Шнайдер Д.А. - Южно-Уральский государственный университет

ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
( НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ )
Шнайдер Дмитрий Александрович
д.т.н., профессор кафедры Автоматики и Управления
зам. руководителя ПНР-1 «Энергосбережение в социальной сфере»
Челябинск, 2015
Программа развития НИУ ЮУрГУ
Приоритетное направление развития России - Энергосбережение в ЖКХ.
Политика энергосбережения в РФ определена Федеральным законом от 23
ноября 2009 года № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении
энергетической эффективности…».
Разработаны программы энергосбережения на всех уровнях хозяйственной
деятельности. Проблеме энергосбережения посвящена Программа
развития Национального исследовательского университета ЮУрГУ.
Системного эффекта энергосбережения еще не получено,
одна из причин - недостаточное внедрение современных
автоматизированных информационно-управляющих систем в практику
управления энергопотреблением.
Для решения этой проблемы в ЮУрГУ разработана и успешно
функционирует автоматизированная система интеллектуального
управления потреблением энергетических ресурсов, охватывающая
инженерные системы тепло-, водо-, электроснабжения и освещения.
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
2
Энергетическая инфраструктура НИУ ЮУрГУ
4
5
6
2
1
3
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
3
Системы энергоснабжения с распределенной когенерацией
Энергоцентр ЮУрГУ
Газотурбинный энергоагрегат
Газопоршневой энергоагрегат
Теплоутилизационная
энергоустановка
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
4
Автоматизированный центр мониторинга энергоэффективности и управления
потреблением энергоресурсов (АЦМЭ) НИУ «ЮУрГУ»
Цели проекта:
снижение объемов потребления топливноэнергетических ресурсов;
 обеспечение надежной бесперебойной работы
инженерных систем;
 выявление потенциала энергосбережения

Центральная диспетчерская ЮУрГУ
Автоматизированные тепловые пункты зданий ЮУрГУ
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
5
Автоматизированный центр мониторинга энергоэффективности и управления
потреблением энергоресурсов (АЦМЭ) НИУ «ЮУрГУ»
Задачи:
1. Оперативное предоставление информации о показателях
качества и фактическом потреблении энергоресурсов
2. Анализ энергетической эффективности объектов ЖКХ на
основе макромоделей объектов в реальном времени
3. Диспетчерское управление режимами работы оборудования
и прогнозирование аварийных ситуаций
4. Оптимизация режимов функционирования инженерных
систем по критериям энергетической эффективности
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
6
Структура АЦМЭ НИУ ЮУрГУ
Общая структура автоматизированного ситуационного центра
энергоэффективности жилищно-коммунального хозяйства
Национальный исследовательский университет ЮУрГУ
Администрация г. Челябинска
Управление ЖКХ
Лаборатория
«Энергосбережение в
социальной сфере»
Лаборатория
суперкомпютерного
моделирования
ЦДП ЮУрГУ
Суперкомпьютер
ЦДП ЖКХ г. Челябинска
Мониторинг показателей
энергетической эффективности
Анализ показетелей энергоэффективности объектов ЖКХ
Мониторинг показателей
энергетической эффективности
Распределенная система
хранения данных
Распределенная система
хранения данных
СУБД
Oraсle
АСДУ инженерных систем комплекса зданий ЮУрГУ
АСДУ ЖКХ г. Челябинска
Диспетчерский пункт
Диспетчерский пункт
Комплекс зданий ЮУрГУ
Жилищно-коммунальное
хозяйство
г. Челябинска
(системы тепло-, водо-,
электро-, газоснабжения,
уличного освещения)
Когенерациустановки
газотурбинные
газопоршневые
АИТП
зданий
Приборы
учета
энергоресурсов
Системы
Освещения
наружного
внутреннего
I – очередь (реализована)
II – очередь (проект)
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
7
Функциональная схема ПТК «ПолиТЭР»
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
8
Экран АЦМЭ комплекса зданий ЮУрГУ на базе ПТК «ПолиТЭР»
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
9
Управление АИТП
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
10
Техническое состояние узлов учета
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
11
Электронный журнал событий
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
12
Макромодель анализа эффективности теплоснабжения
кампуса ЮУрГУ
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
1
3
Фрагмент макромодели (насосная станция)
Модель насоса
Модель задвижки
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
1
4
On-Line анализ энергоэффективности
Новый график...
Новый график...
0.33
2.95
2.9
2.85
0.325
0.32
2.8
2.75
2.7
2.65
2.6
2.55
2.5
0.315
0.31
0.305
0.3
0.295
0.29
2.45
2.4
2.35
2.3
2.25
2.2
0.285
0.28
0.275
0.27
0.265
2.15
2.1
2.05
2
1.95
1.9
1.85
0.26
0.255
0.25
0.245
0.24
0.235
1.8
1.75
1.7
1.65
1.6
1.55
1.5
0.23
0.225
0.22
0.215
0.21
0.205
1.45
1.4
1.35
1.3
1.25
1.2
0.2
0.195
0.19
0.185
0.18
1.15
1.1
1.05
1
0.95
0.9
0.85
0.175
0.17
0.165
0.16
0.155
0.15
0.8
0.75
0.7
0.65
0.6
0.55
0.5
0.145
0.14
0.135
0.13
0.125
0.12
0.45
0.4
0.115
0.11
25.01.10
26.01.10
27.01.10
28.01.10
29.01.10
30.01.10
31.01.10
1.02.10
Адрес, г.Копейск, пр.Победы, д.17б, Теплоснабжение, Тепловая мощность
Адрес, г.Копейск, пр.Победы, д.17б, Теплоснабжение, Анализ, Расчётный график изменения теплового потока, Нормативная тепловая нагрузка
2.02.10
3.02.10
25.01.10
26.01.10
27.01.10
28.01.10
29.01.10
30.01.10
31.01.10
Адрес, г.Копейск, пр.Победы, д.17б, Водоснабжение, Расход
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
1.02.10
2.02.10
3.02.10
15
Параметры потребителей по данным энергоаудита для идентификации модели
Оценка удельного энергопотребления
Объект исследования: Теплоэнергетический комплекс ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ)
Определение объектов с наибольшим потенциалом энергосбережения (отопление)
Error/Q
1,4%
1,2%
1,4%
1,3%
1,0%
1,2%
1,2%
2,8%
1,3%
Общ №3,8
Бассейн
УЛК 3БВ
УЛК 1-ЦЧ
Общ №7
ГКБ-2
Общ №2
УЛК 3Д
Общ №1
qоп
79,95
42,70
29,93
22,49
22,46
17,88
16,33
13,62
12,07
qоп
11,66
11,26
10,59
10,13
9,96
9,78
9,76
8,59
8,45
Error/Q
УЛК 2АТ
1,0%
УЛК 1-ЗК
1,3%
УЛК 3А
1,4%
Общ №6
1,5%
УЛК 1-Библиотека
2,5%
УЛК АС
0,8%
Общ №5
1,3%
УЛК 1А
2,3%
ТП-2 (Ком)
0,7%
УЛК 1-ВК-2 центр
НИИЦС
УПМ-2 (Ип)
Коммуны 151
Общ №11
Валеология
УЛК 4
ТП-1 (Ип)
УЛК 5 юр.
Error/Q
1,1%
1,2%
0,9%
1,2%
1,0%
0,7%
0,8%
1,9%
1,5%
qоп
7,80
7,47
7,20
6,80
5,74
5,24
3,98
3,96
3,71
Error/Q
qоп
Гараж УЛК 1
"Сигма"
УПМ-1 (Ком)
1,1%
1,4%
3,2%
3,67
3,63
2,86
РСУ
УЛК 1-ВК-1 край
Издат. центр
УЛК 2АК
Пищ. Тех.
УЛК 3Г
1,1%
2,78
2,7%
2,26
1,3%
1,76
1,4%
1,27
1,9%
0,09
2,0% -26,37
Потенциал экономии тепловой энергии за отопительный период, Мкал/°С
80
70
60
50
40
30
20
10
Пищ. Тех.
УЛК 2АК
Издат. Центр
УЛК 1-ВК-1 край
РСУ
УПМ-1 (Ком)
"Сигма"
Гараж УЛК 1
УЛК 5 юр.
ТП-1 (Ип)
УЛК 4
Валеология
Общ №11
Коммуны 151
УПМ-2 (Ип)
НИИЦС
УЛК 1-ВК-2 центр
ТП-2 (Ком)
УЛК 1А
Общ №5
УЛК АС
УЛК 1-Библиотека
Общ №6
УЛК 3А
УЛК 1-ЗК
УЛК 2АТ
Общ №1
УЛК 3Д
Общ №2
ГКБ-2
Общ №7
УЛК 1-ЦЧ
УЛК 3БВ
Бассейн
Общ №3,8
0
Экономический эффект от внедрения АИТП
Эффект от внедрения на примере АИТП корпуса 3БВ:
• Экономия по отоплению – 24,98% (71,9 Гкал)
• Экономия по ГВС – 25,20% (22,4 Гкал)
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
18
Отличительные особенности ПТК «ПолиТЭР»
Многоцелевая SCADA-система:
• решения для всех видов инженерных систем ЖКХ и
промышленности (теплоснабжение, водоснабжение,
электроснабжение, освещение, вентиляция , котельное
оборудование)
• расширение от простой однопользовательской системы, устанавливаемой на 1-й офисной ПЭВМ до сетевых клиент-серверных
конфигураций
• может быть интегрирована в другие решения автоматизации услуг
(РКЦ, платёжные, бухгалтерские системы и пр.)
Программно-технические комплексы «ПолиТЭР»
являются утвержденным типом средств измерений
номер в Госреестре 53530-13
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
19
АСДУ НО на базе ПТК «ПолиТЭР»
Диспетчерский пункт АСДУ НО
GPS/
Глонасс
Web
БПД-PLC
3G
Ethernet
Группа 3
(категория В)
Internet
Светодиодные
светильники
/
ЭПРА-150/250.PLC
Intranet
Группа 1
БУC-Д.PLC
БУC-П.PLC
АПВ
GSM/GPRS
PLC
(категория А)
0,2/0,4 кВ
Плазменные
светильники
Группа 2
(категория Б)
БУН-PLC
Иллюминация,
архитектурное
освещение
Светильники
ДНаТ
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
20
Оборудование управления освещением
Автоматизированные пункты включения
линий наружного освещения
Назначение: автоматическое, диспетчерское и местное управление питанием
участка сети наружного освещения в составе АСУНО «ПолиТЭР».
АПВ-01
(ток нагрузки до 100А на
фазу, бесконтактные
пускатели)
АПВ-02
(ток нагрузки до 32А
на фазу, бесконтактные
пускатели)
АПВ-03
(ток нагрузки до 100А
на фазу, электромагнитные
пускатели)
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
21
Городское освещение (г. Челябинск)
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
22
Городское освещение (г. Магнитогорск)
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
23
Интеграция с ГИС
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
24
Диспетчерский пункт Челябгорсвет
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
25
Результаты испытаний ЭПРА-250.PLC (ГПВ 1443, г. Челябинск)
Количество ЭПРА – 83 шт.
Адрес: ул. Российская (р-н маг. «Самоделкин»)
Исходная P0=27 кВт
Режим
ЕСР, лк IА, А
IВ, А
IС, А
P, кВт
Э, %
100%
18,6
40,1
31,5
25,2
25,2
7
90%
15,9
36,2
26,9
35,4
22,5
16,7
85%
15,6
34,4
25,8
33,7
21,6
20
77%
12,6
31,3
22,3
30,7
19,4
28
70%
10,3
28,1
20,4
27,5
17,5
36,6
65%
9,58
26,2
18,7
25,8
16,3
39,6
60%
7,2
24,7
17,4
24,3
15,1
44
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
26
География внедрения АСУНО «ПолиТЭР»
Иваново
Орехово-Зуево
Казань
Ханты-Мансийск
Набережные Челны
Оренбург
Сибай
Челябинская
область
Омск
Новосибирск
Шнайдер Дмитрий Александрович
ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ), тел. (351) 751-12-12
27
ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет»
(Национальный Исследовательский Университет)
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Шнайдер Дмитрий Александрович
зам. руководителя ПНР-1 «Энергосбережение
в социальной сфере», профессор кафедры
автоматики и управления
тел. (351) 267-91-35
тел./факс (351) 267-93-69
Наши партнеры :
®
НПП «Политех-Автоматика»