По итогам апрельского визита в Данию Президент Татарстана Рустам Минниханов поручил рассмотреть возможность реализации в республике проекта «умной» тепловой сети. Технологии компании Danfoss, по их утверждению, позволят оптимизировать производство тепловой энергии, сократить потери при транспортировке и значительно снизить время планирования. Там заявили, что все это приведет к снижению цен для потребителей на 30%. При этом, по расчетам Казанского энергоуниверситета, тариф снизится на 10 – 15%.
Эксперимент, который впоследствии распространят по всей России, стартует в 2020 году в Набережных Челнах и Казани. О том, что за технологии будут использовать датчане, сколько они стоят и какие проблемы решат, — в материале ИА «Татар-информ».
«В РТ реализуется большинство пилотных проектов по повышению энергоэффективности»
На данный момент Danfoss ведет два проекта по «умным» тепловым сетям в Татарстане. В течение этого года будут проводиться расчеты и проектно-изыскательные работы. В 2020 году планируется их запуск, рассказали ИА «Татар-информ» в пресс-службе компании.
Так, в Набережных Челнах речь идет об установке программного обеспечения по управлению и оптимизации режимов систем централизованного теплоснабжения. В Казани же намерены установить на трубы регуляторы перепада давления с удаленным управлением.
«Не секрет, что именно в Республике Татарстан реализуется большинство пилотных проектов по повышению энергоэффективности в соответствующих отраслях. При успешной реализации данное решение в перспективе будет внедряться и в других регионах РФ», — говорится в сообщении компании.
Основные решения компании Danfoss направлены на повышение энергоэффективности в коммунальной энергетике. На территории республики она уже внедряла системы автоматизации тепловых пунктов, устройства автоматической балансировки распределения тепла по зданию и контроля комфортной температуры теплоносителя в радиаторах как в новостроящемся жилье, так и при реализации программы капремонта жилого и социального фонда.
«Это позволило повысить энергоэффективность систем отопления до 30% и создать комфортную температуру в помещениях в зимний и межсезонный период», — сказали в компании.
ПО с искусственным интеллектом в Набережных Челнах
АО «Татэнерго» в настоящее время проводит совместные работы с компанией Danfoss по возможному внедрению и использованию ПО «Mentor-Planner» на Набережночелнинской ТЭЦ и Набережночелнинских тепловых сетях.
«С помощью ПО предлагается провести работы, связанные с оптимизацией температурного режима работы тепловой сети. Это планирование отпуска тепловой энергии не на основании температурного графика, а на основании прогноза потребления тепловой энергии потребителями. Методы обработки данного программного обеспечения построены на нейронных сетях с возможностью самообучения и способны формировать прогноз потребления тепловой энергии», — рассказали агентству в пресс-службе энергетической компании.
Программа на основе искусственного интеллекта производит планирование с точностью свыше 97%, уточнили в Danfoss. «Оптимизация температуры в тепловых сетях позволит снизить тепловые потери при транспортировке тепла, сохранив гарантированные параметры теплоносителя для экономного потребления зданиями города», — рассказали в компании.
Анализ погоды и прогноз цен на электроэнергию
ПО датчан состоит из четырех модулей. Первый обрабатывает исторические данные о потреблении тепловой энергии, расходах теплоносителя и архив погоды.
«Предполагается, что учет данных прогноза погоды позволит максимально точно определить потребление тепла потребителями на ближайшие пять дней. Цель точного прогноза — эффективно и оптимально загрузить Набережночелнинскую ТЭЦ, учитывая как динамику распределение тепла по сети, так и загрузку электрической мощности», — рассказали ИА «Татар-информ» в пресс-службе АО «Татэнерго».
Модуль оптимизации температуры основан на данных прогноза тепловой нагрузки. С помощью него выбирается оптимальная температура подачи и, следовательно, происходит снижение потерь тепла в сети.
«В случае завышения температуры теплоносителя относительно заданного контроллером в ИТП (индивидуальный тепловой пункт) будет происходить закрытие регулирующего клапана, и абонент в этом случае будет получать только нужное количество энергии. Без такого регулирования излишне выработанная и напрасно доставленная до объекта потребления тепловая энергия просто потеряет потенциал в трубопроводах. Это и есть тепловые потери, равные излишнему количеству выработанной энергии», — пояснили в энергетической компании.
Отпуск тепла за 2018 год по Набережночелнинским тепловым сетям составил 3,4 млн Гкал. Потери по филиалу не превысили нормативных и составили 501,8 тыс. Гкал, или 14,56%, добавили в пресс-службе.
Также программный продукт предполагает модуль оптимизации производства. Планируется, что он будет осуществлять управление производством тепловой энергии исходя из максимальной экономической эффективности. «При планировании и оптимизации ПО Mentor Planner предполагается учитывать: прогноз цены на электроэнергию на следующие сутки; себестоимость и затраты на производство тепла и электроэнергии на станции при различных нагрузках; текущую загрузку оборудования и резерв мощности; прогноз потребления тепла», — говорится в сообщении.
Четвертая часть ПО предполагает доступ к базе данных клиентской системы SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition — диспетчерское управление и сбор данных).
«В настоящий момент специалистами АО „Татэнерго“ прорабатывается вопрос об экономической эффективности ПО „Mentor-Planner“ компании Danfoss в условиях режимов работы тепловых сетей на филиалах АО „Татэнерго“. Должны быть учтены варианты возможных загрузок энергетического оборудования Набережночелнинской ТЭЦ, а это может существенно повлиять на результат внедрения проекта в целом», — подытожили в «Татэнерго».
«Очень важно уметь планировать: электроэнергию в холодильник не положишь»
Уникальность предложенных датской компанией технологий — в возможности оперативно обрабатывать информацию, рассказал ИА «Татар-информ» заведующий кафедрой «Промышленная теплоэнергетика и системы теплоснабжения» Казанского государственного энергетического университета Юрий Ваньков.
«Фишка в чем — технологии широко развиваются, датчики установлены почти везде. Идет большой объем информации. Оперативно обрабатывать эту информацию в ручном режиме невозможно, — сказал он. — Пришла куча чисел — сидеть смотреть на них, фантазировать, что с ними делать, нельзя».
Должен быть инструмент, который обрабатывает эти числа и предлагает какое-то решение инженеру, при этом конечный выбор, конечно, остается за специалистом, подчеркнул доктор технических наук.
«Очень важно уметь планировать, когда работаешь в энергетике. Электроэнергию в холодильник не положишь — ее выработал, ее надо продать. Будешь вырабатывать, а потребления нет — работаешь себе в минус. Поэтому чем точнее теплоснабжающие компании смогут спроектировать потребление электроэнергии, тем более эффективно будут работать», — заявил специалист.
Также решение хорошо тем, что оборудование используется массивное и резко изменить режимы работы энергетического котла или магистрального трубопровода теплосети невозможно. «Потому что возникают большие температурные напряжения, и если часто запускать и выключать оборудование, его надежность стремительно снижается. Поэтому стараются резко не менять режимы работы оборудования», — рассказал собеседник агентства.
Борьба с перепадами давления в казанских трубах
В Казани Danfoss планирует реализовать проект по установке регуляторов перепада давления с удаленным управлением. Если определить узловые точки сети (трубы), в которых максимально скачет давление, поставить в эти точки регуляторы перепада давления, завести все на диспетчерский пункт, это позволит сэкономить до 5% энергии на ТЭЦ. Плюс уменьшаются потери энергии при транспортировке, поделился с агентством Ваньков.
«Это уже сети 4-го поколения. В России опыта внедрения таких технологий пока нет. Если брать по Казани, только в одном месте регулятор перепада давления внедрен. В принципе год он эксплуатировался в неполном режиме. Срок окупаемости получился около полугода. Практика показала, что даже его эксплуатация в не наиболее загруженном режиме позволяет экономить до 6% тепловой энергии потребителей. Это очень много», — сказал он.
«Прорывы» в трубах связаны с внедрением индивидуальных тепловых пунктов. Погодно зависимая автоматика в Челнах и Казани стала резко реагировать на изменения окружающей среды.
«Солнце взошло — стало греть, автоматика стала срабатывать, стало поджимать трубу, давление в ней стало расти. Причем скачки давления были достаточно высокими. Скачки давления приводят к аварийным ситуациям, трубы ведь некоторые изношенные. Это приводит к перерасходу теплоносителя у потребителей, у которых не стоит эта автоматика», — пояснил профессор.
Оборудование может стоить до 200 млн рублей
Чтобы Казань полностью перешла на этот режим, необходимо порядка 50 – 100 регуляторов перепада давления. Сейчас идут совещания на уровне муниципалитета, «Татэнерго», ТГК-16, теплоснабжающих организаций, каким образом организовать внедрение этих современных технологий на предприятиях республики.
«Каждое устройство стоит больше миллиона. Около 150 – 200 млн рублей уйдет на установку только оборудования, и это очень предварительные расчеты. Плюс еще нужна электроника, надо подводить электроснабжение к тепловым камерам, надо делать проекты, монтаж, обвязку трубопровода, это достаточно большой объем работ», — продолжил Юрий Ваньков.
При этом ни у теплосетевых компаний, ни у генерирующих компаний, ни у муниципалитета на это средств нет. «Решается вопрос источника финансирования, из воздуха они не возьмутся. Тариф поднять — это маловероятно», — считает он.
Сейчас в Казани 3 ТЭЦ, 120 котельных. ТЭЦ принадлежат «Татэнерго», ТЭЦ есть у ТГК-16, котельные у «Казэнерго». Все эти собственники претендуют на то, чтобы осуществлять теплоснабжение потребителей.
«У каждого собственника свой финансовый интерес. Помимо того что мы как университет решаем технические задачи, надо решить и иные задачи, чтобы эти собственники договорились друг с другом», — отметил доктор технических наук.
Снижение цен для потребителей
В Danfoss заявили, что их решения позволят оптимизировать производство тепловой энергии в республике. Речь идет об экономии топливных ресурсов, сокращении потерь при транспортировке тепловой энергии, значительном снижении времени планирования, а также снижении затрат на обслуживание и ремонт сетей. «Ну и в конечном итоге снижение оплаты за тепло для жителей до 30%», — сказали в пресс-службе.
По расчетам же КГЭУ получилось, что внедрение этих технологий позволяет сдержать рост тарифа на тепловую энергию на 10 – 15% для населения.
«Этого можно добиться. Должна быть еще и культура потребления тепла», — прокомментировал Ваньков прогнозы датской компании.
Центр компетенций в КГЭУ
Параллельно Danfoss будет создавать Центр компетенций на базе КГЭУ в Казани, одной из целей которого будет распространение полученных знаний и опыта в другие регионы. «Так как для реализации программы „умная“ тепловая сеть применяется IT-продукт компании Danfoss, наиболее важно на данный момент создание центра компетенций, который позволит выращивать своих специалистов этого направления и после успешного внедрения выходить на другие регионы России», — сказали в пресс-службе компании.
В центре будут готовить специалистов для интеллектуальных сетей 4-го поколения, рассказал ИА «Татар-информ» заведующий кафедрой «Промышленная теплоэнергетика и системы теплоснабжения» Казанского государственного энергетического университета Юрий Ваньков.
«Специалистов разного уровня — от рабочих профессий до бакалавриата и магистратуры. Открыли диссертационный совет, будем готовить кадры высшей квалификации. Это доктора и кандидаты наук, впоследствии многие из них станут руководителями высшего и среднего звена энергоотрасли», — заметил он.
Отметим, что в вузе уже функционирует научно-технический центр Danfoss. В настоящее время он состоит из двух лабораторий. Одна из них связана с частотно-регулируемым приводом, холодильной автоматикой. Другая — с тепловыми сетями.
«Прежде чем начать подготовку студентов и проводить курсы по повышению квалификации, КГЭУ посылал нескольких своих сотрудников в Москву. Danfoss выдал им удостоверение, и потом уже мы спокойно стали проводить обучение наших специалистов. С Центром компетенций планируется так же», — подытожил доктор технических наук.
Нет комментариев-