Как управлять теплоснабжением города
Информационные технологии в теплоэнергетике

Использование информационных технологий при проектировании, строительстве и эксплуатации систем теплоснабжения позволяет не только обеспечить эффективную и безопасную работу, но и прогнозировать оптимальную инвестиционную деятельность по их развитию.

Надежные и безопасные автономные источники теплоснабжения, построенные на базе современного оборудования и средств автоматизации, функционирующие без постоянного присутствия обслуживающего персонала, уверенно заняли свое место в общей системе теплоснабжения.
Подъем экономики, рост жилищного строительства последних лет и общее состояние систем теплоснабжения (устаревшее оборудование котельных, изношенные сети) потребовали принципиально нового подхода к решению задачи обеспечения жителей тепловой энергией.
А именно: перейти от решения локальных задач (обеспечения теплом отдельных домов и небольших территорий) к созданию эффективных и энергобезопасных систем теплоснабжения любых масштабов (районов, городов), контроль, управление и возможность развития которых осуществлялись бы с помощью современных средств автоматизации.

Петербургские теплоэнергетики серьезно занимаются этой проблемой.
ЗАО «Санкт-Петербургский институт теплоэнергетики» является одним из активных участников внедрения автоматизированных технологий в управление теплоснабжением. Так, разработанный в институте программно-технический комплекс АСУ ТП котельной позволяет эксплуатировать котельную без постоянного присутствия обслуживающего персонала с высокой степенью безопасности, с оптимальными экономическими и технологическими показателями.

В институте построена действующая модель автоматизированной системы оперативно-диспетчерского управления (АСОДУ) теплоснабжением района (города), принципы работы которой отработаны на примере Приморского района Северной столицы.
Исследования, проведенные с помощью модели АСОДУ, позволили сформировать оптимальный объем информации, отражающий основные технологические процессы, разработать алгоритмы надежного и эффективного функционирования объектов теплоснабжения (котельные, тепловые пункты, тепловые камеры, теплосети с ППУ-изоляцией).
Сегодня специалисты Института теплоэнергетики приступили к разработке технико-экономической модели системы теплоснабжения района, которая должна стать подсистемой общей технико-экономической модели теплоснабжающего комплекса (предприятия) города.

Рассказать об этом направлении разработок мы попросили директора Центра систем управления и перспективных программ ЗАО «Санкт-Петербургский институт теплоэнергетики» В. И. Черникова.

– Проектирование, реконструкцию и строительство автоматизированных котельных, ЦТП, тепловых камер, сетей на базе современных средств автоматизации институт выполняет давно, наши АСУ успешно функционируют на многих объектах теплоснабжения в Санкт-Петербурге и за его пределами. Например, сейчас мы разработали проект единой автоматизированной системы управления 2-й Правобережной котельной, которая объединит системы управления котлами и общекотельным хозяйством и позволит из диспетчерского пункта управлять всей системой теплоснабжения котельной.
Следующей ступенью автоматизированного управления должна стать технико-экономическая модель, с помощью которой на основании получаемых от АСУ данных в режиме реального времени будут рассчитываться показатели, отражающие не только состояние технологических объектов, но и экономические аспекты функционирования системы теплоснабжения (рентабельность, себестоимость единицы тепла и т. п.). Причем эти показатели определяются для всех технологических объектов системы – котельных, тепловых сетей, центральных тепловых пунктов, индивидуальных тепловых пунктов. Изменение их должно стать сигналом к принятию определенных действий, направленных на нормализацию ситуации.

Дело в том, что, на наш взгляд, экономика в системах теплоснабжения неразрывно связана с технологией. Например, насос со сломанной лопаткой потребляет больше электроэнергии. Растет потребность в электричестве – растет себестоимость, уменьшается прибыль, снижается рентабельность. Таким образом, разбив всю систему на подсистемы, можно прийти к объекту, у которого экономические показатели не соответствуют норме.

– Почему возникла идея технико-экономической модели?
– В первую очередь это связано с тем, что в теплоснабжение наряду с социальными аспектами начинают внедряться рыночные отношения. Для развития систем теплоснабжения требуется привлечение значительных инвестиций. Ведь помимо социальной необходимости в строительстве нового источника, не менее важно, источник какой мощности, на каких условиях и за какие деньги следует строить, а также сколько будет стоить его эксплуатация в дальнейшем.

Сегодня всех участников теплоснабжения, в т. ч. и инвесторов, интересуют экономические аспекты функционирования технологических объектов. Такая модель дает достаточно полные ответы на все главные вопросы по планируемому проекту, будь то строительство новых объектов или реконструкция и модернизация старых.
В первую очередь это касается частных компаний и инвесторов, которые хотят взять системы теплоснабжения в собственность (аренду) и вести безубыточный бизнес, причем не за счет потребителей, т. е. роста тарифов, а за счет внедрения наиболее эффективных технологий.
Мы это понимаем не только как теоретики, но и как практики, поскольку институт является одним из владельцев теплоснабжающей компании в Центральной части России. И если государственным структурам в настоящее время зачастую приходится на первый план ставить решение социальных задач, отчего прибыль порой носит достаточно отвлеченный характер, то в скором времени и им придется задумываться над экономическими показателями своей деятельности. Для частных компаний это вопрос конкурентоспособности на рынке теплоснабжения, где себестоимость единицы тепла и размеры прибыли имеют очень большее значение.
Наша технико-экономическая модель позволит предлагать инвесторам более обоснованные и опробованные на модели решения для инвестиций в развитие систем теплоснабжения: реконструкция котельной или теплосетей, ввод нового источника и т. д.
Например, есть потребность в строительстве нового источника теплоснабжения. При помощи модели можно, встроив источник в общую систему теплоснабжения (стоимость строительства, тепловая мощность будущего и существующих источников, стоимость эксплуатации, потребление ресурсов и т. д.), посмотреть экономический эффект от реализации проектных решений для всех участников проекта.
Таким образом, функции автоматизации управления расширяются и появляются возможности перспективного планирования, прогнозирования и анализа.

В качестве примера подобных ситуаций можно привести ситуацию в активно застраивающихся районах Санкт-Петербурга, где возникает потребность в новых тепловых мощностях. Институт в свое время делал расчеты подключения Приморского района к Северо-Западной ТЭЦ. Ввод в строй теплотрассы от СЗТЭЦ и второй очереди станции дает возможность не только обеспечить теплом Приморский район, но и часть избыточного тепла перебросить в Выборгский и Калининский районы.
Институт теплоэнергетики планирует в рамках работы по обоснованию инвестиций в реконструкцию системы теплоснабжения Северного теплового района создать модель автоматизированной системы оперативно-диспетчерского управления и в рамках этого проекта технико-экономическую модель.

– Такие модели АСОДУ эффективнее разрабатывать для каждого района или возможно создание модели для системы теплоснабжения всего города?
– В принципе, возможно. Поскольку система многоуровневая, наша задача – определить и сформировать ту информацию, которая необходима для принятия решений на каждом уровне. Сейчас все это делается в основном в бумажном виде. Но гораздо эффективнее будет иметь единую автоматизированную систему, с помощью которой в режиме реального времени на всех уровнях управления системой теплоснабжения поступает определенная информация, обрабатывается по разработанному алгоритму, что позволяет отслеживать не только текущее техническое состояние всех элементов системы, но и экономические показатели ее функционирования. В автоматизированном режиме формировать решения и прогнозировать развитие тех или иных ситуаций.

– Насколько востребованы ваши разработки для конкретной деятельности предприятий ТЭКа?
– К сожалению, средств у государственных структур теплоснабжения (подавляющая часть активов теплоснабжения находится в государственной собственности) хватает только на то, чтобы решать текущие проблемы, которых более чем достаточно. Мы это понимаем, и работу по созданию перспективных технологий управления системами теплоснабжения, в т. ч. и с элементами искусственного интеллекта, мы проводим в рамках научно-исследовательских работ, финансируемых из собственных средств института. А затем при реализации конкретных проектов, которые осуществляет институт, внедряем свои разработки.

С участием специалистов института была разработана концепция развития систем теплоснабжения Приморского, Выборгского, Калининского районов, и некоторые решения по АСУ использованы в проектах, которые реализуются в настоящее время. Имеется и собственный Диспетчерский пункт по управлению котельными, обслуживаемыми Службой эксплуатации института.
Таким образом, будущее – в развитии перспективных технологий управления теплоснабжением, которые позволят сделать системы теплоснабжения безопасными, высокоэффективными и прибыльными.

Беседовала Светлана Соснова

СПб, ул. Решетникова, д. 15
Тел./факс: (812) 388-2337, 703-0167