CC BY
40
УДК 658.26:621.311.004.18
Чернявський Анатолш Володимирович, канд. техн. наук, доц., доцент кафедри електропостачання.
Тел. +380509813908. E-mail: [email protected] (orcid.org/0000-0003-2858-8224) Якобюк Дмитро Володимирович, мапстрант
Тел. +380977854335. E-mail: [email protected] (orcid.org/0000-0002-1028-9843) Якобюк 1рина BiKTOpiBHa, магiстрант
Нацiональний технiчний ушверситет Украши «Кшвський полiтехнiчний шститут», м. Ки1в, Украша. Вул. Борщагiвська 115, м. Кшв, Укра'та , 03056. Тел. +380971418430. E-mail: [email protected] (orcid. org/0000-0003-3233-733X)
АНАЛ1ТИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕНЕРГЕТИЧНОГО МОН1ТОРИНГУ
У датй po6omi представлен узагальненi рекомендацИ щодо застосування аналтичних 3aco6ie для проведення енергетичного мотторингу. Даш рекомендацИ сформованi за результатами вивчення методичних документiв i наукових публкацш у сферi енергетичного мотторингу, а також на основi досвiду практичних робiт з розробки та впровадження систем енергетичного менеджменту. Враховуючи особливу важливiсть, а також недостатню розроблетсть, в роботi акцентовано увагу на методичн питання збору, обробки та аналiзу iнформацii про об 'екти енергетичного монторингу промислових тдприемств.
Ключовi слова: енергозбереження, енергоефективтсть, енергетичний монторинг, енергетичний менеджмент,iнформацiйно-аналiтичнi засоби.
Чернявский Анатолий Владимирович, канд. техн. наук, доц., преподаватель кафедры электроснабжения.
Тел. +380509813908. E-mail: [email protected] (orcid.org/0000-0003-2858-8224) Якобюк Дмитрий Владимирович, магистр
Тел. +380977854335. E-mail: [email protected] (orcid.org/ 0000-0002-1028-9843) Якобюк Ирина Викторовна, магистр
Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», г. Киев, Украина. Ул. Борщаговская 115, г. Киев, Украина. 03056. Тел. +380971418430. E-mail: [email protected] (orcid. org/0000-0003-3233-733X)
АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
В данной работе представлены обобщенные рекомендации по применению аналитических средств для проведения энергетического мониторинга. Данные рекомендации сформированы по результатам изучения методических документов и научных публикаций в сфере энергетического мониторинга, а также на основе опыта практических работ по разработке и внедрению систем энергетического менеджмента. Учитывая особую важность, а также недостаточную разработанность, в работе акцентировано внимание на методические вопросы сбора, обработки и анализа информации об объектах энергетического мониторинга промышленных предприятий.
Ключевые слова: энергосбережение, энергоэффективность, энергетический мониторинг, энергетический менеджмент, информационно-аналитические средства.
Cherniavskiy Anatoliy Volodymyrovych, Cand. Sc. (Eng.), Assoc. Prof., senior lecturer
Tel. +380509813908. E-mail: [email protected] (orcid.org/0000-0003-2858-8224) Yakobiuk Dmytro Volodymyrovych, Msc
Tel. 380 935 825 098. E-mail: [email protected] (orcid.org/0000-0002-1028-9843) Yakobiuk Iryna Viktorivna, Msc.
National Technical University of Ukraine "Kiev Polytechnic Institute", Kyiv, Ukraine. Str. Borschagivsk, 115, Kyiv, Ukraine, 03056. Tel. 380 935 825 098. E-mail: [email protected] (orcid.org/0000-0003-3233-733X)
ANALYTICAL SUPPORT FOR ENERGY MONITORING
In this paper summarizes the recommendations for the use of analytical tools for energy monitoring. These recommendations formed by the results of the study guidance documents and scientific publications in the field of energy monitoring, as well as on the basis of practical experience in the development and implementation of energy management systems. Given the importance, as well as the lack of elaboration, the work also focused on methodological issues of data collection, processing and analysis of information about objects of the energy enterprise monitoring the industrial enterprises.
Keywords: energy saving, energy efficiency, energy monitoring, energy management, information and analytical
Вступ
Проблема енергоефективност е вкрай актуальною для Украши: попит на енергоресурси зростае, тодi як запаси традицшних видiв палива щорiчно зменшуються. У сферi забезпечення енергоносiями Украши змушена, насамперед, покладатися на !х iмпорт. Енергетична залежнiсть енергетичного сектора Украши мае дуже велике значення для вае1 економiки в цшому. Серед промислово розвинених краш св^у, Украша мае однi з найвищих питомих показникiв забруднення навколишнього середовища i споживання енергоресурсiв на одиницю продукцй, що виробляеться.
Вирiшення цих проблем, перш за все, повинно розпочинатися з удосконалення систем управлшня виробництвом, а особливо з оптимiзацii систем управлшня енергоспоживанням шляхом впровадження систем енергетичного менеджменту (СЕнМ) на промислових пiдприемствах.
На сьогоднiшнiй день у зв'язку з тим, що необхщна теоретико-методолопчна база (единi правила i процедури) в областi розробки, впровадження та ефективного функщонування СЕнМ тшьки починае формуватися, створення СЕнМ вщбуваеться пiд впливом досвiду конкретних керiвникiв i фахiвцiв, у тому чист тих, якi не мають досвiду впровадження СЕнМ, але мають досвщ впровадження iнших систем менеджменту (наприклад, менеджменту якосп, екологiчного менеджменту, менеджменту охорони пращ та ш). Багато СЕнМ створюються «за образом та подiбшстю», що пов'язано з використанням «систем-аналопв», що застосовуються на шших пiдприемствах. Ефективнiсть роботи тако1 системи спочатку невелика i досягаеться поступовим змшою структури i характеристик окремих й елементiв. Однак, при такому пiдходi не враховуються оргашзацшш, технiчнi, технологiчнi, соцiальнi i т.п. особливосп пiдприемства. Крiм того, ступшь внутршньо"1 i зовшшньо"1 диференщацй та штеграцй тако'' системи, мiра вщповщносп й структури цiлям пiдприемства в галузi енергозбереження, рiвень впорядкованостi регламентуе основи i й еднiсть з д^чою нормативно-технiчною базою енергозбереження часто не вщповщають загальним вимогам системность Тому досягнення високих показниюв енергорезультативносп СЕнМ, створюваних на основi подiбного пiдходу, стае все бiльш проблематичним.
Мета та завдання. Мета роботи - пщвищення рiвня якостi енергетичного мошторингу промислових пiдприемств шляхом застосування шформацшно-анал^ичних засобiв. Для досягнення поставлено1 мети в робоп, вирiшенi такi задача
- обгрунтування доцiльностi застосування анал^ичних засобiв для проведення енергетичного мошторингу промислових пщприемств;
- визначення основних задач енергетичного монiторингу промислових пщприемств;
- формування анал^ичних засобiв, що можуть застосовуватися на практищ для проведення енергетичного мошторингу промислових пщприемств.
Основна частина
Враховуючи той факт, що сучасш концепцй побудови СЕнМ базуються на використанш процесного пщходу, то лопчним е провести декомпозищю ще1 дiяльностi на бiльш прост процеси i проводити монiторинг цих процеав. У загальному випадку «процес» може бути визначений як «сукупшсть взаемопов'язаних або взаемодiючих видiв дiяльностi, яка перетворюе щось на входi в щось на виходi». При цьому в якосп процесу можуть виступати:
• процес планування (оргашзацй, аналiзу, контролю ...), впровадження заходiв;
• робота поодиноких установок;
• робота технолопчно1 лшй, дiлянки, цеху;
• робота пщприемства в цiлому тощо.
У кожен момент часу рiвень результативностi дiяльностi об'екта в сферi енергетичного менеджменту (як набору окремих процеав) характеризуеться комплексом показникiв, яю пiд впливом зовнiшнiх i внутршшх факторiв постiйно змiнюються i приймають певш значення. Найважливiшим е такий стан СЕнМ, при якому вона функцюнуе вщповщно до заданих
критерив, а ïï показники знаходяться в допустимих межах. Порушення допустимих меж показникiв енергорезультативностi СЕнМ може призвести до порушення нормального ïï функщонування. Тому будь-яка СЕнМ потребуе проведення перюдично'1' оцiнки рiвня результативносп ïï функцiонування, тобто у проведенш енергетичного монiторингу.
При створеннi системи мошторингу особлива увага повинна придшятися таким важливим складовим, як: оргашзащя регулярних потокiв шформацп та документообшу про споживанi енергоресурси окремих об'екпв промислових пiдприемств.
Питання збору шформацп про об'ект енергомонiторингу особливо важливий при обмеженнях по капiтальним вкладенням, техшчним засобам i трудовим затратам, мае важливе значення при виршенш завдань, пов'язаних з пiдвищенням рiвня ефективностi використання енергоресурсiв (ЕВЕР). У зв'язку з цим для проведення ефективного збору шформацп про об'ект енергомошторингу пропонуеться зробити декомпозищю об'екту енергомошторингу на окремi елементи. Ид елементом будемо розумгги пiдсистему або пристрш, на вхiд якого надходять, а на виходi утворюються вщповщно сировиннi, енергетичнi та продуктовi потоки. В якосп елемента можуть бути прийняп установка, агрегат або група однорщних установок, агрегапв, що належать до основно'1' технолопчно'1' схеми виробництва, а також будь-яю допомiжнi процеси та установки (система вентиляцп, система опалення, пов^ророзподшьна станцiя i т.п.).
Вихщна множина елементiв може бути сформована рiзними шляхами. Первiсна множина елеменпв може бути утворена на основi складених синтетичних енергобалансiв пщприемства за видами використовуваних енергоноспв, за цшьовим призначенням споживання, по об'ектах [1].
Пропонуеться формувати вихщну множину елеменпв за такими групами [1]: а) система електропостачання; б) система теплопостачання; в) система постачання стисненим пов^рям i холодом; г) система опалення, вентиляцп та кондищювання; д) система водопостачання та каналiзацiï; е) система штучного осв^лення; ж) будiвлi та споруди; з) системи облшу та контролю енергоспоживання та шше.
Для формування вихщно'1' множини елеменпв використовуються як знання i досвщ персоналу пщприемства, так i рiзна документальна iнформацiя. Сюди можна вщнести [1]:
а) проектну документацiю на енергогосподарство пщприемства;
б) енергетичний паспорт пщприемства;
в) фiнансово-економiчнi показники пщприемства;
г) форми статистично'1' зв^носп (1 - ТЕП, 4 - МТП, 11 - МТП, 6 - ТП та ш), а також зв^ну документащю по комерцшному та техшчному облiку витрати ПЕР;
д) графши споживання ПЕР (за добу, мюяць, рiк); е) експлуатацiйну документащю на енергоспоживаюче обладнання (паспорти, формуляри, специфшацп, технологiчнi регламенти, режимнi карти тощо);
ж) документацiю по проведеним ремонтним, налагоджувальним i випробувальним роботам енергоспоживаючого обладнання;
з) рiчнi програми енергозбереження (плани оргашзацшно-техшчних заходiв щодо економп ПЕР) i зв^и по 1'х виконанню;
i) зв^и по попереднiм енергомонiторингам та енергоаудитам;
к) перспективш програми i проекти реструктуризацп пiдприемства або модершзацп окремих його пiдроздiлiв;
л) результати опитування та анкетування керiвництва i персоналу пщприемства.
Коли утворено вихщну множину елеменпв, виникае дуже важливе завдання визначення прюритетносп об'екпв енергетичного мониторингу. Згiдно рекомендацiй мiжнародного стандарту ISO 50001:2011 та методик [2] прюритетшсть об'екпв мониторингу встановлюеться виходячи з енергоемностi елементу (визначаеться найбшьш енергоемний об'ект, в ньому - найбшьш енергоемний дшянку, в якому знаходиться найбшьш енергоемна установка). Однак приналежшсть установки до енергоемно'1' далеко не завжди е достатньою умовою того, щоб даний елемент був предметом мошторингу в першу чергу (рашше за
шших елементсв, менш енергоемних).
Сьогодш вирiшення задачi вибору прiоритетностi об'екпв енергетичного монiторингу, в основному, полягае у визначеннi найбiльш суттевого елемента, але не в упорядкуванш вах елементiв за ступенем переваги. Тому, для виршення цього завдання в [3] пропонуеться використовувати метод аналiзу iерархiй.
Iнформацiя, отримана внаслiдок енергетичного мошторингу, служить базою для розробки, обгрунтування i прийняття системи управлшських рiшень, що забезпечують пiдвищення рiвня ЕВЕР. Рiвень ЕВЕР залежить вщ безлiчi факторiв, дiя яких обумовлена юнуючими органiзацiйними, технiчними i технолопчними умовами виробництва. Наявнiсть складних взаемозв'язюв мiж виробництвом i енергетичним господарством викликае необхщшсть комплексного (всебiчного) аналiзу ефективностi використання енергоресурсiв.
Пiсля проведення збору необхщно!' шформацп про об'ект енергомошторингу необхiдно провести ii обробку та аналiз. У спецiалiзованiй лiтературi завдання аналiзу розглянутi досить вузько. Одним з можливих способiв ощнки ефективностi використання ПЕР е порiвняння окремих складових фактичного i прогнозного (оптимального) паливно-енергетичного балансу ощнюваного пiдприемства. У методичному планi питання побудови паливно-енергетичного балансу тдприемств досить докладно були висв^леш в [4-6], а також у багатьох шших роботах. При цьому недостатньо осв^леним залишилося питання проведення аналiзу ПЕБ, а також формування набору математичних, графiчних i табличних засобiв, яю можуть бути використанi при проведенш аналiзу ПЕБ.
В загальному випадку аналiз шформацп про об'ект енергомошторингу повинен проводитися в послщовносп, яка вщповщае логiцi вирiшення поставленого завдання. Аналiз повинен проводитися за такими напрямками:
1) аналiз факторiв, яю впливають на ЕВЕР;
2) аналiз динамiки та досягнутого рiвня ЕВЕР;
3) аналiз варiантiв забезпечення промислового тдприемства енергоресурсами з урахуванням фшансових, енергетичних та екологiчних критерпв;
4) аналiз фактичних норм питомого споживання енергоресурсiв;
5) визначення та аналiз основних енерго-економiчних показникiв пiдприемства;
6) аналiз технiчних та економiчних результат, досягнутих за рахунок пiдвищення ЕВЕР.
В залежносп вiд напрямiв аналiзу, наведених вище, можуть застосовуватися тi чи iншi основнi засоби аналiзу шформацп (див. таблиця).
Таблиця
Засоби аналiзу шформацп в залежносп вiд напрямiв аналiзу
Напрями аналiзу (вщповщно до
нумерацп, наведено'1' вище)
Засоби аналiзу 1 2 3 4 5 6
Причинно-наслiдковi дiаграми + - - - - -
Дiаграми Парето + - - - - -
Гiстограми + - - - + -
Методи кореляцiйного аналiзу + - - - - -
Гндексний метод + - - - + +
Методи експертного оцшювання (функцюнально-
вартiсний аналiз, метод аналiзу iерархiй, метод
парних порiвнянь i т. п.) + - - - - -
Методи регресiйного аналiзу i т.п. + + - - - -
Часовi ряди - + - - - -
Контрольш карти - + - - + -
Дiаграми розкиду - + - - + -
Енерго-технологiчнi схеми технолопчного процесу - - + - - -
Продовження таблиц
Деревовидш д1аграми +
Балансов! д1аграми +
Опташзацшш методи (методи лшшного та нелшшного програмування) тощо. - - + - - -
Методи пор1вняльного анал1зу (методи абсолютних i вщносних розходжень) i т.п. - - - + + +
Висновки
1. Незалежно вщ обраного напрямку тдвищення piBra ЕВЕР для промислового тдприемства доцiльно, насамперед, провести енергетичний мониторинг, який е необхщною складовою частиною комплексу заходiв, спрямованих на тдвищення piвня ЕВЕР.
2. Незважаючи на особливу важливiсть, на даний момент, з уах етатв проведення енеpгомонiтоpингy найбiльш неопpацьованi е етапи збору, обробки та аналiзy шформацп. Важливють питання збору шформацп про об'ект енергомошторингу випливае з юнуючих обмежень по каттальним вкладенням, техшчним засобам i трудовим затратам при проведенш енергомошторингу. Для проведення ефективного збору шформацп про об'ект необхщно зробити декомпозишю виробничого об'екта на окpемi елементи. При цьому виникае завдання вибору прюритетносп об'екпв енеpгомонiтоpингy, виpiшення яко'1 на даний момент зводиться до виявлення найбшьш переважного елемента, а не до впорядкування вах об'екпв за ступенем ïx переваги.
Список використано'1 л^ератури:
1. Розен В. П. Аналитическое обеспечение энергетического аудита промышленных предприятий [Текст] /
B. П. Розен, А. И. Соловей, А. В. Чернявский // в кн.: Экономическая безопасность государства -территориальный аспект // Под ред. М.М. Бабяка, И.В. Недина. - Дрогобич: «Коло», 2006. - 314 с. (С. 221-229).
2. Биржин А. П. Поиск и оценка резервов экономии топливно-энергетических ресурсов на машиностроительных предприятиях [Текст] / А. П. Биржин, Е. П. Кузнецов, В. В. Ухабов, В. И. Лебедев,
М. И. Певзнер, В. П. Чикунов // Электротехн. пром-сть. Сер.27. Общеотрасл. вопросы электропромышленности: Обзор. информ. 1991. Вып.148. - С. 1-192.
3. Розен В. П. Применение метода анализа иерархий при выборе энергоэффективного оборудования и технологий [Текст] / В. П. Розен, А. И. Соловей, А. В. Чернявский // Пращ М1жнародного енергоеколопчного конгресу «Енергетика. Еколопя. Людина». - 27-28 березня 2003, Кшв. - С. 166-171.
4. Аракелов В. Е., Кремер А. И. Методические вопросы экономии энергоресурсов [Текст]. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 192 с.
5. Некрасов А.С., Синяк Ю.В. Управление энергетикой предприятия [Текст].-М.: Энергия, 1979.- 296 с.
6. Розен В. П. Топливно-энергетический баланс как инструмент анализа энергетической эффективности [Текст] / В. П. Розен, Е. Р. Крамаренко, А. В. Чернявский // Металургшна теплотехшка: Зб1рник наукових праць Нацюнально1 металypгiйноï' академи Украши. У двох книгах. Книга перша. - Дшпропетровськ: Пороги, 2005. -
C. 387-392.
References:
1. Rozen, V. P., Solovey, A. I., Chernyavskiy, A. V. (2006), Analytical support for energy audits of industrial enterprises [Analiticheskoe obespechenie energeticheskogo audita promyshlenykh predpriyatiy], The economic security of the state - territorial aspects, P. 221-229.
2. Birzhin, A. P., Kuznetsov, E. P., Uhabov, V. V., Lebedev, V. I., Pevzner, M. I. (1991), Search and estimation of reserves of fuel and energy resources in the machine-building enterprises [Poisk i otsenka reservov ekonomii toplivo-energeticheskikh resursov na mashinostroitelnykh predriyatiyakh], Industry-wide. questions electroindustry, P. 1-192.
3. Rozen, V. P., Solovey, A. I., Chernyavskiy, A. V. (2003), Application of the analytic hierarchy process in choosing energy efficient equipment and technologies [Priminenie metoda analiza ierarkhiy pri vybore energoefektivnogo oborudovaniya i tekhnologiy], Proceedings of the International Congress of environmental energy "Energy. Ecology. Human ", P. 166-171.
4. Arakelov, V. E., Kremer, A. I. (1990), Methodological issues of energy savings [Metodologicheskie voprosy ekonomii energoresursov], 192 p.
5. Nekrasov, A. S., Sinyak, Y. V (1979), Energy management companies [Upravlenie energetikoy predpriyatiya], Energy, 296 p.
6. Rozen, V. P., Kramarenko, E. R., Chernyavskiy, A. V. (2005), Fuel and energy balance as a tool for the analysis of energy efficiency [Energeticheskiy balans kak instrument analiza energeticheskoy efektivnosti], Metallurgical heat technician, P. 387-392
Поступила в редакцию 09.02 2015 г.
