СПОСОБ ЭКСПРЕСС-ОЦЕНКИ ПОТЕНЦИАЛА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ ГРУППЫ ОДНОТИПНЫХ ОБЪЕКТОВ И АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2021 года по МПК G06F17/00 

Группа изобретений относится к информационно-аналитическим системам обработки данных с целью выполнения расчетов показателей энергоэффективности и оценки потенциала энергосбережения для большой группы однотипных объектов, а также к информационно-аналитическим способам определения потенциала энергосбережения для большой группы однотипных объектов.

Известен способ определения показателей энергоэффективности и оценки потенциала энергосбережения путем проведения энергетического обследования организации и ее объектов, при котором выполняются расчеты для текущих условий и сравнение фактических показателей энергоэффективности с расчетными. Способ заключается в том, что группа специалистов-энергоаудиторов проводит энергетическое обследование (энергоаудит) организации – осуществляет сбор информации об организации и занимаемых ей объектах, для чего разрабатываются опросные формы, которые направляются в соответствующие службы организации. После заполнения опросных форм полученные сведения анализируют, производят осмотр объектов, проводят опросы работников энергетических служб и технологов, знакомятся с технической документацией: схемами ресурсоснабжения и ресурсопотребления, перечнем и характеристиками энергооборудования, регламентами на технологические процессы, собирают сведения по ежемесячному потреблению энергоресурсов и выпуску продукции, сведения об оплате за потребленные энергоресурсы, а также другую информацию, необходимую для дальнейшей работы. Группа специалистов-энергоаудиторов также проводит инструментальные обследования объектов организации, систем ресурсоснабжения и ресурсопотребления, осуществляют расчеты показателей энергоэффективности, оценку потенциала энергосбережения отдельно взятых объектов, а также организации (предприятия) в целом, после чего ими рекомендуются организационные и технические мероприятия по энергосбережению, оформляется отчет об энергообследовании и энергетический паспорт организации (предприятия). (Кузнецов Н. В., Дановская О. А., «Энергосбережение и энергоаудит промышленных предприятий» – М.: Издательский дом «Киловатт», 2011).

Недостатком данного способа являются высокие временные, ресурсные и финансовые затраты; длительность процесса и сложность обобщения результатов для большого числа объектов (большого числа организаций).

Известен способ определения потенциала энергосбережения путем сравнения объемов фактического потребления ресурсов на конкретном объекте с нормативными или лучшими показателями, определяемыми наличием статистических данных по аналогичным объектам. Известный способ заключается в том, что потенциал энергосбережения (ΔЭ_пот) понимается, как разница между фактическим годовым энергопотреблением какого либо ресурса на исследуемом объекте (Э_факт) и результатами лучших практик (объемов потребления этого ресурса на аналогичных объектах) или расчетным потреблением исследуемого объекта при нормативных условиях работы (Э_норм): ΔЭ_пот = Э_факт – Э_норм. (Интернет-ресурс http://аудитэнергосервис.рф)

Недостатками данного способа являются: невозможность определить потенциал энергосбережения для нетиповых объектов (для которых отсутствуют аналоги); определение нормативов потребления конкретного объекта требует наличия большого числа данных, описывающих характеристики этого объекта и предполагает необходимость выполнения ручных расчетов для определения Э_норм; метод с использованием аналогов не обеспечивает нужной точности, так как не учитывает индивидуальные особенности объектов. Кроме того, полученный результат (потенциал энергосбережения по каждому ресурсу) не позволяет определить, какие именно мероприятия необходимо провести на объекте, чтобы реализовать рассчитанный потенциал энергосбережения.

Известен способ определения потенциала энергосбережения на основе методических рекомендаций по расчету эффектов от реализации мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности. Данный способ заключается в том, что при определении потенциала энергосбережения используют рекомендованные экспертами оценки потенциала энергосбережения в виде диапазонов возможной экономии в процентных соотношениях в зависимости от вида энергосберегающего мероприятия. (Методические рекомендации по расчету эффектов от реализации мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности. –
М.: Аналитический центр при Правительстве РФ, 2016).

Недостатками данного способа являются большой разброс (низкая точность) диапазона оценок; неполный перечень мероприятий, по которым можно произвести оценку; не учитываются индивидуальные особенности объектов; не определен механизм взаимного влияния энергосберегающего эффекта от внедрения мероприятий.

Известно устройство – Государственная информационная система (ГИС) «Энергоэффективность», включающая «Экспертный портал», представляющий собой базу данных, формируемую путем накопления информации, поступающей от пользователей системы – специалистов бюджетных учреждений разных уровней иерархии и ведомственной принадлежности по различным направлениям в области энергосбережения, а также модуль «Информация об энергосбережении и повышении энергетической эффективности», представляющий собой систему по сбору данных и заполнению энергетических деклараций для организаций – потребителей энергоресурсов. В «Экспертном портале» осуществляется размещение информации по вопросам нормативно-правовой документации в области энергосбережения, энергоаудита, энергосервиса, энергоменеджмента, методического обеспечения, практического энергосбережения и другим. Данная информация предназначена в помощь пользователям для организации и управления энергосбережением на предприятиях, в муниципальных образованиях и регионах, обучения в области энергоэффективности, выбора и обоснования энергосберегающих мероприятий, а также составления отчетности в области энергосбережения. Размещение информации в системе осуществляется в произвольной форме и объеме, в том числе путем прикрепления разнообразных внешних файлов. Модуль «Информация об энергосбережении и повышении энергетической эффективности» представляет собой информационную систему по сбору данных от бюджетных организаций об энергопотреблении, установленных приборах учета, выполненных и планируемых мероприятиях по энергосбережению. Система фактически ориентирована на заполнение энергетических деклараций для отдельных организаций, интегрирование вносимых данных с целью их обобщения на более высокие уровни управления, а также на расчет отдельных показателей энергоэффективности. (Интернет-ресурс https://gisee.ru/).

Недостатки данного устройства следующие: ГИС «Энергоэффективность» по своему содержанию является, главным образом, системой информационно-накопительной и не предназначена для расчетов потенциала энергосбережения, кроме того, из-за того, что сведения в систему заносят пользователи разной квалификации, а проверка вносимых сведений на достоверность и непротиворечивость в системе отсутствует, возможны ошибки при вводе параметров в систему. Также следует отметить, что перечень вносимых в систему параметров явно недостаточен для проведения корректных расчетов потенциала энергосбережения по всему списку даже типовых рекомендуемых мероприятий.

Известны устройства – многочисленные системы, осуществляющие локальные расчеты энергосберегающего эффекта по одному или нескольким мероприятиям в онлайн режиме – «калькуляторы» энергоэффективности.

Данные устройства (программные модули) позволяют путем ввода определенных параметров, необходимых для простейших расчетов, провести оценку экономического эффекта от проведения указанных в системе типовых энергосберегающих мероприятий по экономии электрической энергии, реже – тепловой энергии и рассчитать возможности энергосбережения для отдельных зданий в случае применения на них отдельных мероприятий.
(Интернет-ресурсы: https://gisee.ru/calc/effect/, http://vashtehnik.ru/calc, http://yarko-tut.ru/auxpage_calc/, http://newtariffs.ru/kalkuljator-energosberezhenija, http://руслайт.рф/calc.shtml, https://www.ltcompany.com/ru/solutions/energy-efficiency-calculator/, https://x-flash.su/informaciya/calculator/).

Недостатки подобных устройств обычно заключаются в ограниченном перечне рассчитываемых мероприятий, ориентированности расчетов на простые алгоритмы (например, замена светильников или ламп), отсутствии возможности обобщения результатов для большой группы объектов, невозможности учета взаимного влияния нескольких мероприятий в рамках одного ресурса. Как правило, в таких программах не анализируется достоверность и непротиворечивость вводимых данных (например, можно ввести отрицательную мощность электрических ламп), из-за этого расчеты имеют низкую достоверность. Кроме этого, производитель (он же собственник программы-калькулятора) является заинтересованным лицом и может существенно завысить характеристики своей продукции, что приведет к некорректным расчетам энергосберегающего и, соответственно, экономического эффекта от внедрения мероприятия.

Кроме того, известны способ учета и информационно-аналитическая система учета энергоресурсов. Известные способ и устройство относятся к системам сбора данных при помощи радиосвязи и последующего анализа полученной информации и могут быть использованы для построения информационно-аналитических систем учета потребления энергоресурсов – холодной и горячей воды, природного газа, тепловой энергии, электроэнергии и других энергоресурсов. Известная система учета энергоресурсов включает счетчики расхода ТЭР, станции связи, шкафы автоматики, центральный сервер. Станция связи содержит GSM-контроллер, представляющий собой объединенные на единой аппаратной платформе локальный контроллер сбора и передачи данных и GSM-модем. GSM-контроллер одновременно снимает данные с датчиков контроля и счетчиков расхода ТЭР независимо от настроек интерфейсов и особенностей протоколов и устанавливает GPRS-соединение. Станция связи может одновременно посылать полученные от центрального сервера запросы и отправлять на него ответы по нескольким каналам связи от шкафов автоматики. К центральному серверу подключаются компьютеры удаленных рабочих мест, и потребители ТЭР со своих персональных компьютеров имеют возможность зайти на WEB-сервер и получить информацию о потребленных энергоресурсах в физических и стоимостных единицах, а также результаты анализа этой информации. На центральном сервере в базе данных хранится дополнительная информация – это общие сведения об организации (наименование, площадь и объем отдельных зданий и организации в целом, предмет хозяйственной деятельности, адрес, телефон, Ф.И.О. руководителей, численность сотрудников и посетителей, доля затрат на ТЭР от величины расходной части бюджета); фактическое и лимитированное потребление ТЭР (вода, тепловая энергия, электроэнергия, топливо) в динамике за отчетные периоды времени (по месяцам, годам) отдельными зданиями и организацией в целом; сведения о наличии приборного учета потребления ТЭР; потребление ТЭР в денежном выражении и тарифы ТЭР в динамике за отчетные периоды времени; вспомогательные данные, необходимые для проведения расчетов (продолжительность отопительного периода, расчетная и средняя температура наружного воздуха, температура помещений, нормативные показатели потребления ТЭР); информация по тарифам. С помощью вышеперечисленных данных, данных со счетчиков расхода ТЭР и датчиков контроля производится расчет следующих показателей: расчетно-нормативное потребление ТЭР по группам учета, удельные показатели потребления ТЭР и потенциал энергосбережения. (Патент РФ №2453913 С1, «Способ учета и информационно-аналитическая система учета энергоресурсов», дата приоритета 31.01.2011, МПК G06F 17/00 (2006.01)).

Недостатками данного способа и реализующей его системы является неочевидность того, каким именно образом на центральном сервере в базе данных формируется «дополнительная информация», отсутствие проверки вносимых данных на достоверность и непротиворечивость. Далее, из анализа перечисленных «дополнительных» параметров следует, что часть из них не имеет отношения к собственно расчету потенциала энергосбережения (адрес, телефон, Ф.И.О. руководителей), в то же время отсутствует совершенно необходимая информация – например, история объекта и планы собственника в отношении объекта (год постройки, годы, когда осуществлялся текущий или капитальный ремонт здания, не является ли объект аварийным, или бесхозным и т.д.). Очевидно, что если объект, например, включен в программу реновации, то его потенциал энергосбережения равен нулю и не определяется никакими расчетными методиками, т.к. бессмысленно проводить энергосберегающие мероприятия на объекте, который в ближайшей перспективе уже физически не будет существовать.

Задача, на решение которой направлена заявленная группа изобретений, заключается в разработке такого способа определения экспресс-оценки потенциала энергосбережения большой группы однотипных объектов, реализация которого позволяет выполнять инженерно-обоснованную оценку потенциала энергосбережения в условиях частичного отсутствия данных об исследуемых объектах, увеличить точность и достоверность вычислений, повысить качество представления результатов и сократить общее время проведения оценки потенциала энергосбережения, а также в создании такой автоматизированной системы экспресс-оценки потенциала энергосбережения большой группы однотипных объектов, которая реализует упомянутый выше способ оценки потенциала энергосбережения с помощью автоматизированных подсистем, содержащих программные модули и блоки, решающие поставленные задачи с помощью реализованных в программных кодах автоматизированных алгоритмов.

Технический результат, на достижение которого направлена заявленная группа изобретений, заключается в повышении эффективности определения потенциала энергосбережения большой группы однотипных объектов, что происходит за счет получения технической возможности выполнения инженерно-обоснованной оценки потенциала группы однотипных объектов в условиях частичного отсутствия данных об этих объектах, увеличения точности и достоверности расчетов и оценок, сокращения общего времени проведения оценки потенциала энергосбережения, а также повышение качества представления результатов оценки потенциала энергосбережения, необходимых для принятия инженерно-обоснованных решений по повышению энергоэффективности указанной группы объектов в условиях ограниченного финансирования мероприятий по энергосбережению.

Указанный технический результат достигается за счет разработки способа экспресс-оценки потенциала энергосбережения группы исследуемых однотипных объектов, в ходе которого для проведения оценки потенциала энергосбережения для каждого из исследуемых однотипных объектов по заранее определенному, относящемуся к исследуемым однотипным объектам, перечню параметров осуществляют сбор данных, влияющих на потребление упомянутыми исследуемыми объектами всех видов энергетических ресурсов, к которым относятся в первую очередь тепловая энергия, электроэнергия, вода, природный газ, кроме того осуществляют сбор данных о месторасположении и ведомственной подчиненности исследуемых объектов, а также относящихся к упомянутым исследуемым объектам инженерно-технических и финансовых данных, при этом сбор упомянутых выше данных осуществляют как вручную, так и с помощью автоматизированных измерительных комплексов, причем в составе упомянутых выше данных используют также нормативно-справочную информацию, данные о конструктивных особенностях исследуемых объектов, данные об установленном на них оборудовании, а также данные о текущем состоянии исследуемых объектов, данные о проведенных типовых энергосберегающих мероприятиях на исследуемых объектах и планах вышестоящих организаций в отношении исследуемых объектов, затем часть упомянутых собранных данных с помощью автоматизированных алгоритмов подвергают проверке на полноту, достоверность и непротиворечивость, после чего все собранные и проверенные данные объединяют в структурированную базу данных, на основе которой затем автоматически осуществляют моделирование типовых энергосберегающих мероприятий по каждому из исследуемых объектов, при этом указанное моделирование включает в себя сначала проведение оценки целесообразности проведения каждого из типовых энергосберегающих мероприятий применительно к каждому из исследуемых объектов и затем проведение оценки энергосберегающего эффекта по каждому потребляемому энергетическому ресурсу для каждого из типовых энергосберегающих мероприятий, целесообразных для проведения на каждом из исследуемых объектов, при этом оценку целесообразности проведения конкретного типового энергосберегающего мероприятия на конкретном исследуемом объекте формируют с использованием упомянутой выше структурированной базы данных на основе анализа таких параметров, как текущее состояние исследуемых объектов, сведения о проведенных типовых энергосберегающих мероприятиях на исследуемых объектах и планах вышестоящих организаций в отношении исследуемых объектов, после чего полученную оценку целесообразности используют в качестве критерия необходимости проведения последующей оценки энергосберегающего эффекта каждого из типовых энергосберегающих мероприятий на каждом из исследуемых объектов, затем, используя полученные в процессе сбора данных сведения о полноте и конкретном составе имеющихся данных по каждому исследуемому объекту, для каждого исследуемого объекта и каждого типового энергосберегающего мероприятия осуществляют выбор одного из методов оценки энергосберегающего эффекта, в качестве которых выступают: прямые расчеты, которые проводят при наличии всех данных по всем параметрам исследуемых объектов, необходимым для расчета, включая расчеты с использованием альтернативного набора параметров исследуемых объектов, расчеты с частичным восстановлением недостающих параметров исследуемых объектов, а также упрощенный расчет с минимально возможным набором параметров исследуемых объектов, статистическая оценка, которую проводят при отсутствии данных, необходимых для прямого расчета, и при наличии статистических данных о предполагаемой величине энергосберегающего эффекта на объектах, аналогичных исследуемым, а также экспертная оценка, которую применяют при отсутствии данных для прямых расчетов и одновременно при отсутствии статистических данных, после чего одним из выбранных методов оценки для каждого исследуемого объекта по каждому энергосберегающему мероприятию (М) для каждого энергетического ресурса (р) выполняют оценку абсолютного значения энергосберегающего эффекта ΔР_нМр в натуральном выражении (н), затем вычисляют удельный энергосберегающий эффект δР_нМр, как отношение абсолютного значения энергосберегающего эффекта к объему потребления этого ресурса Р_н на исследуемом объекте:

,

после чего проводят сравнение полученного удельного энергосберегающего эффекта с предельно допустимым удельным значением энергосберегающего эффекта, полученным упомянутым выше методом экспертной оценки, и, в случае если значение упомянутого выше удельного энергосберегающего эффекта выше предельно допустимого удельного значения энергосберегающего эффекта, полученного методом экспертной оценки, за результирующую оценку энергосберегающего эффекта принимают предельно допустимое удельное значение энергосберегающего эффекта, полученного методом экспертной оценки, при этом для всех упомянутых выше методов оценки энергосберегающего эффекта используют настройку автоматизированных алгоритмов на основе нормативно-справочной информации и накопленных результатов упомянутой выше оценки энергосберегающего эффекта, затем осуществляют детальное моделирование типовых энергосберегающих мероприятий по всем исследуемым объектам, рассчитывая затраты на реализацию целесообразных к проведению типовых энергосберегающих мероприятий и срок их окупаемости применительно к каждому энергетическому ресурсу, а затем формируют развернутую оценку потенциала энергосбережения, включающую в себя упомянутые выше абсолютное значение энергосберегающего эффекта ΔР_нМр в натуральном выражении (н) и удельный энергосберегающий эффект δР_нМр, а также потенциал энергосбережения каждого из исследуемых объектов (о) в натуральном выражении ∆Р_он (н) по каждому виду энергетического ресурса(р), рассчитываемый с учетом взаимного влияния каждого из n типовых энергосберегающих мероприятий, выбранных в качестве целесообразных для применения на исследуемом объекте:

,

после чего сводят результаты расчетов по каждому ресурсу, определяя потенциал энергосбережения в натуральном выражении всех исследуемых объектов для каждого энергетического ресурса путем суммирования потенциалов энергосбережения ∆Р_он, рассчитанных по каждому из исследуемых объектов, входящих в группу, затем осуществляют, используя детальные результаты моделирования по каждому из видов энергетических ресурсов, расчет инженерно-обоснованных показателей в натуральном и денежном выражении и для совокупности всех исследуемых объектов выполняют ранжирование исследуемых объектов по каждому типовому энергосберегающему мероприятию в соответствии с рассчитанными показателями, среди которых могут использоваться абсолютное и/или удельное значение достигаемого энергосберегающего эффекта в натуральном выражении, стоимость проведения и/или срок окупаемости типового энергосберегающего мероприятия, причем ранжирование в порядке возрастания или в порядке убывания с помощью одного или нескольких показателей используют в дальнейшем для определения приоритетов реализации типовых энергосберегающих мероприятий на объектах, входящих в группу, в зависимости от поставленных задач, после чего результаты детальной и развернутой оценки, значения всех показателей, а также результаты ранжирования объектов по типовым энергосберегающим мероприятиям сохраняют для дальнейшего использования, в том числе для настройки алгоритмов оценки потенциала энергосбережения.

Кроме того, указанный технический результат достигается за счет создания автоматизированной системы экспресс-оценки потенциала энергосбережения группы однотипных объектов, реализующей указанный выше способ и включающей в себя первую подсистему «Сбор информации», вторую подсистему «Моделирование типовых энергосберегающих мероприятий по всем исследуемым объектам», третью подсистему «Развернутая оценка потенциала энергосбережения» и четвертую подсистему «Хранение информации», при этом первая подсистема выполнена с возможностью осуществления сбора данных по заранее определенному, относящемуся к исследуемым однотипным объектам, перечню параметров, влияющих на энергопотребление каждого из исследуемых объектов, включая нормативно-справочную информацию, относящуюся к исследуемым объектам, а также с возможностью приведения упомянутых выше данных к единой структуре и их передачи на обработку во вторую подсистему, которая выполнена с возможностью осуществления анализа целесообразности проведения каждого из типовых энергосберегающих мероприятий в отношении каждого из исследуемых объектов, при этом в качестве энергосберегающих могут быть приняты типовые мероприятия, направленные на экономию энергетических ресурсов, таких, в первую очередь, как тепловая энергия, электроэнергия, вода и природный газ, кроме того вторая подсистема выполнена с возможностью моделирования типовых энергосберегающих мероприятий применительно к каждому исследуемому объекту и с учетом определенной ранее целесообразности, включающего оценку или расчет достижимого при этом энергосберегающего эффекта, кроме того, вторая подсистема выполнена с возможностью детализации полученных результатов моделирования, включающей в себя оценку затрат на проведение на каждом из исследуемых объектов каждого из моделируемых типовых энергосберегающих мероприятий и расчет сроков их окупаемости, а также передачи всех полученных результатов в третью подсистему, которая выполнена с возможностью обработки поступивших в нее из второй подсистемы детальных результатов моделирования типовых энергосберегающих мероприятий по всем видам энергетических ресурсов, кроме того третья подсистема выполнена с возможностью формирования развернутой оценки потенциала энергосбережения исследуемых объектов, включающей в себя расчеты взаимного влияния типовых энергосберегающих мероприятий по каждому исследуемому объекту и энергетическому ресурсу, сведение результатов расчетов по энергетическим ресурсам и в целом по группе исследуемых объектов, расчеты инженерно-обоснованных показателей, кроме того, третья подсистема выполнена с возможностью выполнения ранжирования объектов по энергетическим ресурсам и моделируемым типовым энергосберегающим мероприятиям, а четвертая подсистема выполнена с возможностью хранения упомянутых данных, собранных в первой подсистеме, и всех результатов, полученных во второй и третьей подсистемах, при этом первая подсистема включает в себя первый, второй и третий программные модули, причем первый программный модуль выполнен с возможностью проверки собираемых данных на полноту, достоверность и непротиворечивость по параметрам исследуемых объектов, влияющим на энергопотребление каждого из исследуемых объектов, а также первый программный модуль оснащен первым программным блоком, выполненным с возможностью определения, на основе результатов проверки данных на полноту, критериев для выбора метода оценки энергосберегающего эффекта и передачи их во вторую подсистему, второй программный модуль выполнен с возможностью обработки поступающих в систему данных о параметрах исследуемых объектов, влияющих на энергопотребление, формируемых на основе нормативно-справочной информации, при этом первый и второй программные модули выполнены с возможностью передачи обработанных ими данных в третий программный модуль, который в свою очередь выполнен с возможностью приведения всех поступивших в него данных из первого и второго программных модулей к единой структурированной базе данных для последующей их передачи во вторую подсистему, формирующую на основе полученных из первой подсистемы структурированной базы данных и критериев выбора метода оценки энергосберегающего эффекта детальные результаты моделирования типовых энергосберегающих мероприятий, направленных на экономию упомянутых выше энергетических ресурсов, при этом вторая подсистема включает в себя программные модули с четвертого по тринадцатый, четвертый программный модуль выполнен с возможностью осуществления оценки целесообразности проведения типовых энергосберегающих мероприятий применительно к каждому из исследуемых объектов, пятый программный модуль выполнен с возможностью осуществления выбора одного из методов оценки энергосберегающего эффекта, который может быть получен в результате осуществления на исследуемом объекте типового энергосберегающего мероприятия, шестой программный модуль выполнен с возможностью проведения детального моделирования типовых энергосберегающих мероприятий по всем исследуемым объектам, включающего в себя расчет стоимости проведения типовых энергосберегающих мероприятий в отношении каждого из исследуемых объектов и сроков окупаемости указанных типовых энергосберегающих мероприятий, а программные модули с седьмого по тринадцатый выполнены с возможностью формирования расчетов и оценок энергосберегающего эффекта с использованием различных методов, в качестве которых, в зависимости от определенных в первой подсистеме критериев, могут быть выбраны выполняемые седьмым программным модулем прямые расчеты, которые проводят при наличии всех данных по всем параметрам исследуемых объектов, необходимым для расчета, выполняемые восьмым программным модулем расчеты с использованием альтернативного набора параметров исследуемых объектов, выполняемые девятым программным модулем расчеты с частичным восстановлением недостающих параметров исследуемых объектов, а также выполняемые десятым программным модулем упрощенные расчеты с минимально возможным набором параметров исследуемых объектов, выполняемые одиннадцатым программным модулем статистические оценки, которые проводят при отсутствии данных, необходимых для проведения расчетов, и при наличии статистических данных о предполагаемой величине энергосберегающего эффекта на объектах, аналогичных исследуемым, а также выполняемые двенадцатым программным модулем экспертные оценки, которые проводят при отсутствии данных для прямых расчетов и отсутствии статистических данных, при этом в тринадцатом программном модуле устанавливают ограничения на значения полученных результатов расчетов и оценок, при этом в случае если значения упомянутых результатов и оценок выше предельно допустимого энергосберегающего эффекта, определяемого в двенадцатом программном блоке экспертной оценкой, за результирующую оценку энергосберегающего эффекта принимают предельно допустимое удельное значение энергосберегающего эффекта, полученного методом экспертной оценки, кроме того, все программные модули с седьмого по тринадцатый оснащены программными блоками, выполненными с возможностью настройки всех упомянутых программных модулей, с седьмого по тринадцатый, в зависимости от нормативно-справочной информации, относящейся к исследуемым объектам и информации, накопленной в системе, третья подсистема включает в себя программные модули с четырнадцатого по семнадцатый, при этом четырнадцатый программный модуль выполнен с возможностью расчета взаимного влияния типовых энергосберегающих мероприятий при одновременной их реализации на одном объекте и определения потенциала энергосбережения каждого исследуемого объекта по каждому энергетическому ресурсу, пятнадцатый программный модуль выполнен с возможностью расчета потенциала энергосбережения всей группы исследуемых объектов по каждому энергетическому ресурсу как суммы всех потенциалов энергосбережения всех исследуемых объектов, шестнадцатый программный модуль выполнен с возможностью выполнения расчетов инженерно-обоснованных показателей ранжирования в натуральном и денежном выражении по каждому из исследуемых объектов и энергетическому ресурсу, а семнадцатый программный модуль выполнен с возможностью ранжирования исследуемых объектов по типовым энергосберегающим мероприятиям с использованием рассчитанных в шестнадцатом программном модуле инженерно-обоснованных показателей ранжирования всей группы исследуемых объектов по каждому из энергетических ресурсов или по каждому из типовых энергосберегающих мероприятий.

Сущность группы изобретений поясняется чертежом, на котором показана функциональная схема автоматизированной системы экспресс-оценки потенциала энергосбережения группы однотипных объектов, а также следующими таблицами:

Таблица 1 «Взаимосвязь между параметрами и их значениями для исследуемых объектов»,

Таблица 2 и Таблица 4 «Структурированная база данных, содержащая сведения об исследуемых объектах»,

Таблица 3 «Сравнительная таблица характеристик основных типов ламп»,

Таблица 5 «Примеры экспертных оценок».

На функциональной схеме заявленной автоматизированной системы экспресс-оценки потенциала энергосбережения группы однотипных объектов, показаны:

- первая подсистема «Сбор информации», которая оснащена первым программным модулем «Проверка данных на полноту, достоверность и непротиворечивость», вторым программным модулем «Обработка нормативно-справочной информации», а также третьим программным модулем «Приведение данных к единой структуре для дальнейшей обработки»;

- вторая подсистема «Моделирование типовых энергосберегающих мероприятий по всем исследуемым объектам», оснащенная четвертым программным модулем «Оценка целесообразности проведения каждого мероприятия применительно к каждому объекту», пятым программным модулем «Выбор метода оценки энергосберегающего эффекта при реализации мероприятия, направленного на экономию энергетических ресурсов», шестым программным модулем «Детальное моделирование энергосберегающих мероприятий по всем объектам», седьмым программным модулем «Прямой расчет», восьмым программным модулем «Расчеты с использованием альтернативного набора параметров», девятым программным модулем «Расчеты с частичным восстановлением незаполненных параметров», десятым программным модулем «Упрощенные расчеты с минимально возможным набором параметров», одиннадцатым программным модулем «Статистическая оценка», двенадцатым программным модулем «Экспертная оценка», тринадцатым программным модулем «Экспертные ограничения моделирования энергосберегающего эффекта»;

- третья подсистема «Развернутая оценка потенциала энергосбережения», оснащенная четырнадцатым программным модулем «Расчет взаимного влияния энергосберегающих мероприятий по каждому объекту и каждому ресурсу», пятнадцатым программным модулем «Сведение результатов расчетов по ресурсам и в целом по группе объектов», шестнадцатым программным модулем «Расчет инженерно-обоснованных показателей в натуральном и денежном выражении по каждому объекту и каждому ресурсу», семнадцатым программным модулем «Ранжирование объектов по мероприятиям»;

- четвертая подсистема «Хранение информации».

Первая подсистема выполнена с возможностью осуществления ручного и автоматизированного сбора данных по заранее определенному, относящемуся к исследуемым однотипным объектам, перечню параметров, влияющих на энергопотребление каждого из исследуемых объектов, включая нормативно-справочную информацию (НСИ), относящуюся к исследуемым объектам, а также с возможностью приведения упомянутых выше данных к единой структуре и их передачи на обработку во вторую подсистему.

Здесь следует отметить следующее. В отношении исследуемого объекта под термином «параметр» понимается сформулированное (формализованное) описание одной из характеристик этого объекта, позволяющее, после получения значений этого параметра (данных) для каждого из объектов, различать исследуемые объекты между собой (см. таблицу 1).

Также следует отметить, что «данные» – это конкретные значения параметров, пригодные для дальнейшей обработки с помощью компьютерных технологий. В нашем случае есть еще проверенные данные – это данные, прошедшие проверку. Например, значения параметра «Адрес объекта» для объекта 1 «г. Москва, ул. Радио, д.6» и для объекта 2 «г. Москва, Радио улица, д.6» (см. Таблицу 1) с точки зрения интерпретации параметров – это разные значения. То есть, для человека – это один и тот же адрес, а для компьютера – нет. Для правильной интерпретации компьютером таких по-разному написанных, но подразумевающих одно и то же, значений параметров исследуемого объекта, необходимо написать специальный алгоритм, который будет обрабатывать эти значения параметров и приводить их к единообразному написанию (доступному для компьютерной обработки).

Первый программный модуль оснащен программным блоком ПБ1, выполненным с возможностью определения, на основе результатов проверки данных на полноту, критериев для выбора метода оценки энергосберегающего эффекта и передачи их во вторую подсистему.

Второй программный модуль выполнен с возможностью обработки поступающих в систему данных о параметрах исследуемых объектов, влияющих на энергопотребление, формируемых на основе нормативно-справочной информации, при этом первый и второй программные модули выполнены с возможностью передачи обработанных ими данных в третий программный модуль, который в свою очередь выполнен с возможностью приведения всех поступивших в него данных из первого и второго программных модулей к единой структурированной базе данных для последующей их передачи во вторую подсистему, формирующую на основе полученных из первой подсистемы структурированной базы данных и критериев выбора метода оценки энергосберегающего эффекта детальные результаты моделирования типовых энергосберегающих мероприятий, направленных на экономию упомянутых выше энергетических ресурсов.

Вторая подсистема выполнена с возможностью осуществления анализа целесообразности проведения каждого из типовых энергосберегающих мероприятий в отношении каждого из исследуемых объектов, при этом в качестве энергосберегающих могут быть приняты типовые мероприятия, направленные на экономию энергетических ресурсов, таких, в первую очередь, как тепловая энергия, электроэнергия, вода и природный газ. Также, вторая подсистема выполнена с возможностью моделирования типовых энергосберегающих мероприятий применительно к каждому исследуемому объекту и с учетом определенной ранее целесообразности, включающего оценку или расчет достижимого при этом энергосберегающего эффекта, кроме того, вторая подсистема выполнена с возможностью осуществления детализации полученных результатов моделирования, включающей в себя оценку затрат на проведение на каждом из исследуемых объектов каждого из моделируемых типовых энергосберегающих мероприятий и расчета сроков их окупаемости, а также передачи всех полученных результатов моделирования в третью подсистему.

Четвертый программный модуль выполнен с возможностью осуществления оценки целесообразности проведения типовых энергосберегающих мероприятий применительно к каждому из исследуемых объектов, при этом модуль оснащен программным блоком ПБ2, ограничивающим проведение моделирования для тех объектов, на которых проведение энергосберегающих мероприятий нецелесообразно. Пятый программный модуль выполнен с возможностью осуществления выбора одного из методов оценки энергосберегающего эффекта, который может быть получен в результате осуществления на исследуемом объекте типового энергосберегающего мероприятия, при этом выбор метода оценки для каждого из исследуемых объектов и каждого из типовых мероприятий осуществляется с помощью программного блока ПБ3, которым оснащен пятый программный модуль, на основе критериев для выбора метода, сформированных программным блоком ПБ1 первой подсистемы. Шестой программный модуль выполнен с возможностью проведения детализации полученных результатов моделирования по всем исследуемым объектам и типовым энергосберегающим мероприятиям, включающей в себя расчет стоимости проведения типовых энергосберегающих мероприятий в отношении каждого из исследуемых объектов и сроков окупаемости указанных типовых энергосберегающих мероприятий на основе информации, полученной из нормативных документов по энергосбережению, тарифов, стоимости работ, материалов и т.д. Программные модули с седьмого по тринадцатый выполнены с возможностью формирования расчетов и оценок энергосберегающего эффекта с использованием различных методов, в качестве которых, в зависимости определенных в первой подсистеме критериев, могут быть выбраны следующие: прямые расчеты, выполняемые в седьмом программном модуле, которые проводятся при наличии всех данных по всем параметрам исследуемых объектов, необходимым для расчета потенциала энергосбережения исследуемых объектов; статистические оценки, которые выполняются одиннадцатым программным модулем при отсутствии данных, необходимых для проведения прямых расчетов и при наличии статистических данных о предполагаемой величине энергосберегающего эффекта на объектах, аналогичных исследуемым; экспертные оценки, выполняемые в двенадцатом программном модуле, которые проводятся при отсутствии данных для прямых расчетов и отсутствии статистических данных. Здесь следует отметить, что прямые расчеты включают в себя также выполняемые в восьмом программном модуле расчеты с использованием альтернативного набора параметров исследуемых объектов, выполняемые в девятом программном модуле расчеты с частичным восстановлением недостающих параметров исследуемых объектов, а также выполняемые в десятом программном модуле упрощенные расчеты с минимально возможным набором параметров исследуемых объектов.

Программные модули с седьмого по двенадцатый, выполненные с возможностью расчетов и оценок, а также тринадцатый программный модуль, выполненный с возможностью установки ограничения в размере экспертных оценок, оснащены программными блоками ПБН, выполненными с возможностью настройки всех упомянутых программных модулей (с седьмого по тринадцатый) в зависимости от нормативно-справочной информации, относящейся к исследуемым объектам, а также информации, накопленной в системе. В тринадцатом программном модуле устанавливают ограничения на значения полученных результатов расчетов и оценок, при этом в случае если значения упомянутых результатов и оценок выше предельно допустимого энергосберегающего эффекта, определяемого в двенадцатом программном блоке экспертной оценкой, за результирующую оценку энергосберегающего эффекта принимают предельно допустимое удельное значение энергосберегающего эффекта, полученного методом экспертной оценки.

Третья подсистема, включающая в себя программные модули с четырнадцатого по семнадцатый, выполнена с возможностью обработки поступивших в нее из второй подсистемы детальных результатов моделирования типовых энергосберегающих мероприятий (расчетов и оценок экономии в натуральном и денежном выражении, а также оценку стоимости применения и сроков окупаемости по каждому объекту и каждому целесообразному для применения мероприятию), по всем видам энергетических ресурсов (в первую очередь таких, как тепловая энергия, электроэнергия, вода и природный газ), кроме того третья подсистема выполнена с возможностью формирования развернутой оценки потенциала энергосбережения исследуемых объектов. Четырнадцатый программный модуль выполнен с возможностью расчета взаимного влияния типовых энергосберегающих мероприятий по каждому из исследуемых объектов и каждому из энергетических ресурсов. Для этого для каждого объекта и для каждого из энергетических ресурсов используются расчеты удельного энергосберегающего эффекта, как отношения абсолютного значения энергосберегающего эффекта, полученного в результате моделирования мероприятия на этом объекте, к объему потребления этим объектом относящегося к этому мероприятию энергетического ресурса, а затем определяется потенциал энергосбережения по этому виду энергетического ресурса этого объекта при одновременной реализации на этом объекте нескольких типовых энергосберегающих мероприятий. Пятнадцатый программный модуль выполнен с возможностью сведения результатов всех проведенных в четырнадцатом программном модуле расчетов по энергетическим ресурсам и в целом по группе исследуемых объектов. То есть, пятнадцатый программный модуль выполнен с возможностью расчета потенциала энергосбережения всей группы исследуемых объектов по каждому энергетическому ресурсу как суммы всех потенциалов энергосбережения всех исследуемых объектов. Шестнадцатый программный модуль выполнен с возможностью расчета инженерно-обоснованных показателей ранжирования в натуральном и денежном выражении по каждому исследуемому объекту и каждому энергетическому ресурсу. Семнадцатый программный модуль выполнен с возможностью ранжирования исследуемых объектов по типовым энергосберегающим мероприятиям с использованием рассчитанных в шестнадцатом программном модуле инженерно-обоснованных показателей ранжирования всей группы исследуемых объектов по каждому из энергетических ресурсов и по каждому из типовых энергосберегающих мероприятий.

Четвертая подсистема выполнена с возможностью хранения упомянутых выше структурированных данных, собранных в первой подсистеме, и всех результатов, полученных во второй и третьей подсистемах.

Работа заявленной автоматизированной системы, а также, соответственно, реализация заявленного способа осуществляется следующим образом.

Для каждого из исследуемых однотипных объектов по заранее определенному, относящемуся к исследуемым однотипным объектам, перечню параметров исследуемых объектов осуществляют сбор данных, влияющих на потребление исследуемыми объектами видов энергетических ресурсов, к которым относятся в первую очередь тепловая энергия, электроэнергия, вода, природный газ. Также, осуществляют сбор данных о месторасположении и ведомственной подчиненности исследуемых объектов, а также относящихся к упомянутым исследуемым объектам инженерно-технических и финансовых данных. Упомянутые выше данные собираются как вручную, так и с помощью автоматизированных измерительных комплексов. В состав упомянутых выше собираемых данных входит также нормативно-справочная информация, данные о конструктивных особенностях исследуемых объектов, данные об установленном на них оборудовании, а также данные о текущем состоянии исследуемых объектов, данные о проведенных типовых энергосберегающих мероприятиях на исследуемых объектах и планах вышестоящих организаций в отношении исследуемых объектов. Все данные об исследуемых объектах направляют в первую подсистему, в первом программном модуле которой с помощью автоматизированных алгоритмов собранные вручную данные подвергают проверке на полноту, достоверность и непротиворечивость, а во втором программном модуле осуществляют обработку нормативно-справочной информации, после чего все собранные (вручную), обработанные и проверенные данные направляют в третий программный модуль, где осуществляется их объединение в структурированную базу данных, на основе которой затем, во второй подсистеме с помощью автоматизированных алгоритмов осуществляют моделирование типовых энергосберегающих мероприятий по каждому из исследуемых объектов. Указанное моделирование включает в себя сначала проведение, с помощью четвертого программного модуля, оценки целесообразности проведения каждого из типовых энергосберегающих мероприятий применительно к каждому из исследуемых объектов, и затем, с помощью программных модулей с пятого по тринадцатый, проведение оценки энергосберегающего эффекта по каждому потребляемому энергетическому ресурсу для каждого из типовых энергосберегающих мероприятий, целесообразных для проведения на каждом из исследуемых объектов. Оценку целесообразности проведения конкретного типового энергосберегающего мероприятия на конкретном исследуемом объекте формируют с использованием упомянутой выше структурированной базы данных на основе анализа таких параметров исследуемых объектов, как текущее состояние исследуемых объектов, сведения о проведенных типовых энергосберегающих мероприятиях на исследуемых объектах и планах вышестоящих организаций в отношении исследуемых объектов. В данном случае сведения о проведенных типовых энергосберегающих мероприятиях на исследуемых объектах и планах вышестоящих организаций в отношении исследуемых объектов являются совокупностью сведений (конкретных значений отдельных параметров), которая позволяет исключить из процесса моделирования те типовые энергосберегающие мероприятия, которые уже проведены на исследуемом объекте, а также вовсе не проводить моделирование типовых энергосберегающих мероприятий, если в отношении этого объекта есть планы по его капитальному ремонту или сносу, объект включен в программу реновации или является объектом культурного наследия (в таких объектах по закону нельзя проводить мероприятия по энергосбережению).

Полученную оценку целесообразности используют для ограничения объемов моделирования каждого из типовых энергосберегающих мероприятий на каждом из исследуемых объектов. В результате введения упомянутых ограничений уменьшается объем выполняемых вычислительных операций и повышается скорость получения результатов моделирования. Кроме того, полученную оценку целесообразности используют в качестве критерия необходимости проведения последующей оценки энергосберегающего эффекта каждого из типовых энергосберегающих мероприятий на каждом из исследуемых объектов.

Далее, используя полученные в процессе сбора данных сведения о полноте и конкретном составе имеющихся данных по каждому исследуемому объекту, для каждого исследуемого объекта и каждого типового энергосберегающего мероприятия, с помощью пятого программного модуля осуществляют выбор одного из методов оценки энергосберегающего эффекта, в качестве которых могут использоваться: прямые расчеты (седьмой программный модуль), которые проводят при наличии всех данных по всем параметрам исследуемых объектов, необходимым для расчета, включая расчеты с использованием альтернативного набора параметров исследуемых объектов (восьмой программный модуль), расчеты с частичным восстановлением недостающих параметров исследуемых объектов (девятый программный модуль), а также упрощенные расчеты с минимально возможным набором параметров исследуемых объектов (десятый программный модуль); статистическая оценка (одиннадцатый программный модуль), которую проводят при отсутствии данных, необходимых для прямого расчета, и при наличии статистических данных о предполагаемой величине энергосберегающего эффекта на объектах, аналогичных исследуемым; а также экспертная оценка (двенадцатый программный модуль), которую применяют при отсутствии данных для прямых расчетов и одновременно при отсутствии статистических данных.

Здесь следует отметить, что под сведениями о полноте и конкретном составе имеющихся данных по каждому исследуемому объекту понимается совокупность конкретных значений отдельных параметров, позволяющая выбрать один из способов расчета или оценки потенциала энергосбережения для этого объекта.

Одним из выбранных в итоге методов оценки для каждого исследуемого объекта по каждому энергосберегающему мероприятию (М) для каждого энергетического ресурса (р) с использованием одного из блоков с шестого по двенадцатый выполняют оценку абсолютного значения энергосберегающего эффекта ΔР_нМр в натуральном выражении (н), после чего вычисляют удельный энергосберегающий эффект δР_нМр, как отношение абсолютного значения энергосберегающего эффекта к объему потребления этого ресурса Р_н на исследуемом объекте:

,

а затем с использованием тринадцатого программного модуля проводят сравнение полученного удельного энергосберегающего эффекта с предельно допустимым удельным значением энергосберегающего эффекта, полученным упомянутым выше методом экспертной оценки (двенадцатый программный модуль), и, в случае, если значение упомянутого выше удельного энергосберегающего эффекта выше предельно допустимого удельного значения энергосберегающего эффекта, полученного методом экспертной оценки, за результирующую оценку энергосберегающего эффекта принимают предельно допустимое удельное значение энергосберегающего эффекта, полученного методом экспертной оценки. Для всех упомянутых выше методов оценки энергосберегающего эффекта с помощью программных блоков настройки (ПБН) осуществляют, на основе нормативно-справочной информации и накопленных результатов упомянутой выше оценки энергосберегающего эффекта, настройку автоматизированных алгоритмов, реализуемых в программных модулях с седьмого по тринадцатый.

Далее с использованием шестого программного модуля осуществляют детальное моделирование типовых энергосберегающих мероприятий для каждого из исследуемых объектов и каждого из типовых энергосберегающих мероприятий, рассчитывая затраты на реализацию целесообразных к проведению типовых энергосберегающих мероприятий и срок их окупаемости применительно к каждому энергетическому ресурсу, после чего все полученные детальные результаты моделирования поступают в третью подсистему, где осуществляется формирование развернутой оценки потенциала энергосбережения, заключающейся в расчете взаимного влияния типовых энергосберегающих мероприятий по каждому исследуемому объекту и каждому энергетическому ресурсу (четырнадцатый программный модуль), сведении результатов расчетов по энергетическим ресурсам и в целом по группе исследуемых объектов (пятнадцатый программный модуль), расчете инженерно-обоснованных показателей в натуральном и денежном выражении по каждому исследуемому объекту и каждому энергетическому ресурсу (шестнадцатый программный модуль), а также в ранжировании исследуемых объектов по типовым энергосберегающим мероприятиям (семнадцатый программный модуль) в соответствии с рассчитанными показателями. Расчет взаимного влияния типовых энергосберегающих мероприятий по каждому исследуемому объекту и каждому энергетическому ресурсу включает в себя использование вычисленных ранее для каждого мероприятия абсолютных значений энергосберегающего эффекта ΔР_нМр в натуральном выражении (н) и удельных значений энергосберегающего эффекта δР_нМр для расчета потенциала энергосбережения ∆Р_он в натуральном выражении (н) каждого из исследуемых объектов (о) по каждому виду энергетического ресурса (р), с учетом взаимного влияния каждого из n типовых энергосберегающих мероприятий, выбранных в качестве целесообразных для применения на исследуемом объекте:

Сведение результатов расчетов по каждому энергетическому ресурсу (пятнадцатый программный модуль) представляет собой определение потенциала энергосбережения в натуральном выражении всех исследуемых объектов для каждого энергетического ресурса путем суммирования потенциалов энергосбережения ∆Р_он, рассчитанных по каждому из исследуемых объектов, входящих в группу. Затем, используя детальные результаты моделирования по каждому из видов энергетических ресурсов, осуществляют расчет инженерно-обоснованных показателей в натуральном и денежном выражении (шестнадцатый программный модуль) и для совокупности всех исследуемых объектов выполняют ранжирование исследуемых объектов по каждому типовому энергосберегающему мероприятию в соответствии с рассчитанными показателями, среди которых могут использоваться абсолютное и/или удельное значение достигаемого энергосберегающего эффекта в натуральном выражении, стоимость проведения и/или срок окупаемости типового энергосберегающего мероприятия (семнадцатый программный модуль). Ранжирование в порядке возрастания или в порядке убывания с помощью одного или нескольких показателей используют в дальнейшем для определения приоритетов реализации типовых энергосберегающих мероприятий на объектах, входящих в группу, в зависимости от поставленных задач, после чего результаты детальной и развернутой оценки, значения всех показателей, а также результаты ранжирования объектов по типовым энергосберегающим мероприятиям сохраняют для дальнейшего использования, в том числе для настройки алгоритмов оценки потенциала энергосбережения.

Реализацию заявленного способа и, соответственно, работу заявленной автоматизированной системы можно наглядно рассмотреть на следующем примере.

Данные об исследуемых объектах, получаемые от автоматизированных измерительных комплексов, данные об объектах, собираемые вручную и нормативно-справочная информация (НСИ) поступают через интерфейсы пользователей в первую подсистему «Сбор информации». При этом в первом программном модуле с помощью соответствующих автоматизированных алгоритмов данные, которые собираются вручную, проходят проверку на полноту, достоверность и непротиворечивость.

Под проверкой данных на полноту понимается автоматизированное выявление системой отсутствующих данных для каждого исследуемого объекта по каждому из параметров. Например, в таблице 1 для объекта 3 отсутствует (не заполнено) количество лифтов в здании и отапливаемая площадь объекта.

Проверка на достоверность представляет собой соотнесение значения проверяемого параметра с заранее заданным форматом или диапазоном значений. Например, значение параметра 7 в таблице 1 для объекта 1 не является достоверным, т.к. количество лифтов может быть только целым числом.

Проверка на непротиворечивость представляет собой соотнесение значений нескольких параметров, относящихся к одному объекту, по какой-либо формуле или совокупности сведений. Например, в таблице 1 у объекта 1 значение параметра 8 (общая площадь объекта) указано равным 10 047 кв.м, а значение параметра 9 (отапливаемая площадь объекта) – 11 250 кв.м. Налицо явное противоречие между этими параметрами (отапливаемая площадь объекта не может быть больше его общей площади), т.е. необходимо уточнить, значение какого из параметров указано неправильно (а может быть, они оба указаны неправильно). Вероятность того, что оба параметра указаны неправильно, подтверждается дополнительно тем, что если разделить общую площадь объекта 1 на этажность объекта (параметр 6), то получится, что площадь одного этажа равна около 838 кв.м, что значительно меньше указанной в таблице площади этого объекта (здания) в плане 2560 кв.м. (параметр 10).

После осуществления проверки данных, вводимых вручную, все данные с помощью третьего программного модуля приводятся к единой структуре для дальнейшей обработки. Примером такой структуры может служить таблица 2, в которой сформированы элементы структуры базы данных в отношении исследуемых объектов (показана только часть параметров, собираемых по каждому объекту). Следует сказать, что единую структуру образует не только форма таблицы, содержащей разделы и подразделы, но и значения, принимаемые параметрами – например, адреса объектов сформированы по единому принципу, функциональное назначение объекта формируется через список (параметр не может принимать произвольное текстовое значение) и т.д.

Из сравнения значений параметров в таблицах 1 и 2 для объектов 1-3 видно, что структурированная таблица 2 содержит значения, прошедшие проверку на достоверность и непротиворечивость, а также пустые поля. Как будет показано ниже, анализ сведений о конкретном составе не заполненных значений параметров позволяет в автоматическом режиме сформировать критерии, по которым для каждого объекта и каждого энергосберегающего мероприятия во второй подсистеме выбирается один из методов оценки энергосберегающего эффекта.

Передаваемая после ее формирования из первой подсистемы во вторую подсистему структурированная база данных может содержать значения нескольких сотен параметров для каждого из исследуемых объектов, которых в ней может быть от нескольких тысяч (небольшой город или район Москвы) до нескольких миллионов по всей России. Обработка такого объема информации возможна только в автоматическом режиме и требует значительных вычислительных ресурсов. С целью уменьшения объема выполняемых вычислительных операций и повышения скорости получения результатов моделирования с помощью четвертого программного модуля производится оценка целесообразности проведения каждого мероприятия на каждом из исследуемых объектов и установка соответствующих ограничений моделирования.

Пример оценки целесообразности (таблица 2): значение параметра Ф-39 для объекта 3 равно 1, что означает, что данный объект является аварийным (см. также таблицу 1). Проводить какие-либо энергосберегающие мероприятия на аварийном объекте нецелесообразно, до тех пор, пока не будет проведен его ремонт. Очевидно, что для этого объекта не нужно проводить моделирование никаких мероприятий с целью определения его потенциала энергосбережения, поэтому он равен нулю. Для объекта 4, как видно из таблицы 2, запланирован его снос в 2022 году (параметр Ф-38). Это означает, что для этого объекта целесообразно проводить только некоторые из мероприятий, которые могут сравнительно быстро окупиться (обычный срок окупаемости такого типового мероприятия должен быть меньше времени, оставшегося до планируемого сноса здания), в то время как мероприятия, имеющие обычно длительный срок окупаемости, проводить нецелесообразно. Программирование алгоритмов изложенных выше и аналогичных им рассуждений позволяет в автоматическом режиме выработать для каждого из объектов по каждому из мероприятий ограничения дальнейшего моделирования.

Выбор метода оценки энергосберегающего эффекта для каждого из объектов и для каждого из целесообразных к применению мероприятий осуществляется пятым программным модулем с учетом установленных в четвертом программном модуле ограничений. Критерии для выбора одного из методов оценки энергосберегающего эффекта устанавливаются первым программным модулем после проверки собранных данных на полноту.

Оценка ожидаемого энергосберегающего эффекта от применения типового мероприятия на исследуемом объекте различными методами с помощью программных модулей с седьмого по двенадцатый рассмотрены ниже на примере.

Согласно формулировки, представленной в Федеральном законе «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23.11.2009 № 261-ФЗ, «энергосбережение – реализация организационных, правовых, технических, технологических, экономических и иных мер, направленных на уменьшение объема используемых энергетических ресурсов при сохранении соответствующего полезного эффекта от их использования». Слово «меры» в указанном законе – это и есть мероприятия в области энергосбережения и энергоэффективности (ЭиЭ), позволяющие уменьшить объемы потребления ресурсов на объекте. Мероприятия в области ЭиЭ различаются для разных видов ресурсов и разных видов объектов, а также региональных условий и описываются нормативными и ведомственными документами, устанавливающими примерный перечень мероприятий в области ЭиЭ (см. Приказ Минэкономразвития от 17.02.10 № 61 «Об утверждении примерного перечня мероприятий в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности, который может быть использован в целях разработки региональных, муниципальных программ в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности»).

Описание заявляемого способа и реализующей его информационной системы приводится на примере типового мероприятия в области ЭиЭ «замена ламп накаливания на светодиодные», далее – мероприятие номер 16 или М16 (номер мероприятия выбран условно).

Это мероприятие предусматривает замену обычно используемых для целей освещения ламп накаливания на более энергоэффективные светодиодные лампы (потребляющие меньшее количество электроэнергии за счет меньшей электрической мощности) при том же уровне освещенности (светового потока), то есть сохранении полезного эффекта от их использования (таблица 3).

Методы прямого расчета реализуются для каждого из типовых мероприятий седьмым программным модулем.

В общем случае, если известна электрическая мощность P_элнi каждой из n подлежащих замене ламп накаливания и количество часов в году t_i, которое каждая из них находится во включенном состоянии, то энергосберегающий эффект ΔР_нМ16 рассчитывается с использованием справочных данных о мощности P_эсдi светодиодных ламп с аналогичным световым потоком (сохранение полезного эффекта), на которые будут заменяться лампы накаливания при проведении мероприятия:

Следует отметить, что слово «можно», которое используется здесь и далее при описании методов расчетов и оценок, понимается в том смысле, что заявляемый способ не ограничивается примерами приведенных ниже методик и формул, которые являются общеизвестными. Применение тех или иных методов расчетов и оценок для каждого из типовых мероприятий неразрывно связано с заранее определенным перечнем параметров, которые будут собираться с использованием информационной системы вручную или с помощью автоматизированных измерительных комплексов, а также из источников НСИ и обрабатываться в первой подсистеме.

В контексте сказанного на практике для мероприятий, аналогичных М16, предусматривающих замену большого числа с однотипных элементов, отличающимися друг от друга разными значениями их технических характеристик и временем работы этих элементов, прямой метод расчета использовать нерационально, так как для этого потребуется собрать данные по большому числу установленных на исследуемом объекте элементов оборудования (для мероприятия М16 – электрических ламп) и времени их работы, что приведет к неоправданно большому заранее определенному перечню параметров, включаемых в структурированную базу данных.

Таким образом, для мероприятия М16 для любого из объектов использовать прямой метод расчета невозможно из-за отсутствия необходимых данных и пятый программный модуль анализирует для каждого из объектов возможность проведения расчетов с использованием других методов.

Методы расчета с использованием альтернативного набора параметров для каждого из типовых мероприятий реализуются восьмым программным модулем.

Для получения значения энергосберегающего эффекта ΔР_нМ16 можно использовать альтернативный набор параметров, например (см. таблицу 2 и ее продолжение – таблицу 4):

P_эолн = Ф-154 – суммарная мощность ламп накаливания, имеющихся на объекте (которые планируется заменить при проведении мероприятия);

t_ос= Ф-220 –среднегодовое время (количество часов), в течение которого на объекте включено освещение,

тогда для расчета ΔР_нМ16 для каждого объекта можно использовать формулу:

ΔР_нМ16= (P_эолн– P_эолс)*t_ос, [кВт*ч] (2),

где P_эолс – суммарная мощность светодиодных ламп [кВт], планируемых к установке вместо ламп накаливания, и которую можно определить на основе такого нормативно-справочных показателя, как средняя эффективность светоотдачи K_со который для ламп накаливания (K_солн) и для светодиодных ламп (K_солс) принимает разные значения (таблица 3):

P_эолс=P_эолн*K_солн/ K_солс, [кВт] (3).

После приведения формул (2) и (3) к одной формуле (4) значение энергосберегающего эффекта, полученного с использованием альтернативного набора параметров, составит для первого объекта (см. таблицу 2 и таблицу 4):

ΔР_нМ16 =P_эолн*(1–K_солн/K_солс)*t_ос = 6,375*(1 – 17/90)*5840 =

= 30198 [кВт*ч]. (4).

Соответственно, значение удельного энергосберегающего эффекта δР_нМ16 для первого объекта с учетом того, что годовое потребление ресурса (электроэнергии) P_нэ на объекте равно 146 024 [кВт*ч], составит (таблица 4):

δР_нМ16 = ΔР_нМ16/P_нэ= 30198/146024 = 20,7 [%] (5).

Методы расчета с частичным восстановлением незаполненных параметров для каждого из типовых мероприятий реализуются девятым программным модулем.

Если для прямого расчета или расчета на основе альтернативного набора параметров недостаточно данных, то можно некоторые не заполненные данные восстановить, используя для этого автоматизированные алгоритмы.

В таблицах 2 и 4 приведен пример структурированной базы данных. Ячейками с желтым фоном показаны поля, изначально не заполненные при сборе данных («пустые» поля). При этом, например, для объектов 2 и 3 «пустые» поля параметров Ф-151 и Ф-153 содержат значения, показанные красным цветом шрифта.

Например, у третьего объекта значения параметров Ф-150 и Ф-152 совпадают (общее количество ламп равно количеству ламп накаливания), что означает, что параметры Ф-151, Ф-153, Ф-155 равны 0 (восстановлены). При этом суммарная мощность ламп накаливания (параметр Ф-154) также может быть приближенно оценена (восстановлена). Так как на этом объекте (склад) нет никаких других ламп, то вся электрическая мощность, выделенная на освещение, расходуется лампами накаливания, то есть можно принять допущение, что суммарная мощность ламп накаливания («восстанавливаемый» параметр Ф-154) примерно равна известной для объекта 3 электрической мощности, выделенной на освещение (Ф-121). Разделив восстановленное значение параметра Ф-154 (1000 Вт) на количество ламп Ф-152 (18), получим, что среднее значение мощности одной лампы накаливания равно 55,6, что соответствует диапазону, в котором может находиться среднее значение электрической мощности одной лампы накаливания. После автоматического восстановления параметра Ф-154 абсолютное значение энергосберегающего эффекта может быть рассчитано по формуле (4), а удельное значение – по формуле 5 (см. таблицу 4).

Методы упрощенного расчета с минимально возможным набором параметров для каждого из типовых мероприятий реализуются десятым программным модулем.

Для мероприятия М16 минимально возможным набором параметров для проведения расчета являются 2 параметра: Ф-34 – функциональное назначение объекта и Ф-151 = N_элл – количество ламп накаливания на объекте.

Расчет можно провести, исходя из двух допущений (объект 6, таблицы 2 и 4):

- электрическая мощность любой из применяемых на объекте ламп накаливания лежит в диапазоне от 40 до 100 Вт;

- время (количество часов в год) использования освещения соответствует нормативно-статистическому времени, характерному для аналогичных объектов в этом регионе.

Тогда значение энергосберегающего эффекта, полученного с использованием минимального набора параметров можно приближенно рассчитать по формуле (см. формулу (4)):

ΔР_нМ16 = N_элл *(0,100+0,040)/2*(1–K_солн/K_солс)*t_осср, [кВт*ч] (6),

где t_осср может определяться путем вычисления среднего времени работы освещения для аналогичных объектов путем анализа данных, накопленных в системе, а удельное значение δР_нМ16 может определяться по формуле:

δР_нМ16=ΔР_нМ16/P_нэнорм , [%] (7),

где среднее значение потребления электроэнергии Р_нэнорм можно получить, исходя из региональных нормативов для индивидуальных жилых домов, в которых не установлены приборы учета (так как для объекта 6 не указан объем потребления электрической энергии).

Методы статистической оценки для каждого из типовых мероприятий реализуются одиннадцатым программным модулем.

Примером реализации метода статистической оценки могут служить объекты 5 и 7 (табл. 2 и 4). Из таблицы 2 видно, что для этих объектов не указан один из ключевых параметров, необходимых для проведения расчета (количество ламп накаливания).

Для объекта 5, являющимся типовым жилым зданием известной серии (параметр Ф-60, значение равно И-522) можно использовать статистическую выборку уже рассчитанных i значений ΔР_нМ16i для этой серии зданий на основе данных, хранящихся в системе. Предположим, что в системе хранятся сведения по М объектам. Тогда можно допустить, что абсолютное значение ΔР_нМ16 для 5 объекта может быть оценено, как среднее значение из М:

а удельное значение δР_нМ16 , так как у 5-го объекта имеются сведения о потреблении электроэнергии (параметр Ф-184 = P_нэ в табл. 4 для объекта 5 заполнен), может быть определен по формуле:

δР_нМ16 = ΔР_нМ16ср/P_нэ. (9).

По объекту 7 в таблицах 2 и 4 не указано ничего, кроме того, что объект представляет собой индивидуальный жилой дом (параметр Ф-34) площадью 186 кв.м. (параметр Ф-70 = S_об). Для объекта 7, являющимся объектом индивидуального строительства, можно использовать статистическую выборку уже рассчитанных i значений ΔР_нМ16i для аналогичных объектов на основе данных, хранящихся в системе. Предположим, что в системе хранятся сведения по N объектам индивидуального жилого строительства. Тогда можно допустить, что абсолютное значение ΔР_нМ16ср для 7 объекта может быть оценено, как среднее значение из N аналогично формуле (8). Так как для расчета δР_нМ16 требуется также знать P_нэ, (для объекта 7 не указано в табл.4), можно его оценить через удельный показатель k_ээs – среднее потребление электроэнергии на единицу общей площади для объектов индивидуального жилого строительства:

после чего общей объем потребления электроэнергии P_нэi для объекта 7 можно вычислить по формуле:

P_нэi = S_об * k_ээ [кВт*ч], (11),

а затем вычислить δР_нМ16 по формуле (9).

Методы экспертной оценки для каждого из типовых мероприятий реализуются двенадцатым программным модулем.

Экспертная оценка является результатом обобщенного мнения экспертного сообщества в области энергосбережения в отношении мероприятий, направленных на экономию энергетических ресурсов, например, как это изложено в «Методических рекомендациях по расчету эффектов от реализации мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности» (Аналитический центр при Правительстве Российской Федерации. Национальный исследовательский университет, Московский энергетический институт, Москва 2016 г.). В рамках заявляемого способа и реализующей его автоматизированной системы, метод экспертной оценки применяется, если данных, необходимых для проведения расчетов или статистических оценок, недостаточно. Для применения экспертной оценки необходимо знать только объем потребления ресурса, на экономию которого направлено мероприятие (если объем потребления ресурса неизвестен, то никакая оценка невозможна, так как отсутствует предмет экономии).

Диапазоны возможных экспертных оценок от внедрения различных мероприятий по энергосбережению в системах освещения и электроснабжения зданий приведены в табл.5.

В таблицах 2 и 4 для мероприятия М16, примером применения экспертной оценки (табл. 5) может служить объект 8, у которого из всего списка характеристик (параметров) указан только объем потребления электроэнергии.

Удельный энергосберегающий эффект можно, например, определить, как среднее арифметическое значение от диапазона экспертной оценки (п.1 таблицы 5):

δР_нМ16 = (70+55)/2 = 62,5 %, (12),

тогда абсолютное значение энергосберегающего эффекта будет равно:

ΔР_нМ16 = δР_нМ16 * P_нэ [кВт*ч]. (13).

Проверка полученных одним из способов оценки результатов по каждому объекту и каждому мероприятию и, при необходимости, введение ограничений на результаты моделирования осуществляется тринадцатым программным блоком, который накладывает экспертные ограничения на полученные результаты с целью исключения недостоверных значений расчетов и оценок.

Например, значение параметра М16-1 (ΔР_нМ16) для объекта 2, (полученное расчетным методом с частичным восстановлением не заполненных параметров, см. параметр М16-3 в табл.4 для этого объекта), равно 6 706 [кВт*ч], а удельное значение δР_нМ16 (параметр М16-2) равно 26,3 [%].

С учетом того, что на цели освещения на втором объекте, по оценке специалиста по энергосбережению, затрачивается примерно 30% от общего потребления электроэнергии (параметр Ф-200 в таблице 4), то тогда расход электроэнергии Р_носв на цели освещения составляет:

Р_носв = 0,3 * Р_нэ = 0,3*25299 = 7590 [кВт*ч], (14),

а отнесенное к расходу электроэнергии на освещение (а не к общему расходу) удельное значение энергосберегающего эффекта составит:

δР_нМ16осв = ΔР_нМ16 / Р_носв = 6706 / 7590 = 88,4 [%]. (15).

При этом согласно экспертной оценке (п.1 таблицы 5), удельная величина энергосберегающего эффекта (экономии) при замене ламп накаливания на люминесцентные или светодиодные не должна превышать 70% от потребляемой ими электроэнергии.

В данном случае в тринадцатом программном блоке осуществляется перерасчет итоговой оценки для такого мероприятия/объекта до значения, соответствующего предельно допустимой (максимальной) удельной экспертной оценке:

ΔР_{нМ16 (итог)} = ΔР_нМ16 * 70/88,4 = 5313 [кВт*ч], (16),

а удельное значение δР_{нМ16 (итог)} составит для этого объекта:

δР_{нМ16 (итог)} = ΔР_{нМ16 (итог)} / Р_нэ = 5313 / 25299 = 21,0 [%]. (17).

Здесь следует отметить, что приведенные выше формулы и методы являются общеизвестными, и целью их применения является автоматизация оценки энергосберегающего эффекта с использованием такой комбинации методов, которая позволяет получить итоговые значения для каждого объекта и для каждого мероприятия, несмотря на отсутствие тех или иных исходных данных. При этом выбор метода оценки пятым программным модулем осуществляется таким образом, чтобы, в зависимости от состава исходных данных при выборе способа оценки переходить от более точных (расчетных) методов оценки к менее точным (статистическим и экспертным). В итоге (см. табл. 4, параметры М16-1, М16-2, М16-3) для каждого объекта и каждого мероприятия удается рассчитать значения абсолютного и удельного энергосберегающего эффекта, который может быть получен в результате внедрения энергосберегающего мероприятия.

После выполнения всех расчетов и оценок и, при необходимости, приведения полученных результатов к итоговым значениям с помощью тринадцатого программного модуля, выполняется детальное моделирование энергосберегающих мероприятий по всем объектам с помощью шестого программного модуля. Под детальным моделированием понимается проведение известными методами расчетов стоимости внедрения мероприятия и простого срока его окупаемости.

Детальное моделирование энергосберегающих мероприятий осуществляется с использованием данных, входящих в структурированную базу и относящихся к конкретным объектам, а также нормативно-справочной информации – тарифов, стоимости материалов и работ и т.д. Результаты детального моделирования структурируются по видам ресурсов и передаются в третью подсистему, в которой выполняется развернутая оценка потенциала энергосбережения.

В рамках заявляемого способа экспресс-оценки и реализующей его автоматизированной системы под потенциалом энергосбережения понимается совокупный энергосберегающий эффект всей группы исследуемых объектов, который может быть достигнут в результате проведения всех целесообразных к применению на каждом из исследуемых объектов энергосберегающих мероприятий по всем видам ресурсов.

Под развернутой оценкой потенциала энергосбережения в рамках заявляемого способа экспресс-оценки и реализующей его автоматизированной системы понимается совокупность представлений (обобщенных форм отображения информации), сформированных на основе инженерно-обоснованных показателей, позволяющая определять в условиях ограниченного финансирования приоритеты реализации энергосберегающих мероприятий по видам ресурсов и мероприятиям, как для всех исследуемых объектов, так и для произвольной выборки из группы объектов, входящих в совокупность всех исследуемых объектов.

Определение потенциала энергосбережения каждого из объектов по каждому из ресурсов выполняется четырнадцатым программным блоком.

Для того чтобы определить потенциал энергосбережения (экономии) какого либо ресурса одного объекта, необходимо учесть, что в результате моделирования для этого объекта по этому ресурсу может быть выбрано несколько мероприятий. При этом суммарный энергосберегающий эффект (экономия ресурса), которого можно достигнуть на этом объекте, нельзя определить, как сумму энергосберегающих эффектов, достигаемых в результате внедрения каждого из выбранных мероприятий.

Например (таблица 5) если на одном объекте провести мероприятие 1 (замена ламп на энергоэффективные, экономия δР_н до 70% от первоначального потребления) и мероприятие 5 (установка датчиков движения для выключения освещения в отсутствии персонала, экономия δР_н до 70%), то простое суммирование достигаемой экономии приведет к явно неправдоподобному результату (суммарная экономия составит 140%). Очевидно, что выполнение нескольких мероприятий в рамках экономии 1 ресурса приводит к необходимости расчета суммарного энергосберегающего эффекта (потенциала энергосбережения этого ресурса на этом объекте) с учетом взаимного влияния мероприятий друг на друга.

Предлагаемый в рамках заявляемого способа и реализующей его автоматизированной системы метод учета взаимного влияния мероприятий можно пояснить на предыдущем примере. Предположим, на объекте первоначальное потребление электроэнергии Р_нэ1 на освещение составляло
100 кВт*ч. После внедрения мероприятия 1 экономия δР_н1 составила 70%, то есть потребление электроэнергии Р_нэ2 снизилось и стало равным 30 кВт*ч. Тогда после внедрения мероприятия 5 также достигается 70-ти процентная экономия, но не от первоначального потребления (100 кВт*ч), а от потребления электроэнергии, которое стало после внедрения 1-го мероприятия. Таким образом, суммарное потребление Р_нэ1+2 после внедрения 2-х мероприятий составит:

Р_нэ1+2 = Р_нэ1*(1- δР_н1)*(1- δР_н2) = 30*0,3 = 9 [кВт ч], (18),

то есть будет достигнута экономия (100-9) = 81 кВт*ч, что составляет 81% от первоначального потребления (а вовсе не 140%).

Обобщенная формула, реализующая предлагаемый принцип, позволяет рассчитывать значение энергосберегающего эффекта, который можно достигнуть на объекте ΔР_он в случае одновременной реализации n мероприятий (М), направленных на экономию одного ресурса:

(19).

Пятнадцатый программный модуль осуществляет сведение результатов расчетов по ресурсам и в целом по группе объектов. Сведение результатов расчетов выполняется суммированием полученных с помощью формулы (19) потенциалов энергосбережения по объектам и по каждому ресурсу. Полученные результаты включаются в структурированную базу данных в привязке к каждому объекту и отражают его индивидуальные особенности.

Пятнадцатый программный модуль осуществляет Расчет инженерно-обоснованных показателей в натуральном и денежном выражении по каждому объекту и каждому ресурсу. Под инженерно-обоснованными показателями в рамках заявляемого способа экспресс-оценки и реализующей его автоматизированной системы понимаются любые показатели, которые могут быть использованы для понимания процессов, связанных с потреблением энергоресурсов, а также их экономией, выраженных в натуральном и денежном выражении. Например, по такому ресурсу, как электроэнергия, в отношении одного объекта или произвольно сформированной (по территориальному, ведомственному признаку или по любому другому параметру, содержащемуся в структурированной базе данных принципу) группе объектов могут быть определены:

- потребление электроэнергии (в кВт*ч и в рублях);

- потенциал энергосбережения (в кВт*ч и в рублях);

- удельное потребление электроэнергии (в кВт*ч и в рублях) на одного жителя или сотрудника/посетителя учреждения;

- стоимость проведения энергосберегающего мероприятия или группы мероприятий ( в рублях) и т.д.

В рамках описания заявляемого способа экспресс-оценки и реализующей его автоматизированной системы термин «инженерно-обоснованные» употребляется в том смысле, что расчет любого из показателей опирается на проверенные на полноту, достоверность и непротиворечивость исходные данные, а также на результаты расчетов и оценок, основанных на инженерных подходах к оценке потенциала энергосбережения и нормативно-технических показателях, используемых для формирования развернутой оценки потенциала энергосбережения.

Семнадцатый программный модуль осуществляет ранжирование объектов по мероприятиям, располагая объекты по каждому из типовых мероприятий в порядке возрастания или убывания, в зависимости от поставленной задачи.

В результате формируются представления, необходимые для проведения анализа, определения приоритетов и принятия решения о внедрении энергосберегающих мероприятий в условиях ограниченного финансирования.

Реализация заявленной группы изобретений позволяет добиться получения технической возможности выполнения инженерно-обоснованной оценки потенциала энергосбережения группы однотипных объектов в условиях частичного отсутствия данных об этих объектах, увеличения точности и достоверности расчетов и оценок, сокращения общего времени проведения оценки потенциала энергосбережения, а также повышения качества представления результатов оценки потенциала энергосбережения, необходимых для принятия инженерно-обоснованных решений по повышению энергоэффективности указанной группы объектов в условиях ограниченного финансирования мероприятий по энергосбережению, что значительно повышает эффективность определения потенциала энергосбережения большой группы однотипных объектов.

Способ экспресс-оценки потенциала энергосбережения

группы однотипных объектов и система для его реализации

Таблица 1

Способ экспресс-оценки потенциала энергосбережения

группы однотипных объектов и система для его реализации

Таблица 2

Способ экспресс-оценки потенциала энергосбережения

группы однотипных объектов и система для его реализации

Таблица 3

Способ экспресс-оценки потенциала энергосбережения

группы однотипных объектов и система для его реализации

Таблица 4

Способ экспресс-оценки потенциала энергосбережения

группы однотипных объектов и система для его реализации

Таблица 5

№ Наименование мероприятия Диапазон возможной
экономии ресурсов, % 1 Замена ламп накаливания на люминесцентные, светодиодные до 55-70 % от потребляемой ими электроэнергии 2 Замена люминесцентных ламп на лампы того же типа с более качественным люминофором (класс энергоэффективности А, А+) до 25 % от потребляемой ими электроэнергии 3 Применение пускорегулирующей аппаратуры (ПРА) газоразрядных ламп энергоэффективной 15-20 % от потребляемой ими электроэнергии 4 Оптимизация системы освещения за счет установки нескольких выключателей и деления площади освещения на зоны или за счет секционного регулирования уровня светового потока (диммирование) 10-15% от потребляемой ими электроэнергии 5 Установка датчиков движения для выключения освещения в отсутствии персонала От 10% до 70 % от потребляемой ими электроэнергии в зависимости от режима работы освещения до установки датчиков 6 Подбор оптимальных цветов стен, предметов мебели для персонала 8-15% экономии 7 Содержание световых оконных проемов в чистоте 6-11% экономии

Заявленные способ экспресс-оценки потенциала энергосбережения группы однотипных объектов и автоматизированная система для его реализации относятся к области информационно-аналитических систем и способов обработки данных с целью выполнения расчетов показателей энергоэффекивности и предназначены для проведения оценки потенциала энергосбережения большой группы однотипных объектов. Автоматизированная система экспресс-оценки потенциала энергосбережения группы однотипных объектов включает в себя подсистему «Сбор информации», оснащенную тремя программными модулями, подсистему «Моделирование типовых энергосберегающих мероприятий по всем исследуемым объектам», оснащенную десятью программными модулями, третью подсистему «Развернутая оценка потенциала энергосбережения», оснащенную четырьмя программными модулями, и подсистему «Хранение информации». Способ экспресс-оценки потенциала энергосбережения, который реализуется указанной выше автоматизированной системой, включает в себя сбор необходимых данных и сведений об исследуемых объектах, проверку этих данных и сведений на полноту, достоверность и непротиворечивость, приведение их к единой структуре для осуществления дальнейшего моделирования типовых энергосберегающих мероприятий по всем исследуемым объектам. В моделирование входят такие процедуры, как проведение оценки целесообразности проведения энергосберегающих мероприятий, выбор способа оценки энергосберегающего эффекта от реализации того или иного энергосберегающего мероприятия, детальная оценка энергосберегающего эффекта по мероприятиям и объектам. После чего проводят развернутую оценку потенциала энергосбережения. Обеспечивается повышение эффективности определения потенциала энергосбережения большой группы однотипных объектов. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 5 табл.

1. Способ экспресс-оценки потенциала энергосбережения группы исследуемых однотипных объектов, в ходе которого для проведения оценки потенциала энергосбережения для каждого из исследуемых однотипных объектов по заранее определенному, относящемуся к исследуемым однотипным объектам, перечню параметров осуществляют сбор данных, влияющих на потребление упомянутыми исследуемыми объектами всех видов энергетических ресурсов, к которым относятся в первую очередь тепловая энергия, электроэнергия, вода, природный газ, кроме того, осуществляют сбор данных о месторасположении и ведомственной подчиненности исследуемых объектов, а также относящихся к упомянутым исследуемым объектам инженерно-технических и финансовых данных, при этом сбор упомянутых выше данных осуществляют как вручную, так и с помощью автоматизированных измерительных комплексов, причем в составе упомянутых выше данных используют также нормативно-справочную информацию, данные о конструктивных особенностях исследуемых объектов, данные об установленном на них оборудовании, а также данные о текущем состоянии исследуемых объектов, данные о проведенных типовых энергосберегающих мероприятиях на исследуемых объектах и планах вышестоящих организаций в отношении исследуемых объектов, затем часть упомянутых собранных данных с помощью автоматизированных алгоритмов подвергают проверке на полноту, достоверность и непротиворечивость, после чего все собранные и проверенные данные объединяют в структурированную базу данных, на основе которой затем автоматически осуществляют моделирование типовых энергосберегающих мероприятий по каждому из исследуемых объектов, при этом указанное моделирование включает в себя сначала проведение оценки целесообразности проведения каждого из типовых энергосберегающих мероприятий применительно к каждому из исследуемых объектов и затем проведение оценки энергосберегающего эффекта по каждому потребляемому энергетическому ресурсу для каждого из типовых энергосберегающих мероприятий, целесообразных для проведения на каждом из исследуемых объектов, при этом оценку целесообразности проведения конкретного типового энергосберегающего мероприятия на конкретном исследуемом объекте формируют с использованием упомянутой выше структурированной базы данных на основе анализа таких параметров, как текущее состояние исследуемых объектов, сведения о проведенных типовых энергосберегающих мероприятиях на исследуемых объектах и планах вышестоящих организаций в отношении исследуемых объектов, после чего полученную оценку целесообразности используют в качестве критерия необходимости проведения последующей оценки энергосберегающего эффекта каждого из типовых энергосберегающих мероприятий на каждом из исследуемых объектов, затем, используя полученные в процессе сбора данных сведения о полноте и конкретном составе имеющихся данных по каждому исследуемому объекту, для каждого исследуемого объекта и каждого типового энергосберегающего мероприятия осуществляют выбор одного из методов оценки энергосберегающего эффекта, в качестве которых выступают: прямые расчеты, которые проводят при наличии всех данных по всем параметрам исследуемых объектов, необходимым для расчета, включая расчеты с использованием альтернативного набора параметров исследуемых объектов, расчеты с частичным восстановлением недостающих параметров исследуемых объектов, а также упрощенный расчет с минимально возможным набором параметров исследуемых объектов, статистическая оценка, которую проводят при отсутствии данных, необходимых для прямого расчета, и при наличии статистических данных о предполагаемой величине энергосберегающего эффекта на объектах, аналогичных исследуемым, а также экспертная оценка, которую применяют при отсутствии данных для прямых расчетов и одновременно при отсутствии статистических данных, после чего одним из выбранных методов оценки для каждого исследуемого объекта по каждому энергосберегающему мероприятию (М) для каждого энергетического ресурса (р) выполняют оценку абсолютного значения энергосберегающего эффекта ΔР_нМр в натуральном выражении (н), затем вычисляют удельный энергосберегающий эффект δР_нМр как отношение абсолютного значения энергосберегающего эффекта к объему потребления этого ресурса Р_н на исследуемом объекте:

,

после чего проводят сравнение полученного удельного энергосберегающего эффекта с предельно допустимым удельным значением энергосберегающего эффекта, полученным упомянутым выше методом экспертной оценки, и, в случае если значение упомянутого выше удельного энергосберегающего эффекта выше предельно допустимого удельного значения энергосберегающего эффекта, полученного методом экспертной оценки, за результирующую оценку энергосберегающего эффекта принимают предельно допустимое удельное значение энергосберегающего эффекта, полученного методом экспертной оценки, при этом для всех упомянутых выше методов оценки энергосберегающего эффекта используют настройку автоматизированных алгоритмов на основе нормативно-справочной информации и накопленных результатов упомянутой выше оценки энергосберегающего эффекта, затем осуществляют детальное моделирование типовых энергосберегающих мероприятий по всем исследуемым объектам, рассчитывая затраты на реализацию целесообразных к проведению типовых энергосберегающих мероприятий и срок их окупаемости применительно к каждому энергетическому ресурсу, а затем формируют развернутую оценку потенциала энергосбережения, включающую в себя упомянутые выше абсолютное значение энергосберегающего эффекта ΔР_нМр в натуральном выражении (н) и удельный энергосберегающий эффект δР_нМр, а также потенциал энергосбережения каждого из исследуемых объектов (о) в натуральном выражении ∆Р_он (н) по каждому виду энергетического ресурса (р), рассчитываемый с учетом взаимного влияния каждого из n типовых энергосберегающих мероприятий, выбранных в качестве целесообразных для применения на исследуемом объекте:

,

после чего сводят результаты расчетов по каждому ресурсу, определяя потенциал энергосбережения в натуральном выражении всех исследуемых объектов для каждого энергетического ресурса путем суммирования потенциалов энергосбережения ∆Р_он, рассчитанных по каждому из исследуемых объектов, входящих в группу, затем осуществляют, используя детальные результаты моделирования по каждому из видов энергетических ресурсов, расчет инженерно-обоснованных показателей в натуральном и денежном выражении и для совокупности всех исследуемых объектов выполняют ранжирование исследуемых объектов по каждому типовому энергосберегающему мероприятию в соответствии с рассчитанными показателями, среди которых могут использоваться абсолютное и/или удельное значение достигаемого энергосберегающего эффекта в натуральном выражении, стоимость проведения и/или срок окупаемости типового энергосберегающего мероприятия, причем ранжирование в порядке возрастания или в порядке убывания с помощью одного или нескольких показателей используют в дальнейшем для определения приоритетов реализации типовых энергосберегающих мероприятий на объектах, входящих в группу, в зависимости от поставленных задач, после чего результаты детальной и развернутой оценки, значения всех показателей, а также результаты ранжирования объектов по типовым энергосберегающим мероприятиям сохраняют для дальнейшего использования, в том числе для настройки алгоритмов оценки потенциала энергосбережения.

2. Автоматизированная система экспресс-оценки потенциала энергосбережения группы однотипных объектов, включающая в себя первую подсистему «Сбор информации», вторую подсистему «Моделирование типовых энергосберегающих мероприятий по всем исследуемым объектам», третью подсистему «Развернутая оценка потенциала энергосбережения» и четвертую подсистему «Хранение информации», при этом первая подсистема выполнена с возможностью осуществления сбора данных по заранее определенному, относящемуся к исследуемым однотипным объектам, перечню параметров, влияющих на энергопотребление каждого из исследуемых объектов, включая нормативно-справочную информацию, относящуюся к исследуемым объектам, а также с возможностью приведения упомянутых выше данных к единой структуре и их передачи на обработку во вторую подсистему, которая выполнена с возможностью осуществления анализа целесообразности проведения каждого из типовых энергосберегающих мероприятий в отношении каждого из исследуемых объектов, при этом в качестве энергосберегающих могут быть приняты типовые мероприятия, направленные на экономию энергетических ресурсов, таких, в первую очередь, как тепловая энергия, электроэнергия, вода и природный газ, кроме того, вторая подсистема выполнена с возможностью моделирования типовых энергосберегающих мероприятий применительно к каждому исследуемому объекту и с учетом определенной ранее целесообразности, включающего оценку или расчет достижимого при этом энергосберегающего эффекта, кроме того, вторая подсистема выполнена с возможностью детализации полученных результатов моделирования, включающей в себя оценку затрат на проведение на каждом из исследуемых объектов каждого из моделируемых типовых энергосберегающих мероприятий и расчет сроков их окупаемости, а также передачи всех полученных результатов в третью подсистему, которая выполнена с возможностью обработки поступивших в нее из второй подсистемы детальных результатов моделирования типовых энергосберегающих мероприятий по всем видам энергетических ресурсов, кроме того, третья подсистема выполнена с возможностью формирования развернутой оценки потенциала энергосбережения исследуемых объектов, включающей в себя расчеты взаимного влияния типовых энергосберегающих мероприятий по каждому исследуемому объекту и энергетическому ресурсу, сведение результатов расчетов по энергетическим ресурсам и в целом по группе исследуемых объектов, расчеты инженерно-обоснованных показателей, кроме того, третья подсистема выполнена с возможностью выполнения ранжирования объектов по энергетическим ресурсам и моделируемым типовым энергосберегающим мероприятиям, а четвертая подсистема выполнена с возможностью хранения упомянутых данных, собранных в первой подсистеме, и всех результатов, полученных во второй и третьей подсистемах, при этом первая подсистема включает в себя первый, второй и третий программные модули, причем первый программный модуль выполнен с возможностью проверки собираемых данных на полноту, достоверность и непротиворечивость по параметрам исследуемых объектов, влияющим на энергопотребление каждого из исследуемых объектов, а также первый программный модуль оснащен первым программным блоком, выполненным с возможностью определения, на основе результатов проверки данных на полноту, критериев для выбора метода оценки энергосберегающего эффекта и передачи их во вторую подсистему, второй программный модуль выполнен с возможностью обработки поступающих в систему данных о параметрах исследуемых объектов, влияющих на энергопотребление, формируемых на основе нормативно-справочной информации, при этом первый и второй программные модули выполнены с возможностью передачи обработанных ими данных в третий программный модуль, который в свою очередь выполнен с возможностью приведения всех поступивших в него данных из первого и второго программных модулей к единой структурированной базе данных для последующей их передачи во вторую подсистему, формирующую на основе полученных из первой подсистемы структурированной базы данных и критериев выбора метода оценки энергосберегающего эффекта детальные результаты моделирования типовых энергосберегающих мероприятий, направленных на экономию упомянутых выше энергетических ресурсов, при этом вторая подсистема включает в себя программные модули с четвертого по тринадцатый, четвертый программный модуль выполнен с возможностью осуществления оценки целесообразности проведения типовых энергосберегающих мероприятий применительно к каждому из исследуемых объектов, пятый программный модуль выполнен с возможностью осуществления выбора одного из методов оценки энергосберегающего эффекта, который может быть получен в результате осуществления на исследуемом объекте типового энергосберегающего мероприятия, шестой программный модуль выполнен с возможностью проведения детального моделирования типовых энергосберегающих мероприятий по всем исследуемым объектам, включающего в себя расчет стоимости проведения типовых энергосберегающих мероприятий в отношении каждого из исследуемых объектов и сроков окупаемости указанных типовых энергосберегающих мероприятий, а программные модули с седьмого по тринадцатый выполнены с возможностью формирования расчетов и оценок энергосберегающего эффекта с использованием различных методов, в качестве которых, в зависимости от определенных в первой подсистеме критериев, могут быть выбраны выполняемые седьмым программным модулем прямые расчеты, которые проводят при наличии всех данных по всем параметрам исследуемых объектов, необходимым для расчета, выполняемые восьмым программным модулем расчеты с использованием альтернативного набора параметров исследуемых объектов, выполняемые девятым программным модулем расчеты с частичным восстановлением недостающих параметров исследуемых объектов, а также выполняемые десятым программным модулем упрощенные расчеты с минимально возможным набором параметров исследуемых объектов, выполняемые одиннадцатым программным модулем статистические оценки, которые проводят при отсутствии данных, необходимых для проведения расчетов, и при наличии статистических данных о предполагаемой величине энергосберегающего эффекта на объектах, аналогичных исследуемым, а также выполняемые двенадцатым программным модулем экспертные оценки, которые проводят при отсутствии данных для прямых расчетов и отсутствии статистических данных, при этом в тринадцатом программном модуле устанавливают ограничения на значения полученных результатов расчетов и оценок, при этом в случае, если значения упомянутых результатов и оценок выше предельно допустимого энергосберегающего эффекта, определяемого в двенадцатом программном блоке экспертной оценкой, за результирующую оценку энергосберегающего эффекта принимают предельно допустимое удельное значение энергосберегающего эффекта, полученного методом экспертной оценки, кроме того, все программные модули с седьмого по тринадцатый оснащены программными блоками, выполненными с возможностью настройки всех упомянутых программных модулей, с седьмого по тринадцатый, в зависимости от нормативно-справочной информации, относящейся к исследуемым объектам и информации, накопленной в системе, третья подсистема включает в себя программные модули с четырнадцатого по семнадцатый, при этом четырнадцатый программный модуль выполнен с возможностью расчета взаимного влияния типовых энергосберегающих мероприятий при одновременной их реализации на одном объекте и определения потенциала энергосбережения каждого исследуемого объекта по каждому энергетическому ресурсу, пятнадцатый программный модуль выполнен с возможностью расчета потенциала энергосбережения всей группы исследуемых объектов по каждому энергетическому ресурсу как суммы всех потенциалов энергосбережения всех исследуемых объектов, шестнадцатый программный модуль выполнен с возможностью выполнения расчетов инженерно-обоснованных показателей ранжирования в натуральном и денежном выражении по каждому из исследуемых объектов и энергетическому ресурсу, а семнадцатый программный модуль выполнен с возможностью ранжирования исследуемых объектов по типовым энергосберегающим мероприятиям с использованием рассчитанных в шестнадцатом программном модуле инженерно-обоснованных показателей ранжирования всей группы исследуемых объектов по каждому из энергетических ресурсов или по каждому из типовых энергосберегающих мероприятий.