CC BY
22
УДК 621.311.003.13
Находов Володимир Федорович, канд. техн. наук, доц., доцент кафедри електропостачання, Тел. +38-044-40685-14. E-mail: [email protected], (ID ORCID: http://orcid.org/0000-0001-7643-5965)
Бориченко Олена Володимирiвна, канд. техн. наук, доц., доцент кафедри електропостачання Тел. +38-066787-83-85. E-mail: [email protected], (ID ORCID: http://orcid.org/0000-0002-6127-2945)
1ванько Дмитро Олегович, астрант, Тел. +38-044-406-85-14. E-mail: [email protected], (ID ORCID: http://orcid.org/0000-0002-4348-6624)
Пецкова Оксана Олександрiвна, мапстр, Тел. +38-067-517-50-30. E-mail: [email protected], (ID ORCID: http://orcid.org/0000-0003-4013-3169)
Нацюнальний техшчний ушверситет Укра1ни «Кшвський полггехшчний шститут», м. Кшв, Укра1на. Вул. Борщагiвська, 115, м. Кшв, Украна, 03056.
Пецков Роман Олександрович, астрант, викладач кафедри автоматизаци та комп'ютерно-штегрованих технологiй транспорту. Тел. +39-098-654-09-09. E-mail: [email protected], (ID ORCID: http://orcid.org/0000-0003-4850-9028)
Державний економжо-технолопчний ушверситет транспорту, м. Кшв, Украша. Вул. Лукашевича, 19, м. Кшв, Украна, 03049
МЕТОДИЧН1 ОСНОВИ МОН1ТОРИНГУ РЕЗУЛЬТАТА ВПРОВАДЖЕННЯ ЗАХОД1В З
ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ
Стаття присвячена питанням вдосконалення nidxodie до контролю ефективностi енерговикористання. Розглянуто методи встановлення та контролю виконання цшьових змтних для здтснення мотторингу результатiв впровадження заходiв з енергозбереження та створено ymiверсальну процедуру контролю рiвня енергоефективностi, що Трунтуеться на удосконаленш кнуючих методiв встановлення контрольних границь та процедур контролю.
Ключовi слова: монторинг, контроль енергоефективностi, енергозбереження, система контролю i планування енергоспоживання.
Находов Владимир Федорович, канд. техн. наук, доц., доцент кафедры электроснабжения. Тел. +38-044-40685-14. E-mail: [email protected], (ID ORCID: http://orcid.org/0000-0001-7643-5965)
Бориченко Елена Владимировна, канд. техн. наук, доц., доцент кафедры электроснабжения. Тел. +38-044406-85-14. E-mail: [email protected], (ID ORCID: http://orcid.org/0000-0002-6127-2945)
Иванько Дмитрий Олегович, аспирант. Тел. +38-044-406-85-14. E-mail: [email protected], (ID ORCID: http://orcid.org/0000-0002-4348-6624)
Пецкова Оксана Александровна, магистр. Тел. +38-067-517-50-30. E-mail: [email protected], (ID ORCID: http://orcid.org/0000-0003-4013-3169)
Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», г. Киев, Украина. Ул.
Борщаговская, 115, г. Киев, Украина, 03056.
Пецков Роман Александрович, аспирант, преподаватель кафедры автоматизации и компьютерно-интегрированных технологий транспорта. Тел. + 39-098-654-09-09. E-mail: [email protected], (ID ORCID: http://orcid.org/0000-0003-4850-9028)
Государственный экономико-технологический университет транспорта, г. Киев, Украина. Ул. Лукашевича, 19, г. Киев, Украина, 03049
МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕЗУЛЬТАТОВ ВНЕДРЕНИЯ МЕРОПРИЯТИЙ ПО
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ
Статья посвящена вопросам усовершенствования подходов к контролю эффективности энергоиспользования. Рассмотрены методы установления и контроля выполнения целевых переменных для осуществления мониторинга результатов внедрения мероприятий по энергосбережению и создана универсальная процедура контроля уровня энергоэффективности, основана на совершенствовании существующих методов установления контрольных границ и процедур контроля.
Ключевые слова: мониторинг, контроль энергоэффективности, энергосбережение, система контроля и планирования энергопотребления.
Nakhodov Volodymyr Fedorovych, Cand. Sc. (Eng.), Assoc. Prof., Associate Professor department of electricity supply Tel. +38-044-406-85-14. E-mail: [email protected], (ID ORCID: http://orcid.org/0000-0001-7643-5965) Borychenko Olena Volodymyrovna, Cand. Sc. (Eng.), Assoc. Prof., Associate Professor department of electricity supply. Tel. +38-044-406-85-14. E-mail: [email protected], (ID ORCID: http://orcid.org/0000-0002-6127-2945) Ivanko Dmytro Olegovych, Ph.D student. Tel. +38-044-406-85-14. E-mail: [email protected], (ID ORCID: http://orcid.org/0000-0002-4348-6624)
Petskova Oksana Oleksandrivna, Msc. Tel. +38-044-406-85-14. +38-067-517-50-30. E-mail: [email protected], (ID ORCID: http://orcid.org/0000-0003-4013-3169)
National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", Kiyv, Ukraine. 115 Borschagivska Str., Kiyv, Ukraine, 03056
Petskov Poman Oleksandrovych, PhD student, lecturer department of automation, computer and integrated technologies in the transport. Tel. + 39-098-654-09-09. E-mail: [email protected], (ID ORCID: http://orcid.org/0000-0003-4850-9028)
State Economic and Technological University of Transport, Kyiv, Ukraine. 19 Lukashevicha Str., Kyiv, Ukraine, 03049 THE METHODS BASIS OF THE MONITORING IMPLEMENTATION OF CONSERVATION
The article is devoted to the issues of improvement of approaches to monitoring the efficiency of using energy resources. The methods of setting and monitoring targets variables for monitoring the results of the implementation of energy efficiency measures and created a universal procedure for monitoring indicators of energy consumption, based on the improvement of existing methods for establishing control limits and monitoring procedures.
Keywords: monitoring, control of energy efficiency, energy conservation, monitoring and targeting system.
Вступ
На сьогодш проблема енергозбереження стае надзвичайно актуальною для Украши. Метою дiяльностi в данш сферi е забезпечення ращонального використання та ощадливого споживання паливно-енергетичних ресурав (ПЕР) при юнуючому piBrn розвитку техшки та технологий. В Укршш найбшьший обсяг споживання паливно-енергетичних припадае на промисловий сектор. Зважаю на це, а також особливосп функщонування втизняних тдприемств, багато експерпв вважають, що саме в цьому секторi зосереджеш найбiльшi резерви економп енергоресурсiв. Тому поступове пiдвищення рiвня енергоефективностi на промислових пiдприемствах дозволить зменшити залежнiсть Украши вiд iмпорту енергоресурсiв та пiдвищити рентабельнiсть продукци [1].
Однiею з необхiдних умов досягнення помiтних результатiв в обласп енергозбереження в нашiй державi е систематична ощнки, монiторинг та аналiз ефективностi використання енергетичних ресурсiв. При цьому ощнка ефективностi енерговикористання мае бути кшьюсною i максимально об'ективною.
У процесi виконання заходiв з енергозбереження необхщно перiодично впевнюватися у тому, що ефектившсть використання палива чи енергл в результатi реалiзащi тих чи iнших енергозберiгаючих проекпв, на вiдповiдних об'ектах, дiйсно пщвищилась, а також систематично пiдтверджувати, що досягнутий ранiше рiвень енергоефективностi не знижуеться. Саме тому рiшення задач енергозбереження потребуе постшного (в тому чист й оперативного) управлiння як на державному, региональному й галузевому рiвнях, так i на рiвнi пiдприемств, ix пiдроздiлiв та окремих енергоемних технологiчних процесiв i установок.
Анал1з останн1х досл1джень
Останнiм часом органи державно'1 влади придiляють особливу увагу створенню нормативно'1 бази та розробщ цiльовиx програм в обласп енергозбереження. Проте для прийняття правильних рiшень в областi енергозбереження, необхщно проводити об'ективну кшьюсну оцiнку вже юнуючих проектiв, а також визначати кшьюсну величину економп паливно-енергетичних ресурав [2].
В Укршш для контролю енергоефективносп на державному рiвнi використовуеться система мошторингу енергоефективностi, функцiонування яко'1 головним чином полягае в узагальненш показникiв енергоспоживання пiдприемств, органiзацiй, галузей економши, регiонiв тощо. Методологiчною основою ощнки та контролю ефективносп використання ПЕР в Укра'1'ш е система контролю ефективносп використання ПЕР, яка базуеться на нормуванш питомих витрат палива та енергп [3]. Нормування споживання ПЕР проводиться щорiчно на промислових пщприемствах, органiзацiяx та установах. Однак, багато фаxiвцiв стверджують, що iснуючi методи та методики нормування е недосконалими i не дозволяють визначати достатньо обгрунтованi норми питомо'1 витрати палива та енергп [4].
На пiдставi таких недосконалих пiдxодiв до контролю енергоефективностi не можна реалiзувати в повнiй мiрi стратегию енергозбереження та пiдвищення ефективностi
енерговикористання на тдприемста, тобто не можна виконувати достатньо об'ективний перюдичний контроль ефективностi використання ПЕР.
З ще'1 точки зору iснуюча система нормування питомих витрат палива та енергп е абсолютно непридатною [4].
Для виршення задач оперативного управлшня ефективнiстю використання енергоресурсiв в зарубiжнiй практицi активно застосовують пiдхiд, принципово вщмшний вiд нормування питомих витрат ПЕР, який базуеться на побудовi так званих систем контролю i планування (Kin) енергоспоживання. За кордоном таю системи мають назву Monitoring and Targeting Systems [5].
Одшею з функцш системи контролю i планування е побудова математично'1 модел^ яка вiдтворю взаемозв'язок обсягiв енергоспоживання вщ ряду показникiв, що характеризують умови протiкання виробничого процесу (наприклад, обсягу випущено'1 продукцп, часу роботи основного обладнання, тиску, температури, швидкосп, параметрiв клiматичних умов тощо). Таю математичш моделi традицiйно називають «стандартами» енергоспоживання.
На основi стандартiв» енергоспоживання визначаються деякi цiльовi змiннi, порiвняння з якими фактичних показникiв, дозволяе визначати рiвень ефективностi використання палива або енергп на будь-якому виробничому об'екп [6]. Однак, при застосуванш традицшних систем Kin, е ряд недолтв та спрощень. Зокрема це недосконалють методики встановлення «стандарпв» енергоспоживання, а також вщсутшсть ч^^' процедури контролю виконання встановлених цшьових змшних.
Метою щеУ статт1 е створення методичних основ монiторингу результатiв впровадження заходiв з енергозбереження, який грунтуеться на удосконаленнi iснуючих методiв встановлення контрольних границь та процедур контролю i аналiзу виконання встановлених показниюв ефективностi використання електроенергп у виробницга.
Матер1али i результати досл1дження
На сьогодш на втизняних i зарубiжних пiдприемствах застосовуються рiзнi пiдходи до прийняття рiшень щодо оцiнки рiвня енергоефективностi. Однак численнi публшацп свщчать, що застосування загальновiдомих методiв може призводити до отримання некоректних та суперечливих результапв. Тому юнуе необхщшсть в удосконаленнi iснуючих методик та створенш бiльш досконалих процедур мошторингу рiвня енергоефективностi.
Процедура монiторингу рiвня енергоефективностi повинна в першу чергу давати змогу оперативно визначати моменти невипадкового тдвищення чи зниження енергоефективносп на дослiджуваному об'ектi, а також давати обгрунтовану оцiнку, з яких причин (об'ективних чи суб'ективних) вщбулися цi змiни.
З метою визначення рiвня енергоефективностi на будь-якому об'екп в традицшних системах Kin перюдичний контроль ефективносп використання енергетичних ресурав може здшснюватись за графшом «стандарту» енергоспоживання або шляхом побудови спещального графша, який у зарубiжнiй практищ називають графiком кумулятивних (накопичених) сум (графшом CUSUM).
Процедура контролю за допомогою графша CUSUM грунтуеться на поступовому визначеннi та накопиченнi вщхилень, якi виникають мiж фактичними та прогнозними обсягами електроспоживання на об'екп.
Величина вщхилення фактичного обсягу споживання енергп вщносно встановленого «стандарту» для деякого i -го перюду контролю становить:
kWi = ЖфакТ1 - ЖПр1, (1)
де ^фактг- - фактичний обсяг споживання енергп за вщповщний перiод;
Wпрi - величина енергоспоживання за той же перюд, визначена за встановленим «стандартом».
Значення кумулятивно! суми вщхилень фактично! витрати електроенергл AW на к -му кроцi контролю виконання встановленого «стандарту» енергоспоживання розраховуеться за формулою:
к
AWEк =SAWi = АWEк_1 + АWk , (2)
i =1
де AWZk - сумарне вiдхилення споживання енерги вiд його «стандартних» значень, отриманих протягом минулих к перiодiв контролю;
AWk-1 - сумарне вiдхилення фактичних обсягiв споживання енергй вщ «стандартних», отримане протягом минулих к — 1 перiодiв контролю;
AW - вiдхилення енергоспоживання вiд його «стандартного» значення на к -му крощ контролю.
Одним з важливих етатв при складаннi контрольних карт е споаб визначення границь регулювання. Для визначення контрольних границь необхщно зiбрати велику кiлькiсть даних, що характеризують стан процесу, i на !х основi розрахувати контрольнi нормативи.
Контрольнi границi в CUSUM-картах пропонуеться будувати у виглядi V-маски, що представляе собою верхню та нижню контрольнi границi, утворенi двома прямими, яю сходяться пiд визначеним кутом i утворюють в результат! ф^ру, у виглядi повернуто! букви V. Вщ останньо!, з нанесених на карту точок, вщкладаеться величина d та кут Э, де загальний кут V-маски складае 2Э [7].
На рис. 1 зображено контрольну карту кумулятивних сум iз застосуванням V-маски, за вщомим об'емом миттево! вибiрки, заданою ймовiрнiстю помилки першого роду С та величини змщення 8.
ISO
100 50
f
£ 0
ас
э
-50
-100
-150
t, дшв
Рис. 1. Контрольна карта CUSUM iз застосуванням V-маски
За результатом контролю, за допомогою графша CUSUM, дослщжуваний технологiчний процес е статистично керованим: на рисунку 1 немае точок за межами V-маски. На такш контрольнш картi звертають увагу не на абсолютнi значення сум, а кут нахилу графша, визначеному по послiдовним точкам. Якщо крива кумулятивних сум йде вгору вщ горизонтально! ос (найбiльш це очевидно з 14 по 20 день контролю), то даний показник свщчить про попршення показниюв енергоефективностi використання паливно-енергетичних ресурсiв. У протилежному випадку споживання електроенергп вважаеться ефективним.
Таким чином, нав^ь найменшi постiйнi зрушення е причиною накопичення значно! суми вщхилень, що робить неможливим проведення достовiрного аналiзу та призводить до невiрних результатiв. Тому даний тип контрольних карт не вигщно застосовувати, адже очевидна лише певна тенденщя, до того ж не можна визначити чи не були спричинеш
отримаш значення недосконалютю моделi. Тому використання графiку СиБиМ для контролю рiвня енергоефективностi можна вважати малоефективним.
Математична модель енергоспоживання, яким би методом вона не була побудована, завжди мае деяку залишкову похибку. Тому для здшснення об'ективного контролю рiвня ефективностi енерговикористання слiд застосовувати «стандарта» енергоспоживання, побудоваш у виглядi верхнiх та нижнiх границь довiрчих iнтервалiв, якi визначаються для вщповщних математичних моделей споживання енергп. При цьому зниження рiвня ефективностi споживання енергп можна констатувати лише у випадку знаходження фактичних значень енергоспоживання вище верхньоi границi довiрчого штервалу, а пiдвищення рiвня енергоефективностi - у випадку 1'х знаходження нижче нижньо'1 границi вказаного iнтервалу [8].
Таким чином, для контролю результапв впровадження заходiв з енергозбереження на виробничих об'ектах, дшсш рiвнi споживання енергп достатньо порiвнювати тiльки з нижньою границею довiрчого iнтервалу для вщповщно'1' математично'1' моделi.
Методику встановлення довiрчих iнтервалiв до математичних моделей можна прошюструвати на прикладi математично'1' моделi обсягу споживання електрично'1' енергп, побудовано'1' в результатi попереднiх дослвджень для одного з виробничих тдроздшв хiмiчного пiдприемства. Зазначена математична модель електроспоживання мае такий вигляд:
Ж = 1080,833-0,291- Р1 + 0,343 • Р2+6,895 • Р 3
?
де Р1,Р 2, Р 3 - певнi чинники, що суттево впливають на величину електроспоживання тдроздшу, що розглядаеться.
Зважаючи на те, що математична модель е лшшною, «стандарт» споживання електроенергп для цього пiдроздiлу мае встановлюватись на основi довiрчих iнтервалiв до вщповщно'1' математично'1' моделi, меж яких визначаються за формулою [9]:
Ж(р) = жРозР (р) ± т[2,)(^^)-1 хт, (3)
де Жрозр (р) - розрахункове значення витрати електроенергп, одержане на пiдставi математично'1' моделi;
Т (а ^ ) - коефiцiент розподiлу Стьюдента за двосторонньо'1' довiрчоi iмовiрностi а i
кiлькостi ступенiв свободи /е ;
^е - середньоквадратичне вщхилення iндивiдуальних значень фактичних витрат електроенергл вщ результатiв моделювання за допомогою визначеного рiвняння регресп; X. - матриця значень незалежних змiнних в г -й точцi контролю;
х] - транспонована матриця X1 ; ХХт - коварiацiйно-дисперсiйна матриця вектора параметрiв (констант) рiвняння математично'1 модели Хг - матриця значень незалежних змшних на всiй вибiрцi.
Встановлювати зазначеш меж довiрчого iнтервалу до математично! моделi енергоспоживання найбiльш доцшьно безпосередньо в процесi здiйснення контролю ефективносп використання палива чи енергп на вщповщному об'ектi. Так для виробничого тдроздшу, що розглядаеться, оперативний контроль ефективносп використання електричнох енергп здшснювався щодобово. Отже, необхiднi для виконання такого контролю межi довiрчого iнтервалу до математичноi моделi електроспоживання цього тдроздшу встановлювались послiдовно, тобто на початку кожно'1 доби, безпосередньо тд час контролю ефективностi використання електроенергп за ввдповщну попередню добу. Результати розрахунюв внесено в табл. 1.
Графiчна штерпретащя результатiв послiдовного встановлення границь довiрчого iнтервалу для шдивщуальних значень обсягу споживання електроенергл у виробничому пiдроздiлi, що розглядаеться, розрахованих на пiдставi наведено'1' вище математично'1' моделi для кожно'1' доби одного з мюящв, представлена на рис. 2.
Таблиця 1
Визначення границь довiрчого штервалу
№ п/п Жф факт Ж розр X • В • X Т ^ в т (а, /) Ж в Жн
1 1212,418 1193,7422 0,08038 28,57173 2,0423 1212,4841 1175,00022
2 1264,254 1206,1987 0,24604 28,57173 2,0423 1224,9407 1187,4568
3 1200,332 1188,1307 0,08265 28,57173 2,0423 1206,8726 1169,38878
4 1088,273 1142,6233 0,28116 28,57173 2,0423 1161,3652 1123,88134
5 1224,976 1207,1844 0,06602 28,57173 2,0423 1225,9263 1188,44243
6 1213,373 1223,4265 6016583 28,57173 2,0423 1242,1684 1204,68454
7 1198,633 1256,0631 0,30165 28,57173 2,0423 1274,805 1237,32115
8 1116,993 1169,3207 0,38601 28,57173 2,0423 1188,0627 1150,57881
9 1224,414 1229,5748 0,11264 28,57173 2,0423 1248,3167 1210,83283
10 1233,585 1243,7644 0,11814 28,57173 2,0423 1262,5064 1225,02251
11 1227,98 1244,3536 0,11394 28,57173 2,0423 1263,0955 1225,61162
12 1235,29 1245,7426 0,11245 28,57173 2,0423 1264,4846 1227,0007
13 1209,395 1225,9825 0,04919 28,57173 2,0423 1244,7245 1207,2406
14 1207,839 1189,8011 0,0485 28,57173 2,0423 1208,543 1171,05912
15 1234,67 1227,2092 0,09139 28,57173 2,0423 1245,9511 1208,46727
16 1208,056 1195,6833 0,07395 28,57173 2,0423 1214,4253 1176,94139
17 1214,81 1204,0281 0,10661 28,57173 2,0423 1222,77 1185,28617
18 1196,007 1185,755 0,13249 28,57173 2,0423 1204,4969 1167,01303
19 1218,386 1210,5392 0,08683 28,57173 2,0423 1229,2811 1191,79728
20 1238,818 1236,2603 0,11503 28,57173 2,0423 1255,0022 1217,51839
21 1137,512 1169,9223 0,2572 28,57173 2,0423 1188,6642 1151,18034
22 1207,255 1196,4277 0,10131 28,57173 2,0423 1215,1697 1177,6858
23 1223,916 1222,7123 0,08916 28,57173 2,0423 1241,4542 1203,97033
24 1249,811 1243,0693 0,16038 28,57173 2,0423 1261,8113 1224,3274
25 1222,539 1195,4459 0,04717 28,57173 2,0423 1214,1878 1176,70396
26 1236,192 1222,3924 0,08853 28,57173 2,0423 1241,1344 1203,65051
27 1186,955 1193,4446 0,04938 28,57173 2,0423 1212,1866 1174,70272
28 1173,802 1178,4398 0,07609 28,57173 2,0423 1197,1817 1159,69785
29 1193,348 1182,4795 0,0828 28,57173 2,0423 1201,2214 1163,73757
30 1258,254 1199,9365 0,12582 28,57173 2,0423 1218,6785 1181,1946
31 1211,332 1194,6396 0,09174 28,57173 2,0423 1213,3816 1175,8977
Як свiдчить рис. 2, в процес щодобового контролю спостер^алися випадки виходу фактичних значень електроспоживання за межi верхньо'1' границ довiрчого iнтервалу (2-га та 30-та доба), що е ознакою зниження рiвня ефективностi використання електрично'1' енергл у цi перiоди. Спостерiгалися також випадки знаходження фактичних витрат електроенергл нижче нижньо'1' меж довiрчого штервалу (4-та, 7-ма та 8-ма доба), що означае тдвищення рiвня енергоефективносп на об'ектi у зазначенi перюди у порiвняннi з запланованим.
Таким чином, контроль ефективносп використання електроенергл шляхом простого порiвняння фактичних обсяпв споживання енергп з межами довiрчих iнтервалiв, встановлених до вщповщно'1" математично'1' моделi, в принципi, дае змогу здiйснювати монiторинг результатiв впровадження заходiв з енергозбереження, тобто визначити певш «критичш» перiоди, вiдносно яких можна зробити висновки про бшьш або менш ефективне використання енергетичних ресурав у порiвняннi зi встановленим «стандартом».
1300
§ 1150
ей
о 1200
о
1100
1250
-\Л/в
-\Л/н
\Л/факт
1050
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
Дню
Рис. 2. Границ довiрчого штервалу до математично! моделi електроспоживання виробничого пщроздшу ('№,акт - фактичт обсяги добового споживання електроенергп,
факт
, - верхня та нижня меж довiрчого штервалу)
Однак, такий споаб контролю не дозволяе зробити висновки про невипадковють зниження чи пiдвищення ефективностi використання електрично! енергл, а також знаходити та аналiзувати причини змiн рiвня енергоефективностi.
Для аналiзу невипадковостi варiацii рiвня енергоефективностi доцiльним е проведення контролю ефективносп споживання електроенергп за методикою А.Вальда [10].
Однак, для здшснення аналiзу про невипадковiсть зниження чи пщвищення рiвня енергоефективностi необхщно двiчi здiйснити процес послiдовного контролю за методом А.Вальда - для аналiзу невипадкового зниження рiвня ефективного використання електроенергп та аналiзу невипадкового тдвищення його рiвня.
Маючи рiвняння граничних прямих Ь0 та Ь}:
можна побудувати карти контролю та провести аналiз невипадково! змiни рiвня ефективностi використання електроенергп.
На рис. 3 графiчно зображено процес послщовного контролю, що дае можливiсть оперативно визначити момент невипадкового тдвищення рiвня енергоефективносп.
Ламану лiнiю = Г(т) будуемо за результатами послщовного контролю: фактичне значення потужносп, визначене у результат! першого замiру, не перетинае нижньо'1 границi довiрчого штервалу, отже при т=1 ёт=0. Результат е аналопчним для двох наступних контролiв. При четвертому замiрi фактична потужшсть перетинае нижню границю довiрчого iнтервалу, отже при т=4 ёт=1. Результат е аналогiчним для двох наступних контролiв. Результат кожного контролю фшсуемо на картi (рис. 3). У результат сьомого та восьмого контролiв спостерiгаемо вихiд фактичних значень потужносп за межi нижньо'1 гранит довiрчого iнтервалу, тому ёт=7=2, ёт=8=3.
В результатi проведення восьмого контролю ламана ёт=Г(т) перетнула пряму Ь0, що свщчить про наявнiсть на об'екп управлiння невипадкового зниження обсягу електроспоживання. При т=12 крива знаходиться на граничнiй прямiй Ь00, тсля чого знову виходить за п межi, а при т=23 перетинае Ь0 i знаходиться в межах граничних прямих Ь0 та Ь}. Таким чином, в перюд з 8-го по 22-ий контролi енергозбереження не спостер^алося.
Ь0 = 0,098 • т -1,481, Ь0 = 0,098 • т +1,769,
Е
■о
■Ш ■И
с1т=^т)
11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
Рис. 3. Графiчна шюстращя процесу послiдовного контролю за методом А.Вальда для аналiзу невипадкового тдвищення рiвня ефективного використання електроенерги
Аналогично будуемо ламану лiнiю для аналiзу невипадкового зниження рiвня ефективностi використання електроенерги (рисунок 4). Проводиться спостереження виходу фактичного значення потужност за верхню границю довiрчого iнтервалу. В результат! контролю на 30-му вимiрi ламана = { (т) перетнула пряму тому на даному етат контроль припиняемо, i робимо висновок про наявнiсть на об'ект управлiння невипадкового тдвищення обсягу електроспоживання._
Е
■а
■Ш ■И
dm=f{m)
Рис. 4. Грaфiчнa iлюстрацiя процесу послiдовного контролю за методом А. Вальда
для aнaлiзу невипадкового зниження рiвня ефективного використання електроенерги
Пiд час контролю ефективност енергоспоживання виробничого об'екту доцiльно враховувати змши в параметрах технологiчного процесу, що впливають на енерговикористання. Таю змши можуть бути викликaнi як «випадковими причинами», так i «спещальними», тобто впливом певних чинникiв. Тому, для контролю енергоефективносп технологiчних процеав, доцiльно користуватися методами статистичного контролю, основним шструментом яких е контрольш карти Шухарта, що дозволяють проводити вщповщний aнaлiз в будь-яких процесах.
Ознаками порушення технологiчного процесу при використанш контрольних карт е:
- одна або бшьше точок знаходяться поза верхньою та нижньою контрольними межами (ВКМ, НКМ);
- сiм послiдовних точок знаходяться з одного боку вщ центрально!' лши (ЦЛ);
- бiльше шести точок монотонно зростають або спадають [7].
При використанш карт Шухарта, контрольш гранит, на вщмшу вiд довiрчих iнтервaлiв до математично!' моделi, встановлюються у виглядi прямих лiнiй, що робить !'х менш
гнучким шструментом. Проте, у випадку аналiзу причин змши рiвня енергоефективносп, е доречним застосування саме карт Шухарта, однак контроль проводити по незалежним змшним (рис. 5).
Рис. 5 Контрольна карта середшх значень вщхилень для незалежно'1 змшно'1 ¥1
Аналопчно будуються контрольнi карти для середшх значень факторiв ¥2 та ¥3 (рисунок 6, 7).
Рис. 6 Контрольна карта середшх значень вщхилень для незалежно'1 змшно'1 ¥2
Рис. 7 Контрольна карта середшх значень вщхилень для незалежно'1' змшно'1 ¥3 Для виявлення причин, що призвели до перевитрати (економп) енергп доцшьно розглядати для точок невиконання «стандарту» енергоспоживання вс три карти вщхилень
середшх значень незалежних змшних Fl, ¥>, ¥ одночасно. З контрольних карт можна
вщслщкувати раптовi змши параметрiв, що впливають на величину енергоспоживання. Таю змши параметрiв, як правило i е причиною суттево! рiзницi мiж фактичним i щльовим значенням енергоспоживання.
Користуючись правилами читання карт Шухарта [8], згiдно контрольних карт середшх значень вщхилень для незалежних змшних ¥1,¥2,¥3, можна зробити наступш висновки щодо вiдхилень точок:
1) в точках 2, 30 вщбулися змши параметрiв ¥1та ¥2;
2) в точках 4, 8 вщбулися змши параметру ¥3;
3) в точщ 7 вiдбулися змши параметру ¥1;
4) в точщ 21 вщбулися змши параметру ¥2.
Результати мошторингу змш параметрiв та ощнка !х впливу на ефектившсть використання енергп представлено в табл. 2.
Таблиця 2
Результати мошторингу енергоефективносп
День Рiвень енергоефективносп Причина
Перевитрата, кВт-год Економiя, кВт-год
2 39,313 0 i Б2 збшьшились
4 0 35,608 Б3 зменшився
7 0 38,688 зменшився
8 0 33,586 Б3 зменшився
21 0 13,668 Б2 зменшився
30 39,576 0 i Б2 збiльшились
Таким чином, кожен з розглянутих в данш статтi методiв дозволяе виршити окрему важливу задачу, необхiдну для проведення адекватного оперативного контролю енергоефективносп. Тому, дощльно на !х основi створити комплексну процедуру монiторингу результапв впровадження заходiв з енергозбереження, що дозволить визначити контрольш границi енергоспоживання та проводити контроль виконання встановлених щльових змшних, що полягатиме в обгрунтуванш виходу значень рiвня енергоефективносп за меж контрольних границь, тобто в наданш оцiнки невипадковостi, аналiзу причин та кшьюсно! оцiнки економп чи перевитрати енергп на об'екп.
Процедура монiторингу результатiв впровадження заходiв з енергозбереження можна представити у виглядi алгоритму (рис. 8).
Висновки
1. Необхщною умовою досягнення помггних практичних результатiв монiторингу енергозбереження е об'ективне та обгрунтоване вирiшення питання кшьюсно! оцiнки та контролю рiвня ефективностi енерговикористання.
2. Розглянутi методи контролю виконання встановлених щльових змшних мае сво! переваги та недолши, тому !х було доречно об'еднати задля створення ушверсально! процедури мошторингу результапв впровадження заходiв з енергозбереження, що дозволить визначити контрольш гранищ енергоспоживання та проводити контроль виконання встановлених щльових змшних, що полягатиме в обгрунтуванш виходу значень рiвня
енергоефективносп за межi контрольних границь, тобто в наданнi оцiнки невипадковосп, аналiзу причин та кшьюсно! оцшки економп чи перевитрати енергп на об'екп.
2. Встановлення меж дов1рчого ¡нтервалу до математичноУ модел1
Рис.
>. Алгоритм ушверсально! процедури мошторингу результатiв впровадження заходiв з енергозбереження
Список використаноТ лiтератури:
1. Приступа М., Бохонко М. Енергозбереження в Укра!ш: правов1 аспекти i практична реал1защя. -Р1вне: видавець О.Зень, 2011. - 56 с.
2. Ковалко М. П. Енергозбереження - прюритетний напрямок державно! полiтики Укра!ни / М. П. Ковалко, С. П. Денисюк. - К.: УЕЗ, 1998. - 506 с.
3. Праховник А. В. Контроль i нормалiзацiя енергоспоживання / А. В. Праховник, В. Ф. Находов, О. В. Бориченко // Энергосбережение- Энергетика- Энергоаудит. - 2009 - № 8(66). - С. 41-54.
4. Находов В. Ф. Аналiз дшчих в Укра!ш методик нормування питомих витрат паливно-енергетичних ресурсiв / В. Ф. Находов, О. В. Бориченко, К. К. Кочетова // «Промислова електроенергетика та електротехшка». Промелектро: iнформ. зб. - 2007. - № 2. - С. 42-50.
5. Jones Phil. Getting started with Monitoring & Targeting (M&T) // Fundamental Series. - 2004. - № 7. - P.
29-32.
6. Находов В. Ф. Энергосбережение и проблема контроля эффективности энергоиспользования / В.Ф. Находов // Промислова електроенергетика та електротехшка. - 2007. - № 1. - С. 34-42.
7. Клячкин В. Н. Статистические методы в управлении качеством: компьютерные технологии: учеб. пособие / В. Н. Клячкин. - М.: Финансы и статистика; ИНФА - М, 2009. - 304 с.
8. Находов В. Ф, Бориченко О. В., 1ванько Д. О. Вибiр оптимального набору критерив з метою комплексно! оцшки адекватносл побудови «стандарту» енергоспоживання в системах оперативного контролю енергоефективносп // Енергетика. Еколопя. Людина. - 2013 — № 3 (34) — C. 68-78.
9. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных / Перевод с английского под редакцией канд. техн. наук Э. К. Лецкого. - М.:Издательство «Мир», 1980. -610 с.
10. Вальд А. Последовательный анализ / Перевод с английского под редакцией Б. А. Севастьянова. - М: Государственное издательство физико-математической литературы, 1960. - 327 с.
References:
1. Prystupa M., Bokhonko, M. (2011), Energy efficiency in Ukraine: legal aspects and practical implementation [Enerhozberezhennia v Ukraini: pravovi aspekty i praktychna realizacia], publisher O.Zen, Rivne, 56 p.
2. Kovalko, M. P., Denysiuk, S. P. (1998), Energy conservation - a priority direction of state policy of Ukraine [Enerhozberezhennia - priorytetnyi napriamok derzhavnoi polityky Ukrainy], UEK, Kyiv, 506 p.
3. Prakhovnik A.V., Nakhodov V. F., Borychenko O. V. (2009) "Control and normalization of energy" ["Kontrol i normalizada enerhospozhyvannia"], "Energy conservation, energy efficiency and conservation", No. 8 (66), P. 41-54.
4. Nakhodov V. F., Borychenko O. V., Kochetova K. K. (2007), "Analysis of operating in Ukraine valuation techniques specific consumption of fuel and energy resources" ["Analiz diiuchykh v Ukraini metodyk normuvannia pytomykh vytrat palyvno-enerhetychnykh resursiv"], "Electricity and electrical engineering industries", Promelektro, No. 2, P. 42-50.
5. Jones Phil (2004) "Getting started with Monitoring & Targeting (M & T)", Fundamental Series, No. 7, P. 29-32.
6. Nakhodov V. F. (2007) "Energy savings and the problem of monitoring the effectiveness of energy use" ["Energosberezhenie i problema controlia effectivnosti enerhoispolzovania"], "Electricity and electrical engineering industries", No. 1, P. 34-42.
7. Klyachkin V. N. (2009), Statistical methods in quality management of computer technology: studies. allowance [Statisticheskie metody v upravlenii kachestvom: kompyuternye tehnologii: ucheb. posobie], Finance and Statistics, YNFA, Moscow, 304 p.
8. Nakhodov V. F., Borychenko O. V., Ivanko D. O. (2013) "Choosing the optimal set of criteria to assess the adequacy of the integrated construction of "standard" energy systems of operational control efficiency" ["Vybir optymalnogo naboru kryteriiv z metoyu kompleksnoi ocinky adekvatnosti pobudovy "standartu" energospozhyvannia v systemah operatyvnogo kontrolyu energoefectyvnosti"], "Energy. Ecology. Man", No. 3 (34), P. 68-78.
9. Johnson N., Lyon, F. (1980), Statistics and experimental design in engineering and science. Data processing methods. Trans. from Eng. under the ed. Letskoho E.K. [Statistica i planirovanie eksperimenta v tehnike i nauke. Metody obrabotki danyh], Publishing "Mir", Moscow, 610 p.
10. Wald A. (1960), Sequential analysis. Trans. from Eng. under the ed. of Sevastyanov B. A. [Posledovatelnyi analiz], State Publishing House of physical and mathematical literature, Moscow, 327 p.
Поступила в редакцию 25.05 2015 г.
