В существующих системах учета энергоресурсов в многоквартирных домах наибольшее распространение получают приборы учета электроэнергии, холодной и горячей воды. В то же время индивидуальные приборы учета тепла – наиболее дорогостоящего энергоресурса – в настоящее время практически не находят применение в России (за исключением некоторых пилотных проектов, о которых мы обязательно расскажем в последующих материалах). Такое положение обусловлено, по крайней мере, двумя факторами. Во-первых, учет тепла требует применения специальных вычислителей, во-вторых, в России в многоквартирных домах используются в основном системы отопления с вертикальной разводкой, когда в одной квартире проходят несколько независимых трубопроводов (стояков). Кроме этого существует ряд особенностей учета тепла, которые могут привести к существенным погрешностям измерений тепла.
Законом РФ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности», принятым 23 ноября 2009г., установлены требования обязательного определения коэффициентов энергетической эффективности помещений (устройств) всех типов, включая жилые помещения, а также штрафные санкции за несоответствие коэффициентов требуемому уровню.
Повышение энергетической эффективности возможно за счет внедрения энергосберегающих технологий (в широком смысле, на всех стадиях – генерации, преобразования, передачи, потребления энергоресурсов) и стимулирования потребителей энергоресурсов к экономии. Работы по указанным направлениям ведутся в настоящее время с привлечением частных и государственных инвестиций, как в РФ, так и за рубежом.
Проблема повышения энергоэффективности экономики в РФ в настоящее время выходит на государственный уровень. 21 мая 2006 года Президентом РФ утвержден перечень критических технологий по направлению «Энергетика и энергосбережение», включающих «Технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии».
Работы по развитию технологий энергосбережения и энергоэффективности в РФ финансируются, в основном, в рамках Федеральной целевой программы (ФЦП) «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы», а также посредством некоммерческих фондов.
Неотъемлемым дополнением систем индивидуального учета потребления энергоресурсов должны стать централизованные системы диспетчеризации потребления энергетических ресурсов.
Указанные системы, основу которых должны составить программно-аппаратные комплексы, должны обеспечить возможность накопления статистической информации о качестве и объемах реально произведенных (поставленных) и реально потребленных энергоресурсов в рамках населенного пункта (отдельного микрорайона, многоквартирного дома, помещения), детального анализа указанной информации, выявления «узких мест» и объективных количественных закономерностей в системе энергоснабжения.
Ситуация в сфере ЖКХ в России в настоящее время характеризуется наличием ряда нерешенных проблем, в первую очередь несоответствием качества и фактического объема поставляемых энергоресурсов уровню их оплаты, отсутствием проработанной нормативно-правовой базы в сфере тарифообразования (ценообразования) и т.п. Проблемы обостряются существенной энергозатратностью экономики (энергоемкостью ВВП) и коммунального хозяйства в России, обусловленной климатическими особенностями, критической изношенностью фондов.
В жилищно-коммунальной отрасли износ оборудования составляет более 60%, количество аварий возросло за 10 лет более чем в 10 раз, потери тепловой энергии составляют до 20%, а срок службы теплотрасс в 5 - 6 раз ниже нормативного.
Необходимая структура потоков информации между первичными источниками (приборами учета) и районными центрами обработки информации для многоуровневой иерархической системы диспетчеризации потребления энергоресурсов определяется:
- принципами адресации оборудования в системе;
- способами первичной обработки и кодирования информации на уровне приборов и сервера системы диспетчеризации энергетических ресурсов;
- особенностями информационных потоков для передачи информации об энергопотреблении, а также дополнительной и диагностической информации;
- требованиями к частоте опроса каналов передачи данных и пропускной способности используемых линий связи.
Информацию, передаваемую от первичных источников информации в центр учета потребления энергетических ресурсов можно разделить на несколько категорий, которые используются при оперативном анализе энергопотребления, диагностике состояния сети учета энергопотребления и при оценке энергопотребления за отчетный период:
- текущие суммарные показания приборов учета энергоресурсов;
- текущие мгновенные показания приборов учета энергоресурсов;
- архивные показания приборов учета с малым шагом дискретизации (до 1часа);
- архивные показания приборов учета с большим шагом дискретизации (1 час и более) содержащие показания, используемые при учете энергопотребления за отчетный период;
- информацию о неисправностях и внештатных ситуациях, возникающих в системе (превышение максимального энергопотребления, потеря связи на различных участках каналов передачи, отсутствие напряжения питания, низкий заряд аккумуляторных батарей);
- показания дополнительных датчиков, устанавливаемых в системе (датчики протечки, охранные приборы и т. д.);
- передачу команд блокировки подачи энергоресурсов для отдельных абонентов;
- изменение основных настроек приборов (смена адреса прибора, интервала опроса, длительности ожидания ответа, изменение паролей на подключение прибора и т. д.).
Возможные способы организации обмена данными системы диспетчеризации потребления энергоресурсов с объектовым оборудованием, установленным непосредственно у потребителя, определяются:
- способами установки соединения с объектовым оборудованием;
- способами передачи первичных данных с объектового оборудования: в реальном времени или по окончании отчетного периода (день, неделя, месяц);
- способами передачи управляющих команд на объектовое оборудование;
- способами настройки устройств системы;
- способами защиты передаваемых данных и способы разграничения доступа к оборудованию;
- способами обеспечения бесперебойной работы объектового оборудования при перебоях в подаче электроэнергии и отсутствии связи с сервером.
Под моделью выполняемых программно-аппаратным комплексом (ПАК) функции понимают вербальное и математическое (в виде ограничений, критериев эффективности и т.д.) описание выполняемых функций с указанием особенностей преобразования информации, типа и порядка использования каналов связи, протоколов обмена информации, ориентировочного (в виде ограничения сверху) числа источников информации, требуемой скорости выполнения, перечня привлекаемых аппаратных средств и т.д.
К функциям, выполняемым ПАК, относятся: сбор информации о потребляемых энергоресурсах, учет и хранение информации о потребляемых энергоресурсах (одна из основных функций), преобразование (статистическая обработка) и визуализация информации о потребляемых энергоресурсах, взаимодействие с внешними абонентами и выдача информации о потребляемых энергоресурсах, а также обеспечение защиты информации на всех этапах работы системы.
Важным и неотъемлемым дополнением систем индивидуального учета энергоресурсов, внедряемых в настоящее время в соответствии с ФЗ-261 «Об энергосбережении…», являются централизованные системы диспетчеризации потребления энергоресурсов.
Централизованная система диспетчеризации потребления энергетических ресурсов должна основываться на архитектуре, поддерживающей развертывание систем со сложной иерархией и позволяющей организовать:
- сеть для сбора информации с устройств учета энергопотребления конечного потребителя;
- централизованные пункты учета энергопотребления отдельного предприятия, организации, микрорайона города и т. д.;
- рабочие места ситуационного центра энергетической эффективности отдельных микрорайонов города и всего региона (области);
- рабочие места отдельных структур управляющих компаний и жилищно-коммунальных хозяйств города;
- возможность централизованного сбора и передачи информации в уже существующие системы учета энергопотребления.