Авторы: Лебедев Виталий, Прангишвили Ивери, Ядыкин Игорь

Новые возможности комплексного учета энергоресурсов и воды для регионов России

В условиях реформирования энергетики и ЖКХ возрастает интерес к формированию инфраструктуры топливно-энергетического комплекса региона, к которой относятся и современные информационно-аналитические системы контроля и управления энергоснабжением. В данной статье описаны принципы построения, преимущества и особенности автоматизированных систем коммерческого учета производства, распределения и потребления воды и энергоресурсов в регионе (АСКУЭПР1 ). Подобная система в последние годы успешно внедряется в Москве в рамках городской программы энергосбережения.

АСКУЭПР Москвы

Одним из путей решения проблемы энергосбережения и эффективного управления ТЭК региона является создание автоматизированной системы контроля, учета и управления эффективностью производства и распределения мощности и энергии (тепловой и электрической) в масштабах региона (АСКУЭПР "РЕГИОН") как крупномасштабной территориально распределенной межкорпоративной информационно-измерительной системы. Прототипом этой системы для московского региона является АСКУЭПР Москвы.

В ОАО "Мосэнерго" АСКУЭПР была задумана в 1998 г. как интегрированная информационно-измерительная система, формирующая энергетический баланс города по всем видам энергоресурсов. Работы по ее созданию в г. Москве были начаты в мае 1998 г. на основании постановления Московской городской думы № 48 от 13 мая 1998 г. "Об утверждении первоочередных мероприятий по развитию реформы жилищно-коммунального хозяйства города Москвы". На первом этапе работ была создана и утверждена Программа по разра- ботке и внедрению автоматизированной системы контроля, учета и управления эффективностью производства и распределения мощности и энергии (тепловой и электрической).

К настоящему времени произошли изменения в нормативно-законодательной базе в сфере правовых отношений в электроэнергетике и развития информационных технологий; появились первые решения исполнительной власти города о создании АСКУЭПР Москвы. Сегодня это единая информационная система, объединяющая объекты ТЭК и предприятия бюджетной сферы, являющиеся крупными потребителями энергоресурсов. Распоряжением Правительства Москвы № 1674 РП от 31 сентября 2002 г. принято решение о финансировании работ по созданию АСКУЭПР за счет средств городского бюджета. Заказчиком на проведение работ является ОАО "Центральная метрологическая компания", а городским инвестором выступает департамент градостроительной политики, развития и реконструкции города.

Основные характеристики

Основной целью создания АСКУЭПР Москвы является не только информационное обслуживание пользователей - руководителей и специалистов системы городского управ- ления, - но и принятие в центрах управления городским хозяйством эффективных стратегических и оперативных решений в области обеспечения снабжения города энергоре- сурсами и водой. АСКУЭПР Москвы является распределенной системой, управляемой как в ручном, так и в автоматическом режиме, что объясняет сложность ее проектирования и эксплуатации. Пользователями системы являются следующие структуры города:

*комплекс информационного обслуживания аппарата правительства Москвы и мэрии;
*комплекс городского хозяйства;
*комплекс социальной защиты;
*комплекс перспективного развития города;
*система информационного обслуживания административно-территориальных округов;
*система информационного обслуживания муниципальных округов.
Структура системы учета АСКУЭПР Москвы является пятиуровневой распределенной информационной аналитической системой, предназначенной для коммерческого учета всех основных энергоресурсов, воды и промышленных стоков в масштабе Московского экономического региона и предоставления необходимой аналитической информации правительству Москвы и региональной энергетической комиссии (см. рисунок). Все уровни АСКУЭПР связаны между собой каналами связи. На отдельных уровнях выполняются следующие задачи сбора и обработки данных: Первый уровень - первичные измерительные системы (ПИС), непрерывно или дискретно осуществляющие измерения показателей учета (расход, мощность, давление, температуру, количество энергоносителя, количество теплоты с энергоносителем, мощность, количество электроэнергии) по точкам учета энергоресурсов (фидер, труба и т. д.)2. Второй уровень - устройства сбора и подготовки данных (УСПД), т. е. специализированные контроллеры со встроенным программным обеспечением, осуществляющие круглосуточный сбор измерительных данных с территориально распределенных ПИС, накопление, обработку и передачу этих данных на верхний уровень. Третий уровень - интегральные системы коммерческого учета на энергообъекте со специализированным программным обеспечением, осуществляющие сбор информации с контроллера (или группы контроллеров), итоговую обработку этой информации как по точкам учета, так и по их группам, для различных энергоресурсов с целью анализа и принятия решений руководством энергообъекта3. Четвертый уровень - центры сбора и обработки данных на энергопредприятиях (ЦОД энергопредприятия) со специализированным программным обеспечением АСКУЭПР, осуществляющие сбор информации с ПК и/или группы серверов центров сбора и обработки данных третьего уровня, дополнительное агрегирование и структурирование информации по группам объектов учета; документирование и отображение данных учета в виде, удобном для анализа и принятия решений руководством территориально распределенных средних и крупных предприятий или энергосистем. Пятый уровень - центр сбора и обработки данных города (ЦОД города) со специализированным программным обеспечением АСКУЭПР, осуществляющим сбор информации с группы серверов центров сбора и обработки данных четвертого и третьего уровня, дополнительное агрегирование и структурирование информации по группам объектов учета, моделирование и оперативный анализ данных, документирование и отображение данных учета и результатов оперативного анализа в виде, удобном для анализа и принятия решений руководством города. В настоящее время стало возможным встраивать функции контроллеров по учету энергоресурсов непосредственно в первичные преобразователи. В таких случаях сбор данных с точек учета ведется через определенную среду непосредственно на компьютер. Внедрение подобных "интеллектуальных" ПИС связано с существенными финансовыми затратами и требует наличия большого количества каналов связи4. В системах со стандартными ПИС контроллерные функции сбора данных переносятся на компьютер, который доукомплектовывается специальными модулями сбора данных и в круглосуточном режиме, аналогично контроллеру, реализует все функции АСКУЭПР. Программное обеспечение В прикладном программном обеспечении системы при решении сложных задач планирования, прогнозирования, мониторинга, анализа и управления должны быть применены перспективные информационно-вычислительные технологии. Сердцем АСКУЭПР является ЦОД города, прикладное программное обеспечение которого должно включать следующие основные модули:
*интеллектуальный монитор;
*интеллектуальный интерфейс;
*прием и передача данных по каналам связи;
*информационное взаимодействие с внешней средой;
*моделирование;
*информационно-справочный модуль;
*электронный документооборот;
*поддержка принятия решений;
*синхронизации точного времени;
*архивирование.
ЦОД города является многотерминальной автоматизированной системой, комплекс технических средств (КТС) которой содержит следующие структурные единицы:
*графические рабочие станции;
*терминальные рабочие станции;
*коммуникационный сервер;
*сервер баз данных;
*сервер приложений;
*сервер защиты данных;
*web-сервер;
*сетевое оборудование;
*программно-аппаратные средства реконфигурации КТС;
*программно-аппаратные средства защиты от несанкционированного доступа.
*системы гарантированного электропитания, кондиционирования, сигнализации, пожаротушения и др. особенности АСКУЭПР "РЕГИОН"
АСКУЭПР "РЕГИОН" должна быть построена путем создания на данной территории новых или объединения существующих единых и функционально законченных автоматизированных подсистем контроля, учета электроэнергии, тепла, топлива и воды для основных производителей и потребителей этих ресурсов в регионе.
Отличительными особенностями АСКУЭПР "РЕГИОН" являются:
1. Единое информационное пространство в пределах региональной энергосистемы, отражающее историю и текущее состояние фактических и расчетных коммерческих показателей, осуществление контроля за состоянием и изменением баз данных энергоносителей и балансовых составляющих.
2. Расчет оптимальных балансов энергоресурсов и воды по экономическим критериям с учетом экологических ограничений (расчетные коммерческие показатели).
3. Модульный принцип построения системы, обеспечивающий поэтапное внедрение и работоспособность системы при ее интеграции с существующими автоматизированными системами и дальнейшем расширении.
4. Интеграция разнородных информационно-аналитических подсистем поставщиков и потребителей энергоресурсов на базе международных стандартов информационного обмена.
5. Обмен информацией с более высокими уровнями других интегрированных в региональную систему информационно-аналитических систем учета энергоресурсов, в том числе с выходом на ОРЭ.
6. Обеспечение повышенных требований к информационной безопасности среды функционирования.
7. Ведение единой системы точного времени.
8. Выдача требуемой информации на рабочие станции персонала руководства энергокомпаний, региональной энергетической комиссии, служб жилищно-коммунального хозяйства, администрации города и региона.
9. Автоматизация расчета тарифов на энергоресурсы и воду.
10. Многовариантность расчета тарифов и оптимизация тарифных планов.
Преимущества реализации проекта Полномасштабная реализация АСКУЭПР "РЕГИОН" позволит:
*сократить расход топлива в результате более экономичного распределения нагрузок между ТЭС;
*снизить потери в тепловых сетях региональной энергосистемы, ведомственных и муниципальных сетях, поскольку от анализа энергоэффективности в реальном масштабе времени можно перейти к управлению энергоэффективностью производства, распределения и потребления энергии в ТЭК региона с помощью оптимальных тарифных планов;
*для городской администрации и региональной энергетической комиссии сделать доступными инструментально подтвержденные балансы электрической и тепловой энергии, потребляемой воды и энергоносителей предприятий энергосистемы, предприятий промышленности, транспорта и жилищно-коммунального хозяйства;
*сделать "прозрачной" для городской администрации и региональной энергетической комиссии формулу расчета затрат на производство одной единицы производимой и распределяемой энергии в региональной энергосистеме. Решение данной задачи способствует повышению привлекательности энергокомпаний для внешних источников инвестиций и обеспечению ликвидности капиталовложений, а также сделает возможным проведение экономичной тарифной политики для стимулирования энергосбережения у потреби- телей;
*уменьшить расходы региона на оплату жилищно-коммунальных услуг населения путем снижения субсидий на компенсацию разницы тарифов и уменьшения оплаты стоимости энергоресурсов предприятий социальной сферы;
*как энергетикам, так и органам власти оптимизировать свои расходы и добиться согласия в реализации общих целей; осуществлять оперативный контроль и учет выработки электроэнергии и тепла в региональной энергосистеме по экономическим критериям;
*коммерческим диспетчерам поставщиков и потребителей энергоресурсов и воды получать объективную информацию по ценам на энергоресурсы в регионе в реальном масштабе времени и т. д.
текущая ситуация В настоящее время проводятся работы по внедрению прототипа системы АСКУЭПР "РЕГИОН" - АСКУЭПР Москвы на 17 московских ТЭС. Разработана концепция системы, выполняются проектные, монтажные и наладочные работы. Общее руководство проектом осуществляет ОАО "Центральная метрологическая компания". Концепция создания одобрена Мосгорэкспертизой и утверждена в качестве основы для проектирования АСКУЭПР Москвы на основании заключения независимой экспертной организации. Сегодня АСКУЭПР Москвы является крупномасштабной системой комплексного учета энергоресурсов ТЭК и может послужить основой для разработки типовых проектных решений для аналогичных систем регионов, городов и муниципальных образований в России. Выводы Процесс создания АСКУЭПР "РЕГИОН" требует достаточно крупных затрат, длительных сроков реализации, участия многих организаций и предприятий, значительных усилий со стороны специалистов самого различного профиля. Разработка и внедрение подобной системы должны быть регламентированы в соответствии с ГОСТ 34.601-90. План реализации проекта предполагает синхронизацию выполнения работ на действующих и создаваемых объектах, а также отработку проектных решений и подготовку персонала к вводу АСКУЭПР "РЕГИОН" в действие на ряде пилотных объектов. Ведение комплексного учета энергоресурсов в масштабе региона в реальном времени, мониторинг натуральных и стоимостных балансов, автоматизированный расчет тарифов на уровне муниципальных образований обеспечит прозрачность региональной и коммунальной энергетики, что будет способствовать привлечению внешних инвестиций для реформирования энергетики и ЖКХ. Примечание 1 Данная аббревиатура будет использована в статье как основной термин автоматизированной системы контроля, учета и управления. Кроме того, к энергоресурсам будет относиться и вода. 2 Алексанов А. А., Антонов П. А., Бочков А. Ф., Ядыкин И. Б. Вертикально интегрированные автоматизированные системы контроля и учета производства и потребления энергии промышленных предприятий // Теплоэнергетика. - 2001. - № 10. - С. 19-24; Щуров В. М. Состояние и перспективы развития АСКУЭ в энергосистемах // Метрология электрических измерений в энергетике. - М.: НЦ ЭНАС, 2001. 3 Гребенюк Г. Г. Контроль балансов в теплоснабжении города для решения задач управления // Ресурсосберегающие проекты и технологии: Тр. Всерос. науч. практ. конф. - М.: МГФ "Знание", 2001. - С. 103-109. 4 Алексанов А. А., Бочков А. Ф., Прангишвили И. В., Ядыкин И. Б. Системные аспекты создания корпоративной информационно-управляющей системы региональной энергокомпании // Теплоэнергетика. - 2004. - № 9. - С. 67-74; Прангишвили И. В., Амбарцумян А. А., Полетыкин А. Г., Гребенюк Г. Г., Ядыкин И. Б. Состояние уровня автоматизации энергетических объектов и системотехнические решения, направленные на его повышение // Проблемы управления. - 2003. - № 2. - С. 1-27.

Источник: Журнал "ЭнергоРынок" №7 за 2005 год