Энергетический мониторинг и таргетинг

Энергетический мониторинг и планирование (M&T) – это метод повышения энергоэффективности, основанный на стандартной аксиоме управления , гласящей, что «нельзя управлять тем, что нельзя измерить». Методы M&T предоставляют энергоменеджерам обратную связь о методах эксплуатации, результатах проектов управления энергопотреблением и рекомендации относительно уровня использования энергии, который ожидается в определенный период. Важно отметить, что они также заблаговременно предупреждают о неожиданном превышении потребления, вызванном неисправностями оборудования, ошибками оператора, нежелательным поведением пользователей, отсутствием эффективного обслуживания и т.п.

В основе M&T лежит определение нормальной взаимосвязи энергопотребления с соответствующими движущими факторами (оборудование HVAC, производственные мощности, погода, доступное дневное освещение и т. д.), и цель состоит в том, чтобы помочь бизнес-менеджерам:

Выявить и объяснить чрезмерное потребление энергии
Обнаружение случаев, когда потребление неожиданно выше или ниже, чем обычно.
Визуализация тенденций энергопотребления (ежедневно, еженедельно, сезонно, оперативно...)
Определите будущее потребление энергии и затраты при планировании изменений в бизнесе.
Диагностика конкретных областей бесполезной траты энергии
Наблюдайте, как изменения соответствующих движущих факторов влияют на энергоэффективность
Разработать целевые показатели для программ энергоменеджмента
Управляйте потреблением энергии, а не принимайте его как фиксированную стоимость.

Конечная цель – снизить затраты на электроэнергию за счет повышения энергоэффективности и контроля энергопотребления. Другие преимущества обычно включают повышение эффективности использования ресурсов , улучшение планирования производства и сокращение выбросов парниковых газов (ПГ) .

История

M&T — это признанная методика, которая впервые была запущена в качестве национальной программы в Великобритании в 1980 году и с тех пор распространилась по всей Европе. Эти методы сейчас ^{[ когда? ]} также быстро растет в Америке. ^{[ нужна ссылка ]}

Цели и преимущества

В ходе многочисленных проектов M&T, реализованных с 1980-х годов, определенное количество преимуществ оказалось постоянным:

Экономия затрат на электроэнергию: обычно 5% от первоначальных затрат на электроэнергию, по данным The Carbon Trust . Carbon Trust провел исследование более 1000 малых предприятий и пришел к выводу, что в среднем организация может сэкономить 5%. ^[1]
Сокращение выбросов парниковых газов : снижение энергопотребления помогает снизить выбросы
Финансирование: измеренное снижение энергопотребления помогает получить гранты на проекты повышения энергоэффективности.
Улучшенная себестоимость продукции и услуг: дополнительный учет позволяет разделить счета за электроэнергию между различными процессами в отрасли и может быть рассчитан как себестоимость продукции.
Улучшенное бюджетирование : методы M&T могут помочь спрогнозировать затраты на электроэнергию, например, в случае изменений в бизнесе.
Предотвращение потерь: помогает диагностировать потери энергии в любом процессе.

Техника

Ключевые принципы

Методы мониторинга и определения целей основаны на трех основных принципах, которые образуют постоянный цикл обратной связи , тем самым улучшая контроль за использованием энергии.

Мониторинг

Мониторинг информации об использовании энергии с целью создания основы для управления энергопотреблением и объяснения отклонений от установленной модели. Его основной целью является поддержание указанной закономерности путем предоставления всех необходимых данных о потреблении энергии, а также определенных движущих факторов , выявленных в ходе предварительного расследования ( производство , погода и т. д.). ^[2]

Отчетность

Последний принцип – это тот, который обеспечивает постоянный контроль за использованием энергии, достижением целевых показателей и проверкой экономии: отчеты должны предоставляться соответствующим менеджерам. Это, в свою очередь, позволяет принимать решения и предпринимать действия для достижения целей, а также подтверждение или опровержение того, что цели были достигнуты.

Процедуры

Прежде чем будут реализованы сами меры по транспортировке и перевозке, необходимо выполнить несколько подготовительных шагов. Прежде всего необходимо определить ключевых потребителей энергии на объекте. Как правило, большая часть потребления энергии сосредоточена в небольшом количестве процессов, таких как отопление или определенное оборудование . Обычно это требует определенного обследования здания и оборудования для оценки уровня энергопотребления.

Также необходимо оценить, какие еще измерения потребуются для надлежащего анализа потребления. Эти данные будут использоваться для построения диаграммы потребления энергии: это основные факторы, которые влияют на потребление, часто производство (для промышленных процессов) или внешняя температура (для процессов отопления), но могут включать в себя множество других переменных.

После того, как все измеряемые параметры установлены и установлены необходимые счетчики, можно приступить к процедурам M&T.

Мера

Первым шагом является сбор данных с разных счетчиков. Стали доступны недорогие дисплеи с обратной связью по энергии. Частота сбора данных варьируется в зависимости от желаемого интервала отчетности, но может составлять от одного раза каждые 30 секунд до одного раза каждые 15 минут. Некоторые измерения можно снимать непосредственно со счетчиков, другие необходимо рассчитывать. Эти различные измерения часто называют потоками или каналами.

Области измерения можно дифференцировать в зависимости от структуры потребления здания. Поскольку в некоторых зданиях используются технологии, которые могут существенно повлиять на энергопотребление, важно учитывать эти закономерности при настройке систем мониторинга. Например, холодильные установки часто имеют определенные периоды охлаждения в течение дня, а производственные технологии могут работать циклично, что приводит к колебаниям энергопотребления. Эти различия требуют индивидуального подхода к энергетическому мониторингу, обеспечивающего соответствие сбора данных эксплуатационным характеристикам каждого типа здания. Точно фиксируя эти закономерности, можно разработать более эффективные стратегии управления энергопотреблением и оптимизации.

Например, здания с большими потребностями в охлаждении, такие как супермаркеты или склады продуктов питания, демонстрируют различные модели энергопотребления с пиками в периоды высокой потребности в охлаждении. Аналогичным образом, производственные предприятия часто используют циклическое потребление энергии, соответствующее производственным графикам, которые могут значительно варьироваться от одного типа производства к другому. Понимание этих уникальных моделей потребления имеет решающее значение для реализации эффективных стратегий мониторинга и таргетирования энергетики. ^[3]^[4]

Движущие факторы, такие как производственные или градусо-дни, также представляют собой потоки и должны собираться через соответствующие промежутки времени.

Определите базовую линию

Собранные данные затем необходимо нанести на график , чтобы определить базовый уровень общего потребления. Уровень потребления наносится на точечную диаграмму в зависимости от производства или любой другой ранее определенной переменной, и линия наилучшего соответствия определяется . Этот график отражает среднюю энергоэффективность предприятия и несет много информации:

Пересечение оси Y дает минимальное потребление при отсутствии переменной (нет производства, ноль градусо-дней ...). Это базовая нагрузка системы, минимальное потребление, когда она не работает.
Наклон представляет собой взаимосвязь между потреблением и ранее определенной переменной . Это отражает эффективность процесса.
Разброс – это степень изменчивости потребления в зависимости от эксплуатационных факторов.

Склон не так часто используется для целей транспорта и перевозок. Однако высокое значение точки пересечения по оси Y может означать, что в процессе произошел сбой, из-за которого он потребляет слишком много энергии без снижения производительности, если только нет определенных отличительных особенностей, которые приводят к высоким базовым нагрузкам. С другой стороны, очень разбросанные точки могут отражать другие важные факторы, влияющие на изменение энергопотребления, отличные от того, что было указано на графике в первую очередь, но это также может быть иллюстрацией отсутствия контроля над процессом.

Отслеживайте изменения

Следующим шагом является мониторинг разницы между ожидаемым потреблением и фактическим измеренным потреблением. Одним из наиболее часто используемых для этого инструментов является CUSUM , который представляет собой НАКОПИТЕЛЬНУЮ СУММУ разностей. Это заключается в первом расчете разницы между ожидаемыми и фактическими показателями ( ранее определенной линией наилучшего соответствия и самими баллами).

Затем CUSUM можно отобразить в зависимости от времени на новом графике, который затем предоставит дополнительную информацию специалисту по энергоэффективности. Отклонения, разбросанные вокруг нуля, обычно означают, что процесс работает нормально. Заметные изменения, постепенно увеличивающиеся или уменьшающиеся, обычно отражают изменение условий процесса.

Пример графика CUSUM — Example of a CUSUM graph

В случае графика CUSUM наклон становится очень важным, поскольку он является основным показателем достигнутой экономии . Постоянное снижение наклона указывает на устойчивую экономию . Любое изменение наклона указывает на изменение процесса. Например, на графике справа в первом разделе указано отсутствие экономии. Однако в сентябре (начало желтой линии) необходимо было принять меры по повышению энергоэффективности, поскольку начинает происходить экономия. Зеленая линия указывает на увеличение сбережений (поскольку наклон становится все круче), тогда как красная линия должна отражать изменение процесса, произошедшее в ноябре, поскольку сбережения несколько снизились.

Определить причины

Специалисты по энергоэффективности в сотрудничестве с управляющими зданиями расшифруют график CUSUM и определят причины, приводящие к изменениям в потреблении. Это может быть изменение поведения , изменение процесса, изменение внешних условий и т. д. Эти изменения необходимо отслеживать и выявлять причины, чтобы поощрять и усиливать хорошее поведение и препятствовать плохому.

Ставьте цели

После того, как базовый уровень установлен и определены причины изменений в потреблении энергии, пришло время установить цели на будущее. Теперь, когда вся эта информация имеется, целевые показатели стали более реалистичными, поскольку они основаны на фактическом потреблении здания.Таргетирование состоит из двух основных частей: меры, до которых можно снизить потребление, и временных рамок, в течение которых сжатие будет достигнуто.

Хорошей начальной целью является линия наилучшего соответствия, определенная на этапе 2. Эта линия представляет собой среднюю историческую эффективность. Таким образом, поддержание всего потребления ниже или на уровне исторического среднего уровня является достижимой целью, но остается сложной задачей, поскольку предполагает устранение высоких пиков потребления.

Некоторые компании, улучшая потребление энергии, могут даже решить снизить свою среднюю производительность до исторического максимума. Это считается гораздо более сложной задачей. ^[5]

Мониторинг результатов

Это возвращает нас к шагу 1: измерить потребление. Одной из особенностей M&T является то, что это непрерывный процесс, требующий постоянной обратной связи для последовательного улучшения производительности. После того, как цели установлены и желаемые меры реализованы, повторение процедуры с самого начала гарантирует, что менеджеры осознают успех или неудачу мер и могут затем принять решение о дальнейших действиях.

Примеры

Примером некоторых функций приложения M&T является ASU Campus Metabolism , которое предоставляет данные об использовании и выработке энергии в реальном времени и за прошлые периоды для объектов Университета штата Аризона на общедоступном веб-сайте. ^[6] Многие коммунальные предприятия также предлагают клиентам услуги по мониторингу данных по интервалам подачи электроэнергии. Xcel Energy — это пример коммунальной компании, принадлежащей инвестору, которая предлагает своим клиентам услуги по мониторингу электроэнергии и природного газа под названием продукта InfoWise от Xcel Energy. ^[7] которым управляет механизм отбора мощности, ^[8] сторонний партнер. ^[9]

См. также

Ссылки

^ «Усовершенствованные измерения для МСП» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 9 декабря 2015 г.
^ Labs, Уэйн (13 мая 2013 г.). «Энергоменеджмент: подведем итоги» . Журнал пищевой инженерии . Проверено 16 мая 2013 г.
^ Сарбу, Иоан (2021 г.), Сарбу, Иоан (редактор), «Эффективные системы охлаждения и кондиционирования воздуха» , «Достижения в области инженерного обслуживания зданий: исследования, исследования и применения» , Чам: Springer International Publishing, стр. 209–327, doi : 10.1007/978-3-030-64781-0_4 , ISBN 978-3-030-64781-0 , получено 27 июня 2024 г.
^ «Мониторинг энергопотребления в реальном времени | Управление энергопотреблением | Enmon» . www.enmon.tech . Проверено 27 июня 2024 г.
^ «Производство и использование энергии в зданиях» . Тематические исследования . Логическая энергия. Архивировано из оригинала 9 декабря 2012 года . Проверено 16 мая 2013 г.
^ «DGLux5 от DGLogik» .
^ «InfoWise от Xcel Energy — Xcel Energy» .
^ «PowerTakeOff – Поведенческое программирование EMIS» .
^ «InfoWise от Xcel Energy — Xcel Energy» .

[1] «Усовершенствованные измерения для МСП» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 9 декабря 2015 г.

[2] Labs, Уэйн (13 мая 2013 г.). «Энергоменеджмент: подведем итоги» . Журнал пищевой инженерии . Проверено 16 мая 2013 г.

[3] Сарбу, Иоан (2021 г.), Сарбу, Иоан (редактор), «Эффективные системы охлаждения и кондиционирования воздуха» , «Достижения в области инженерного обслуживания зданий: исследования, исследования и применения» , Чам: Springer International Publishing, стр. 209–327, doi : 10.1007/978-3-030-64781-0_4 , ISBN 978-3-030-64781-0 , получено 27 июня 2024 г.

[4] «Мониторинг энергопотребления в реальном времени | Управление энергопотреблением | Enmon» . www.enmon.tech . Проверено 27 июня 2024 г.

[5] «Производство и использование энергии в зданиях» . Тематические исследования . Логическая энергия. Архивировано из оригинала 9 декабря 2012 года . Проверено 16 мая 2013 г.

[6] «DGLux5 от DGLogik» .

[7] «InfoWise от Xcel Energy — Xcel Energy» .

[8] «PowerTakeOff – Поведенческое программирование EMIS» .

[9] «InfoWise от Xcel Energy — Xcel Energy» .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]