-сервисные компании, оценивающие в реальном времени спрос и адаптирующие к нему свое предложение. Последнее позволит предотвращать аварийные ситуации до их возникновения.

Энергосбережение – наиболее эффективный путь модернизации ЖКХ. Суммарные затраты на производство 1-ого киловатта обобщенной мощности с помощью энергосберегающих мероприятий составляют менее 10% необходимых капиталовложений в строительство соответствующей генерирующей мощности. Потенциал энергосбережения в ЖКХ – 65%. Более 50% этого потенциала можно реализовать с помощью внедрения системного учета, построенного на современных инновационных IT-технологиях.

Опыт эксплуатации счетчиков в жилом секторе показал бесперспективность простого не автоматизированного приборного учета и имеет обратный социальный эффект. Кроме этого не решаются проблемы коммерческих потерь, оптимизации рабочих режимов и снижения пиковых нагрузок.

Инновационная беспроводная система мониторинга энергопотребления, построенная на базе энергосберегающей технологии ZigBee, позволяет:

· Производить единовременный съем показаний со всех приборов учета;

· Регулировать энергопотребление отдельных потребителей в соответствии с условием договора;

· Дистанционно управлять подачей энергоносителя отдельному потребителю;

· Пресекать несанкционированное использование энергоносителя;

· Адресно регулировать нагрузку отдельных потребителей в часы пиковых нагрузок системы.

Эффективность системы состоит в техническом и экономическом аспектах. Технический аспект заключается в возможности оптимизации эксплуатации существующих систем энергоснабжения, 30%-ом снижении потребляемой мощности и 50%-ом увеличении полезного отпуска; экономический – в устранении коммерческих потерь, справедливой оплате по фактическому энергопотреблению, прозрачном формирования тарифов.

Отличительной особенностью системы является возможность использования существующего парка приборов учета, установленных у потребителя. Дополнительными преимуществами являются: отсутствие привязки к производителю оборудования, безлицензионный частотный диапазон, использование в качестве коммуникационной среды Интернета. Последнее подразумевает отсутствие капитальных затрат на дорогостоящую IT-инфраструктуру.

Использование Internet в качестве среды передачи данных и управления уменьшает требования к качеству канала связи и повышает надежность работы системы в целом. Современные  тенденции  развития  автоматизации  указывают  на  бесперспективность и неэффективность закрытых системы  учета  энергоресурсов.  Направление развития, продиктованное  временем - открытые  системы.     Интернет сегодня является одной из наиболее динамично развивающихся отраслей. Web-браузер становится основным элементом организации взаимодействия разнообразных технических систем контроля, управления, связи, сбора и обработки данных, а открытые стандарты TCP/IP делают возможным их широкое использование во встраиваемых системах.