Особливостями теплопостачання є жорсткий взаємовплив режимів теплопостачання та теплоспоживання, а також множинність точок постачання кількох товарів (теплова енергія, потужність, теплоносій, гаряча вода). Мета теплопостачання, не забезпечення генерації та транспорту, а підтримка якості названих товарів для кожного споживача.

Ця мета досягалася відносно ефективно при стабільних витратах теплоносія у всіх елементах системи. "Якісне" регулювання, що застосовується у нас, по самій своїй суті передбачає зміну тільки температури теплоносія. Поява будівель із регульованим споживанням забезпечило непередбачуваність гідравлічних режимів у мережах за збереження сталості витрат у самих будинках. Скарги у сусідніх будинках довелося ліквідувати завищеною циркуляцією та відповідними масовими перетопами.

Гідравлічні розрахункові моделі, що застосовуються сьогодні, не дивлячись на їх періодичне калібрування, не можуть забезпечити облік відхилень витрат на вводах будівель через зміну внутрішніх тепловиділень та споживання гарячої води, а також впливу сонця, вітру та дощу. При фактичному якісно-кількісному регулюванні необхідно “бачити” систему в реальному часі та забезпечити:

• контроль максимальної кількості точок постачання;
• зведення поточних балансів відпустки, втрат та споживання;
• керуючий вплив за неприпустимого порушення режимів.

Управління має бути максимально автоматизованим, інакше його просто неможливо реалізувати. Завдання полягало в тому, щоб досягти цього без надмірних витрат на обладнання контрольних точок.

Сьогодні, коли у великій кількості будівель є вимірювальні системи з витратомірами, датчиками температури та тиску, використовувати їх лише для фінансових розрахунків нерозумно. АСУ «Тепло» побудовано переважно на узагальненні та аналізі інформації «від споживача».

При створенні АСУ були подолані типові проблеми застарілих систем:

• залежність від коректності обчислень приладів обліку та достовірності даних у невірних архівах;
• неможливість зведення оперативних балансів через нестиковки часу вимірювань;
• неможливість контролю швидкозмінних процесів;
• невідповідність новим вимогам інформаційної безпеки федерального закону «Про безпеку критичної інформаційної інфраструктури Російської Федерації».

Ефекти від застосування системи:

Служби роботи зі споживачами:

• визначення реальних балансів за всіма видами товарів та комерційних втрат:
• визначення можливих позабалансових доходів;
• контроль фактичного споживання потужності та відповідності її ТУ на підключення;
• запровадження обмежень, що відповідають рівню платежів;
• перехід на двоставковий тариф;
• контроль КПЕ для всіх служб, що працюють із споживачами, та оцінка якості їх роботи.

Експлуатація:

• визначення технологічних втрат та балансів у теплових мережах;
• диспетчерське та аварійне управління за фактичними режимами;
• підтримання оптимальних температурних графіків;
• контроль стану мереж;
• налагодження режимів теплопостачання;
• контроль відключень та порушень режимів.

Розвиток та інвестиції:

• достовірна оцінка результатів запровадження проектів покращень;
• оцінка ефектів інвестиційних витрат;
• розробка схем теплопостачання у реальних електронних моделях;
• оптимізація діаметрів та конфігурації мережі;
• зниження витрат на підключення під час обліку реальних резервів пропускної спроможностіта енергозбереження у споживачів;
• планування ремонтів
• організація спільної роботи ТЕЦ та котелень.

Стаття 18. Розподіл теплового навантаження та управління системами теплопостачання

1. Розподіл теплового навантаження споживачів теплової енергії в системі теплопостачання між , теплову енергіюу цій системі теплопостачання здійснюється органом, уповноваженим відповідно до цього Федеральним закономна затвердження схеми теплопостачання шляхом внесення щороку змін до схеми теплопостачання.

2. Для розподілу теплового навантаження споживачів теплової енергії всі теплопостачальні організації, які мають джерелами теплової енергії в цій системі теплопостачання, зобов'язані подати до органу, уповноваженого відповідно до цього Федерального закону на затвердження схеми теплопостачання, заявку, що містить відомості:

1) про кількість теплової енергії, яку теплопостачальна організація зобов'язується постачати споживачам та теплопостачальним організаціям у даній системі теплопостачання;

2) про обсяг потужності джерел теплової енергії, яку теплопостачальна організація зобов'язується підтримувати;

3) про діючі тарифи у сфері теплопостачання та прогнозні питомі змінні витрати на виробництво теплової енергії, теплоносія та підтримання потужності.

3. У схемі теплопостачання повинні бути визначені умови, за наявності яких існує можливість постачання теплової енергії споживачам від різних джерел теплової енергії за збереження надійності теплопостачання. За наявності таких умов розподіл теплового навантаження між джерелами теплової енергії здійснюється на конкурсній основі відповідно до критерію мінімальних питомих змінних витратна виробництво теплової енергії джерелами теплової енергії, що визначаються у порядку, встановленому основами ціноутворення у сфері теплопостачання, затвердженими Урядом Російської Федерації, на підставі заявок організацій, що володіють джерелами теплової енергії, та нормативів, що враховуються при регулюванні тарифів у галузі теплопостачання на відповідний період регулювання.

4. Якщо теплопостачальна організація не згодна з розподілом теплового навантаження, здійсненим у схемі теплопостачання, вона має право оскаржити рішення про такий розподіл, прийняте органом, уповноваженим відповідно до цього Федерального закону на затвердження схеми теплопостачання, до уповноваженого Урядом Російської Федерації федерального органу виконавчої влади.

5. Теплопостачальні організації та тепломережні організації, що здійснюють свою діяльність в одній системі теплопостачання, щорічно до початку опалювального періоду зобов'язані укладати між собою угоду про управління системою теплопостачання відповідно до правил організації теплопостачання, затверджених Урядом Російської Федерації.

6. Предметом зазначеної у частині 5 цієї статті угоди є порядок взаємних дій щодо забезпечення функціонування системи теплопостачання відповідно до вимог цього Закону. Обов'язковими умовами зазначеної угоди є:

1) визначення сумісності диспетчерських служб теплопостачальних організацій та тепломережевих організацій, порядок їх взаємодії;

3) порядок забезпечення доступу сторін угоди або, за взаємною домовленістю сторін угоди, іншої організації до теплових мереж для здійснення налагодження теплових мереж та регулювання роботи системи теплопостачання;

4) порядок взаємодії теплопостачальних організацій та тепломережевих організацій у надзвичайних ситуаціях та аварійних ситуаціях.

7. У випадку, якщо теплопостачальні організації та тепломережні організації не уклали вказану в цій статті угоду, порядок управління системою теплопостачання визначається угодою, укладеною на попередній опалювальний період, а якщо така угода не укладалася раніше, зазначений порядок встановлюється органом, уповноваженим відповідно до цієї статті. Федеральним законом затвердження схеми теплопостачання.

Modernization and Automation of Heat Supply System Minsk experiencce

V.A. Sednin, Scientific Consultant, Doctor of Engineering, Professor,
A.A. Гутковський, Chief Engineer, Український національний технічний університет, наукові науки та технічні центри з системою управління системами в енергетичній системі.

Keywords: Heat supply system, automated control systems, reliability and quality improvement, heat delivery regulation, data archiving

Його власне великі міста в Білорусі, як в Росії, є засобом cogeneration і district heat supply systems (hereinafter - DHSS), де засоби є комбінованими в одному системі. У той же час, пов'язані з рішеннями, спрямованими на окремі елементи комплексних систем, що існують, не мають systematic criteria, reliability, controllability and environment protection requirements. Therefore modernization of the heat supply systems і створення automated process control systems is the most relevant task.

Опис:

В. А. Седнін, А.А. Гутковський

Теплопостачання великих міст Білорусі, як і Росії, забезпечується системами теплофікації і централізованого теплопостачання (далі - СЦТ), об'єкти яких ув'язані у єдину схему. Однак часто рішення, що приймаються за окремими елементами складних системтеплопостачання, що не задовольняють системним критеріям, вимогам надійності, керованості та екологічності. Тому модернізація систем теплопостачання та створення автоматизованих систем управління технологічними процесамиє найактуальнішим завданням.

В. А. Седнін, науковий консультант, доктор техн. наук, професор

А. А. Гутковський, головний інженер, Білоруський національний технічний університет, Науково-дослідний та інноваційний центр автоматизованих систем управління в теплоенергетиці та промисловості

Теплопостачання великих міст Білорусі, як і Росії, забезпечується системами теплофікації і централізованого теплопостачання (далі – СЦТ), об'єкти яких ув'язані у єдину схему. Однак часто рішення, що приймаються за окремими елементами складних систем теплопостачання, не задовольняють системним критеріям, вимогам надійності, керованості та екологічності. Тому модернізація систем теплопостачання та створення автоматизованих систем управління технологічними процесами є найбільш актуальним завданням.

Особливості систем централізованого теплопостачання

Розглядаючи основні особливості СЦТ Білорусі, можна зазначити, що вони характеризуються:

• безперервністю та інерційністю свого розвитку;
• територіальною розподіленістю, ієрархічністю, різноманітністю використовуваних технічних засобів;
• динамічністю процесів виробництва та стохастичністю споживання енергії;
• неповнотою та низьким ступенем достовірності інформації про параметри та режими їх функціонування.

Важливо, що у СЦТ теплові мережі, на відміну інших трубопровідних систем, служать для транспорту не продукту, а енергії теплоносія, параметри якого мають задовольняти вимогам різних споживчих систем.

Зазначені особливості наголошують на істотній необхідності створення автоматизованих систем управління технологічними процесами (далі – АСУ ТП), впровадження яких дозволяє підвищити енергетичну та екологічну ефективність, надійність та якість функціонування систем теплопостачання. Впровадження АСУ ТП сьогодні не є даниною моді, а випливає з основних законів розвитку техніки та економічно обґрунтоване на сучасному етапі розвитку техносфери.

ДОВІДКА

Система централізованого теплопостачання Мінська є структурно складним комплексом. До нього в частині виробництва та транспорту теплової енергії входять об'єкти РУП «Мінськенерго» (Мінських теплових мереж, теплофікаційні комплекси ТЕЦ-3 та ТЕЦ-4) та об'єкти УП «Мінськкомунтепломережа» – котельні, теплові мережі та центральні теплові пункти. Створення АСУ ТП УП «Мінськкомунтепломережа» було розпочато у 1999 році, і нині вона функціонує, охоплюючи практичні усі теплоджерела (понад 20) та низку районів теплових мереж. Розробку проекту АСУ ТП Мінських теплових мереж було розпочато у 2010 році, реалізація проекту розпочалася у 2012 році і наразі триває.

Розробка АСУ ТП системи теплопостачання Мінська

На прикладі Мінська представляємо основні підходи, які були реалізовані у низці міст Білорусі та Росії при проектуванні та розробці АСУ ТП систем теплопостачання.

З урахуванням обширності питань, що охоплюють предметну область теплопостачання, та накопиченого досвіду у сфері автоматизації систем теплопостачання на передпроектній стадії створення АСУ ТП Мінських теплових мереж було розроблено концепцію. Концепція визначає принципові основи організації АСУ ТП теплопостачання Мінська як процес створення обчислювальної мережі (системи), орієнтованої на автоматизацію технологічних процесів топологічно розподіленого підприємства централізованого теплопостачання.

Технологічні інформаційні завдання АСУ ТП

Впроваджувана автоматизована система управління насамперед передбачає підвищення надійності та якості оперативного управління режимами функціонування окремих елементів та системи теплопостачання в цілому. Тому дана АСУ ТП призначена для вирішення наступних технологічних інформаційних завдань:

• забезпечення централізованого функціонально-групового управління гідравлічними режимами теплоджерел, магістральних теплових мереж та перекачувальних насосних станцій з урахуванням добових та сезонних змінвитрат циркуляції з коригуванням (зворотним зв'язком) за фактичними гідравлічними режимами у розподільчих теплових мережах міста;
• реалізація методу динамічного центрального регулювання відпуску теплової енергії з оптимізацією температур теплоносія в трубопроводах, що подають і зворотних, тепломагістралей;
• забезпечення збору та архівації даних про теплові та гідравлічні режими роботи теплоджерел, магістральних теплових мереж, перекачуючої насосної станції та розподільних теплових мереж міста для здійснення контролю, оперативного управління та аналізу функціонування СЦТ Мінських теплових мереж;
• створення ефективної системи захисту обладнання теплоджерел та теплових мереж у позаштатних ситуаціях;

створіння інформаційної базидля вирішення оптимізаційних завдань, що виникають під час експлуатації та модернізації об'єктів системи теплопостачання Мінська.

ДОВІДКА 1

До складу Мінських теплових мереж входять 8 мережевих районів (РТС), 1 ТЕЦ, 9 котелень потужністю від кількох сотень до тисячі мегават. Крім того, на обслуговуванні Мінських теплових мереж знаходяться 12 знижувальних насосних станцій, 209 ЦТП. Організаційно-виробнича структура Мінських теплових мереж за схемою «знизу нагору»: перший (нижній) рівень – об'єкти теплових мереж, включаючи ЦТП, ІТП, теплові камери та павільйони; другий рівень – майстерні ділянки теплових районів; третій рівень – теплоджерела, що включають до свого складу районні котельні (Кедишко, Степняка, Шабани), пікові котельні (Орлівська, Комсомолка, Харківська, Масюківщина, Курасівщина, Західна) та насосні станції; четвертий (верхній) рівень диспетчерська служба підприємства.

Структура АСУ ТП Мінських теплових мереж

Відповідно до виробничо-організаційної структури Мінських теплових мереж (див. довідку 1) обрано чотирирівневу структуру АСУ ТП Мінських теплових мереж:

• перший (верхній) рівень - центральна диспетчерська підприємства;
• другий рівень – операторські станції районів теплових мереж;
• третій рівень – операторські станції теплоджерел (операторські станції майстерень дільниць теплових мереж);
• четвертий (нижній) рівень – станції автоматичного керуванняустановками (котлоагрегати) та процесами транспорту та розподілу теплової енергії (технологічна схема теплоджерела, теплові пункти, теплові мережі тощо).

Розвиток (створення АСУ ТП теплопостачання всього міста Мінська) передбачає включення до системи на другому структурному рівні операторських станцій теплофікаційних комплексів мінських ТЕЦ-2, ТЕЦ-3, ТЕЦ-4 та операторської станції (центральної диспетчерської) УП «Мінськкомунтепломережа». Усі рівні управління планується об'єднати у єдину обчислювальну мережу.

Архітектура АСУ ТП системи теплопостачання Мінська

Аналіз об'єкта управління загалом та стан його окремих елементів, а також перспективи розвитку системи управління дозволили запропонувати архітектуру розподіленої автоматизованої системи управління технологічними процесами системи теплопостачання Мінська у рамках об'єктів РУП «Мінськенерго». Корпоративна мережа інтегрує обчислювальні ресурси центрального офісу та віддалених структурних підрозділів, у тому числі станції автоматичного управління (САУ) об'єктів мережевих районів. Усі САУ (ЦТП, ІТП, ПНР) та скануючі станції підключаються безпосередньо до операторських станцій відповідних мережевих районів, що встановлюються, імовірно, на майстерних ділянках.

На віддаленому структурному підрозділі(Наприклад, РТС-6) встановлюються такі станції (рис. 1): операторська станція «РТС-6» (ОПС РТС-6) - вона є центром управління мережевого району і встановлюється на майстерній ділянці РТС-6. Для оперативного персоналу ОПС РТС-6 забезпечує доступ до всіх без винятку інформаційних та керуючих ресурсів САУ всіх типів, а також доступ до дозволених інформаційним ресурсамцентральний офіс. ОПС РТС-6 забезпечують регулярне сканування всіх підлеглих станцій управління.

Зібрана з усіх ЦТП оперативна та комерційна інформація спрямовується для зберігання на виділений сервер бази даних (встановлюється у безпосередній близькості від ОПС РТС-6).

Таким чином, з урахуванням масштабів і топології об'єкта управління та організаційно-виробничої структури підприємства АСУ ТП Мінських теплових мереж, що склалася, будується за багатоланковою схемою із застосуванням ієрархічної структурипрограмно-технічних засобів та обчислювальних мереж, що вирішують різні завдання управління на кожному рівні.

Рівні системи керування

На нижньому рівні система управління виконує:

• попередню обробку та передачу інформації;
• регулювання основних технологічних параметрів, функцій оптимізації управління, захисту технологічного обладнання.

До технічним засобамнижнього рівня пред'являються підвищені вимоги надійності, включаючи можливість автономного функціонування у разі втрати зв'язку з обчислювальною мережею верхнього рівня.

Наступні рівні системи управління будуються відповідно до ієрархії системи теплопостачання та вирішують завдання відповідного рівня, а також забезпечують операторський інтерфейс.

Керуючі пристрої, що встановлюються на об'єктах, крім своїх прямих обов'язків, повинні передбачати можливість агрегатування їх у розподілені системи управління. Керуючий пристрій повинен забезпечувати працездатність та збереження інформації об'єктивного первинного облікупри тривалих перервах зв'язку.

Основними елементами такої схеми є технологічні та операторські станції, з'єднані між собою каналами зв'язку. Ядром технологічної станції повинен бути промисловий комп'ютер, оснащений засобами зв'язку з об'єктом управління та канальними адаптерами для організації міжпроцесорного зв'язку. Основне призначення технологічної станції – реалізація алгоритмів прямого цифрового управління. У технічно обґрунтованих випадках деякі функції можуть виконуватися в супервізорному режимі: процесор технологічної станції може управляти віддаленими інтелектуальними регуляторами або програмно-логічними модулями, використовуючи протоколи сучасних польових інтерфейсів.

Інформаційний аспект побудови АСУ ТП теплопостачання

Особлива увага при розробці приділялася інформаційному аспекту побудови АСУ ТП теплопостачання. Повнота опису технології виробництва та досконалість алгоритмів перетворення інформації є найважливішою частиною інформаційного забезпеченняАСУ ТП, побудованого за технологією прямого цифрового управління. Інформаційні можливості АСУ ТП теплопостачання забезпечують можливість вирішення комплексу інженерних завдань, які класифікують:

• за стадіями основної технології (виробництво, транспорт та споживання теплової енергії);
• за призначенням (ідентифікація, прогнозування та діагностика, оптимізація та управління).

Під час створення АСУ ТП Мінських теплових мереж передбачається формування інформаційного поля, що дозволяє оперативно вирішувати весь комплекс вищезазначених завдань ідентифікації, прогнозування, діагностики, оптимізації та управління. При цьому інформаційно забезпечується можливість вирішення системних завдань верхнього рівня управління при подальшому розвитку та розширенні АСУ ТП у міру включення відповідних технічних службзабезпечення основного технологічного процесу

Зокрема, це стосується оптимізаційних завдань, тобто оптимізації виробництва теплової та електричної енергії, режимів відпуску теплової енергії, потокорозподілу в теплових мережах, режимів роботи основного технологічного обладнання теплоджерел, а також розрахунку нормування паливно-енергетичних ресурсів, енергообліку та експлуатації, планування та прогнозування розвитку системи теплопостачання. Насправді вирішення частини завдань цього виду проводиться у межах АСУ підприємства. У будь-якому випадку вони повинні враховувати інформацію, що отримується в ході вирішення безпосередньо завдань управління технологічним процесом, а створювана АСУ ТП інформаційно має інтегруватися з іншими інформаційними системамипідприємства.

Методологія програмно-об'єктного програмування

Побудова програмного забезпеченняСистеми управління, що є оригінальною розробкою колективу центру, базується на методології програмно-об'єктного програмування: у пам'яті керуючих та операторських станцій створюються програмні об'єкти, що відображають реальні процеси, агрегати та вимірювальні канали автоматизованого технологічного об'єкта. Взаємодія цих програмних об'єктів (процесів, агрегатів і каналів) між собою, а також з оперативним персоналом та технологічним обладнанням, власне, і забезпечує функціонування елементів теплових мереж за визначеними правилами чи алгоритмами. Таким чином, опис алгоритмів зводиться до опису найістотніших властивостей цих програмних об'єктів та способів їхньої взаємодії.

Синтез структури системи управління технічних об'єктівзаснований на аналізі технологічної схемиоб'єкта управління та докладний опистехнології основних процесів та функціонування, властивих даному об'єкту в цілому.

Зручним інструментом для складання такого типу опису для об'єктів теплопостачання є методологія математичного моделюванняна макрорівні. У ході складання опису технологічних процесів складається математична модель, виконується параметричний аналіз і визначається перелік регульованих та контрольованих параметрів та регулюючих органів.

Конкретизуються режимні вимоги технологічних процесів, на підставі яких визначаються межі допустимих діапазонів зміни регульованих та контрольованих параметрів та вимоги до вибору виконавчих механізмів та регулюючих органів. На підставі узагальненої інформації виробляється синтез автоматизованої системи управління об'єктом, яка при застосуванні методу прямого цифрового управління будується за ієрархічним принципом відповідно до ієрархії об'єкта управління.

АСУ районної котельні

Так, для районної котельні (мал. 2) автоматизована система управління будується на основі двох класів.

Верхній рівень – операторська станція «Котельна» (Опс «Котельна») – основна станція, яка координує та контролює підлеглі станції. ОПС «Котельна резервна» – станція гарячого резерву, яка знаходиться постійно в режимі прослуховування та реєстрації трафіку основної ОПС та її підлеглих САУ. Її база даних містить актуальні параметри та повні ретроспективні дані щодо функціонування робочої системи управління. У будь-який час резервна станція може бути призначена основний з повною передачею їй трафіку і дозволом функцій супервізорного управління.

Нижній рівень - комплекс об'єднаних спільно з операторською станцією в обчислювальну мережу станцій автоматичного керування:

• САУ «Котлоагрегат» забезпечує керування котлоагрегатом. Як правило, вона не резервується, тому що резервування теплової потужності котельні проводиться на рівні котлоагрегатів.
• САУ «Мережева група» відповідає за теплогідравлічний режим функціонування котельні (управління групою мережевих насосів, лінією байпаса на виході котельні, лінією перепуску, вхідними та вихідними засувками котлів, індивідуальними насосами рециркуляції котлів та ін.).
• САУ «Водопідготовка» забезпечує керування всім допоміжним обладнанням котельні, необхідним для підживлення мережі.

Для найпростіших об'єктів системи теплопостачання, наприклад теплових пунктів та блокових котелень, система управління будується як однорівнева на базі станції автоматичного управління (САУ ЦТП, САУ БМК). Відповідно до структури теплових мереж станції управління тепловими пунктами об'єднуються в локальну обчислювальну мережу району теплових мереж та замикаються на операторську станцію району теплових мереж, яка, у свою чергу, має інформаційний зв'язок з операторською станцією. високого рівняінтеграції.

Операторські станції

Програмне забезпечення операторської станції забезпечує дружній інтерфейс для оперативного персоналу, який управляє роботою автоматизованого технологічного комплексу. Операторські станції мають розвинені засоби оперативного диспетчерського управління, а також пристрої масової пам'яті для організації короткострокових та довготривалих архівів стану параметрів технологічного об'єкта управління та дій оперативного персоналу.

У випадках великих інформаційних потоків, що замикаються на оперативному персоналі, доцільно організувати кілька операторських станцій з виділенням окремого сервера бази даних та, можливо, комунікаційного сервера.

Операторська станція, як правило, сама безпосередньо не впливає на об'єкт управління - вона отримує інформацію від технологічних станцій і їм передає директиви оперативного персоналу або завдання (уставки) супервізорного управління, що формуються автоматично або напівавтоматично. Вона утворює робоче місцеоператора складного об'єкта, наприклад, котельні.

Створювана система автоматизованого керуванняпередбачає побудову інтелектуальної надбудови, яка має не тільки відслідковувати обурення, що виникають у системі, та реагувати на них, а й прогнозувати виникнення позаштатних ситуаційта блокувати їх виникнення. При зміні топології мережі теплопостачання та динаміки її процесів передбачено можливість адекватної зміни структури розподіленої системи управління за рахунок додавання нових станцій управління та (або) зміни програмних об'єктів без зміни конфігурації обладнання існуючих станцій.

Ефективність АСУ ТП системи теплопостачання

Аналіз досвіду експлуатації АСУ ТП підприємств теплопостачання 1 у ряді міст Білорусі та Росії, що проводиться протягом останніх двадцяти років, показав їх економічну ефективністьта підтвердив життєздатність прийнятих рішень з архітектури, програмного та технічного забезпечення.

За своїми властивостями та характеристиками ці системи відповідають вимогам ідеології розумних мереж. Проте постійно ведуться роботи з удосконалення та розвитку автоматизованих систем управління, що розробляються. Впровадження АСУ ТП теплопостачання підвищує надійність та економічність роботи СЦТ. Основна економія ПЕР визначається оптимізацією теплогідравлічних режимів теплових мереж, режимів роботи основного та допоміжного обладнання теплоджерел, насосних станцій та теплових пунктів.

Література

1. Громов Н. К. Міські теплофікаційні системи. М.: Енергія, 1974. 256 с.
2. Попирін Л. С. Дослідження систем теплопостачання. М.: Наука, 1989. 215 с.
3. Іонін А. А. Надійність систем теплових мереж. М.: Будвидав, 1989. 302 с.
4. Монахов Г. В. Моделювання управління режимами теплових мереж М.: Вища школа, 1995. 224 с.
5. Седнін В. А. Теорія та практика створення автоматизованих систем управління теплопостачанням. Мінськ: БНТУ, 2005. 192 с.
6. Седнін В. А. Впровадження АСУ ТП як основний фактор підвищення надійності та ефективності систем теплопостачання // Технологія, обладнання, якість. Зб. матер. Білоруського промислового форуму 2007, Мінськ, 15-18 травня 2007 / Експофорум - Мінськ, 2007. С. 121-122.
7. Седнін В. А. Оптимізація параметрів температурного графіка відпустки теплоти в теплофікаційних системах // Енергетика. Вісті вищих навчальних закладів та енергетичних об'єднань СНД. 2009. № 4. С. 55-61.
8. Седнін В. А. Концепція створення автоматизованої системи управління технологічними процесами Мінських теплових мереж / В. А. Седнін, А. В. Седнін, Є. О. Воронов // Підвищення ефективності енергетичного обладнання: Матеріали науково-практичній конференції, у 2-х т. Т. 2. 2012. С. 481-500.

1 Створених колективом Науково-дослідного та інноваційного центруавтоматизованих систем управління у теплоенергетиці та промисловості Білоруського національного технічного університету.

В. Г. Семенов, головний редактор, «Новини теплопостачання»

Поняття системи

Усі звикли до висловів «система теплопостачання», «система управління», « автоматизовані системиуправління». Одне з найпростіших визначень будь-якої системи: безліч пов'язаних елементів, що діють. Більш складне визначення дає академік П. К. Анохін: «Системою можна назвати тільки такий комплекс вибірково - залучених компонентів, у яких взаємодія набуває характеру взаємосприяння на отримання фокусованого корисного результату». Одержання такого результату є метою системи, а ціль формується на основі потреби. У ринковій економіці технічні системи, і навіть системи управління ними формуються з урахуванням попиту, т. е. потреби, задоволення якої хтось готовий платити.

Технічні системи теплопостачання складаються з елементів (ТЕЦ, котельні, мережі, аварійні служби тощо), що мають дуже жорсткі технологічні зв'язки. « Зовнішнє середовище» для технічної системитеплопостачання є споживачами різних типів; газові, електричні, водопровідні мережі; погода; нові забудовники тощо. буд. Вони обмінюються енергією, речовиною та інформацією.

Будь-яка система існує в межах якихось обмежень, що накладаються, як правило, покупцями або уповноваженими органами. Це вимоги якості теплопостачання, екології, безпеки праці, цінових обмежень.

Існують активні системи, здатні протистояти негативним впливамдовкілля (некваліфікованим діям адміністрацій різних рівнів, конкуренції інших проектів...), і пасивні, які ця властивість відсутня.

Системи оперативного технічного управлінняТеплопостачання відносяться до типових людино - машинних систем, не є дуже складними і досить легко автоматизуються. Фактично вони є підсистемами системи вищого рівня – управління теплопостачанням на якійсь обмеженій території.

Системи управління

Управлінням називається процес цілеспрямованого на систему, який би підвищення її організованості, досягнення тієї чи іншої корисного ефекту. Будь-яка система управління поділяється на керуючу та керовану підсистеми. Зв'язок від керуючої підсистеми до керованої називається прямим зв'язком. Такий зв'язок існує завжди. Протилежний за напрямком зв'язок називається зворотним. Поняття зворотний зв'язок є фундаментальним у техніці, природі та суспільстві. Вважається, що управління без сильних зворотних зв'язків не ефективно, тому що не має здатності до самовиявлення помилок, формулювання проблем, не дозволяє використовувати можливості саморегулювання системи, а також досвід та знання фахівців.

С. А. Оптнер вважає навіть, що управління є метою зворотного зв'язку. «Зворотний зв'язок впливає систему. Вплив є засобом зміни існуючого стану системи шляхом порушення сили, що дозволяє це зробити» .

У правильно організованій системі відхилення її параметрів від норми або відхилення від правильного напряму розвитку переростає в Зворотній зв'язокта ініціює процес управління. "Саме відхилення від норми служить стимулом повернення до норми" (П. К. Анохін). Дуже важливо також, щоб власна мета керуючої системине суперечила цілі керованої системи, тобто тієї мети, на яку вона створена. Прийнято вважати, що вимога «вищої» організації, безумовно, для «нижчої» і автоматично трансформується в ціль для неї. Це може призвести до заміни мети.

Правильна мета керуючої системи – вироблення керуючих впливів на основі аналізу інформації про відхилення або, іншими словами, вирішення проблем.

Проблема є ситуація невідповідності бажаного та існуючого. Мозок людини влаштований так, що мислити в якомусь напрямку людина починає лише тоді, коли виявляється проблема. Тому правильне визначення проблеми визначає правильне управлінське рішення. Виділяють дві категорії проблем: стабілізації та розвитку.

Проблемами стабілізації називають такі, вирішення яких спрямоване на запобігання, усунення чи компенсацію обурень, що порушують поточну діяльність системи. На рівні підприємства, регіону або галузі вирішення цих проблем позначають термін управління виробництвом.

Проблемами розвитку та вдосконалення систем називають такі, вирішення яких спрямоване на підвищення ефективності функціонування за рахунок зміни характеристик об'єкта керування чи системи керування.

З погляду системного підходу проблема є різниця між існуючою та бажаною системою. Система, що заповнює проміжок між ними, є об'єктом конструювання і називається вирішенням проблеми.

Аналіз існуючих систем керування теплопостачанням

Системний підхід - це підхід до дослідження об'єкта (проблеми, процесу) як до системи, в якій виділені елементи, внутрішні зв'язки та зв'язки з навколишнім середовищем, що впливають на результати функціонування, а цілі кожного з елементів визначені на основі загального призначення системи.

Мета створення будь-якої централізованої системи теплопостачання – забезпечення якісного, надійного теплопостачання за мінімальну ціну. Ця мета, що влаштовує споживачів, громадян, адміністрацію та політиків. Така ж мета має бути і у системи керування теплопостачанням.

Сьогодні існує 2 основних типів систем управління теплопостачанням:

1) адміністрація муніципальної освітиабо регіону та підпорядковані їй керівники державних теплопостачальних підприємств;

2) керівні органи немуніципальних теплопостачальних підприємств.

Рис. 1. Узагальнена схема існуючої системи керування теплопостачанням.

Узагальнена схема системи керування теплопостачанням представлена ​​на рис. 1. У ній представлені ті структури ( довкілля), які реально можуть впливати на керуючі системи:

Збільшити чи зменшити доходи;

Змусити вдатися до додаткові витрати;

Змінити керівництво підприємств.

Для реального аналізу ми маємо виходити з передумови, що виконується лише те, за що платять або можуть звільнити, а не те, що декларується. Держава

Законодавство, яке регулює діяльність підприємств із теплопостачання, практично відсутнє. Не прописані навіть процедури державного регулюваннялокальних природних монополій у теплопостачанні.

Теплопостачання - основна проблема при реформах ЖКГ та РАТ «ЄЕС Росії», вона не може бути вирішена окремо в жодній, ні в іншій, тому практично не розглядається, хоча саме через теплопостачання ці реформи мали б бути взаємопов'язані. Немає навіть затвердженої урядом концепції розвитку теплопостачання країни, а про реальну програму дій.

Якість теплопостачання федеральні органи управління не регулюють, немає навіть нормативних документів, що визначають критерії якості. Надійність теплопостачання регулюється лише через технічні органи нагляду. Але оскільки взаємодія між ними та тарифними органами в жодному нормативному документі не прописана, вона часто відсутня. У підприємств є можливість не виконувати будь-які розпорядження, обґрунтовуючи це відсутністю фінансування.

Технічний нагляд за існуючими нормативним документамзводиться до контролю окремих технічних вузлів, причому тих, якими існує більше правил. Система у взаємодії її елементів не розглядається, не виявляються заходи, дають найбільший загальносистемний ефект.

Вартість теплопостачання регулюється лише формально. Тарифне законодавство настільки загальне, що майже все віддано на розсуд федеральної і переважно регіональних енергетичних комісій. Нормативи теплоспоживання регулюються лише для нових будівель. У державних програмах енергозбереження розділ теплопостачання практично відсутній.

У результаті роль держави відвела до стягування податків і, через наглядові органи, інформації місцевих органіввлади про недоліки, що у теплопостачанні.

За роботу природних монополій, за функціонування галузей, які забезпечують можливість існування нації, перед парламентом відповідає виконавча влада. Проблема у тому, що федеральні органи функціонують незадовільно, а тому, що у структурі федеральних органів фактично немає структури, від

1. Розподіл теплового навантаження споживачів теплової енергії в системі теплопостачання між джерелами теплової енергії, що поставляють теплову енергію в даній системі теплопостачання, здійснюється органом, уповноваженим відповідно до цього Федерального закону на затвердження схеми теплопостачання шляхом внесення щороку змін до схеми теплопостачання.

2. Для розподілу теплового навантаження споживачів теплової енергії всі теплопостачальні організації, які мають джерелами теплової енергії в цій системі теплопостачання, зобов'язані подати до органу, уповноваженого відповідно до цього Федерального закону на затвердження схеми теплопостачання, заявку, що містить відомості:

1) про кількість теплової енергії, яку теплопостачальна організація зобов'язується постачати споживачам та теплопостачальним організаціям у даній системі теплопостачання;

2) про обсяг потужності джерел теплової енергії, яку теплопостачальна організація зобов'язується підтримувати;

3) про діючі тарифи у сфері теплопостачання та прогнозні питомі змінні витрати на виробництво теплової енергії, теплоносія та підтримання потужності.

3. У схемі теплопостачання повинні бути визначені умови, за наявності яких існує можливість постачання теплової енергії споживачам від різних джерел теплової енергії за збереження надійності теплопостачання. За наявності таких умов розподіл теплового навантаження між джерелами теплової енергії здійснюється на конкурсній основі відповідно до критерію мінімальних питомих змінних витрат на виробництво теплової енергії джерелами теплової енергії, що визначаються у порядку, встановленому основами ціноутворення у сфері теплопостачання, затвердженими Урядом Російської Федерації, на підставі заявок організацій, що володіють джерелами теплової енергії, та нормативів, що враховуються при регулюванні тарифів у галузі теплопостачання на відповідний період регулювання.

4. Якщо теплопостачальна організація не згодна з розподілом теплового навантаження, здійсненим у схемі теплопостачання, вона має право оскаржити рішення про такий розподіл, прийняте органом, уповноваженим відповідно до цього Федерального закону на затвердження схеми теплопостачання, до уповноваженого Урядом Російської Федерації федерального органу виконавчої влади.

5. Теплопостачальні організації та тепломережні організації, що здійснюють свою діяльність в одній системі теплопостачання, щорічно до початку опалювального періоду зобов'язані укладати між собою угоду про управління системою теплопостачання відповідно до правил організації теплопостачання, затверджених Урядом Російської Федерації.

6. Предметом зазначеної у частині 5 цієї статті угоди є порядок взаємних дій щодо забезпечення функціонування системи теплопостачання відповідно до вимог цього Закону. Обов'язковими умовами зазначеної угоди є:

1) визначення сумісності диспетчерських служб теплопостачальних організацій та тепломережевих організацій, порядок їх взаємодії;

2) порядок організації налагодження теплових мереж та регулювання роботи системи теплопостачання;

3) порядок забезпечення доступу сторін угоди або, за взаємною домовленістю сторін угоди, іншої організації до теплових мереж для здійснення налагодження теплових мереж та регулювання роботи системи теплопостачання;

4) порядок взаємодії теплопостачальних організацій та тепломережевих організацій у надзвичайних ситуаціях та аварійних ситуаціях.

7. У випадку, якщо теплопостачальні організації та тепломережні організації не уклали вказану в цій статті угоду, порядок управління системою теплопостачання визначається угодою, укладеною на попередній опалювальний період, а якщо така угода не укладалася раніше, зазначений порядок встановлюється органом, уповноваженим відповідно до цієї статті. Федеральним законом затвердження схеми теплопостачання.