ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СТАНЦИЙ ЭЛЕКТРОХИМЗАЩИТЫ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

IMPROVING THE ENERGY EFFICIENCY OF THE POWER SUPPLY SYSTEM OF ELECTROCHEMICAL PROTECTION STATIONS OF MAIN GAS PIPELINES

Sergey Ilchenko

Master's student, Department of Electric Power and Electrical Engineering, Togliatti State University,

Russia, Togliatti

АННОТАЦИЯ

В работе рассмотрена разработка комплекса мероприятий по повышению энергоэффективности системы электроснабжения станций электрохимзащиты магистральных газопроводов на примере ООО «Газпром трансгаз Югорск» Филиал - Краснотурьинское ЛПУМГ. Предложено данный комплекс мероприятий принять к сведению. При проведении дальнейших исследований в данном направлении исследовать влияние каждой составляющей разработанного комплекса мероприятий на полученные результаты с внесением возможных корректировок.

ABSTRACT

The paper considers the development of a set of measures to improve the energy efficiency of the power supply system of electrochemical protection stations of main gas pipelines on the example of Gazprom Transgaz Yugorsk LLC Branch - Krasnoturinsk LPUMG. It is proposed to take note of this set of measures. When conducting further research in this direction, to investigate the impact of each component of the developed set of measures on the results obtained with possible adjustments.

Ключевые слова: энергоэффективность, энергосбережение, энергетический аудит, комплекс мероприятий по повышению энергоэффективности.

Keywords: energy efficiency, energy conservation, energy audit, a set of measures to improve energy efficiency.

Введение

Современная экономика ставит перед производителями массу требований и условий. Одним из них является производство высококачественной продукции при минимуме расходов энергоносителей. Этим вопросом непосредственно занимается энергосбережение, конечным итогом которого является повышение энергоэффективности на всех звеньях производственной цепи предприятия и всего цикла в целом [1].

Внедрение мероприятий по повышению энергоэффективности позволяет оптимизировать энергопотребление, улучшить технические и экономические показатели предприятий и энергосистемы в целом, значительно снизить расходы на энергоносители, минимизировать затраты на ремонт, эксплуатацию и обслуживание систем электроснабжения [2]. Данные аспекты в конечном счёте приводят к увеличению прибыли при минимизации расходов не только на энергоносители, но и на весь производственный комплекс в целом.

В результате проведения исследований и публикаций по тематике исследования, установлено, что в данном вопросе пристальное внимание уделяется теоретической и методологической базе, связанной с анализом целей, задач, методов и мероприятий для их применения в системах электроснабжения предприятий [1-5]. Внимание акцентируется на разработках и внедрении комплекса мероприятий по повышению энергоэффективности на объектах энергетики [4,5]. Установлено, что наибольшая эффективность при их реализации достигается путём внедрения комплексного подхода с последующим разделением мероприятий как по их природе, так и по влиянию на конечный результат [4,5].

Методика проведения исследований

Учитывая результаты проведения анализа литературных источников, включающего обзор основных целей, задач, алгоритма формирования и структура мероприятий по энергоэффективности, а также проведённого анализа мероприятий по повышению энергоэффективности для их применения в системе электроснабжения магистральных газопроводов, осуществляется разработка комплекса мероприятий по повышению энергоэффективности в системе электроснабжения ООО «Газпром трансгаз Югорск» Филиал - Краснотурьинское ЛПУМГ и плана по его реализации.

Методы исследования: анализ нормативной технической документации, анализ литературных источников, сравнительный анализ технико-экономических показателей объекта исследования.

Результаты исследований

В работе предполагается осуществить разработку данного комплекса мероприятий по повышению энергоэффективности в системе электроснабжения ООО «Газпром трансгаз Югорск» Филиал - Краснотурьинское ЛПУМГ с использованием следующих основных этапов (блоков):

1. оценка текущего состояния энергоэффективности в подразделениях предприятия и на предприятии в целом (энергетический аудит);
2. разработка и внедрение проекта по повышению энергоэффективности по каждому подразделению и энергоресурсу предприятия (с последующим разделением и систематизацией);
3. информационное обеспечение и маркетинг энергетического менеджмента;
4. инвестиции в проект;
5. комплекс организационных и технических мероприятий по энергосбережению с последующей их реализацией;
6. мониторинг и контроль выполнения мероприятий по энергосбережению;
7. корректировка исходных данных в зависимости от полученных фактических результатов.

Разработанный комплекс мероприятий по повышению энергоэффективности в системе электроснабжения ООО «Газпром трансгаз Югорск» Филиал - Краснотурьинское ЛПУМГ представлен на рис. 1.

Рисунок 1. Разработанный комплекс мероприятий по повышению энергоэффективности в системе электроснабжения ООО «Газпром трансгаз Югорск» Филиал - Краснотурьинское ЛПУМГ

Алгоритм реализации мероприятий по энергоэффективности в системе электроснабжения ООО «Газпром трансгаз Югорск» Филиал - Краснотурьинское ЛПУМГ имеет замкнутый цикл.

На первом этапе проводится оценка текущего состояния энергоэффективности в подразделениях предприятия и на предприятии в целом (энергетический аудит), имеющий назначение выявить проблемы в энергоэффективности на основе анализа их потребления за конкретный период.

Выборка для проведения данного анализа должна представлять собой как можно больше независимых переменных и наблюдений.

Далее, на основе статистического анализа, с учётом исключения «выбросов» данных из модели, анализируется значимость каждой переменной и, в конечном итоге, строится модель, включающая совокупность только значимых и важных переменных.

Анализируя далее фактические показатели этой модели по предприятию, а также сравнивая их с «эталонными» значениями, можно сделать вывод о состоянии энергоэффективности в подразделениях предприятия и на предприятии в целом по каждому из виду энергоресурсов.

При проведении анализа наилучший результат будет получен при использовании современных методов и моделей, например, на основе нейросетей.

Такая модель будет самообучаемая и давать минимальную погрешность исследования.

При этом можно также использовать гибридные модели с учётом имеющихся наработок. Гибридная модель анализа исходных данных включает в себя совместное использование нескольких методов и моделей. Как правило, такой подход даёт хороший результат [3].

На втором этапе проводится разработка и внедрение проекта по повышению энергоэффективности по каждому подразделению и энергоресурсу предприятия (с последующим разделением и систематизацией).

В результате проведённого анализа во второй главе работы установлено, что таких блоков по энергоресурсам на предприятии ООО «Газпром трансгаз Югорск» Филиал - Краснотурьинское ЛПУМГ два: первый – это потребляемая электроэнергия, второй – это блок прочих энергоресурсов (тепловая энергия, расход газа, горячее и холодное водоснабжение и т.д.).

На схеме рис.1 они представлены в виде соответствующих блоков.

Основная задача проекта заключается в том, чтобы применить как можно более качественный подход к разработке проекта, его структуре и последующему внедрению.

Также осуществляется информационное обеспечение и маркетинг энергетического менеджмента (третий этап), включающий привлечение как можно большего источников информации для обеспечения данного процесса как на самом предприятии и в его подразделениях, так и во внешних источниках (пресса, телевидение, реклама и прочее).

Указанный подход позволит с гораздо большим потенциалом и возможностями перейти к четвёртому этапу – непосредственному привлечению инвестиций в проект, как внешних, так и внутренних.

При этом далеко не всегда для реализации программы по повышению энергоэффективности достаточно своих внутренних ресурсов, а государственная программа финансирования либо оказывается не выгодной, либо её невозможно получить, поэтому зачастую стремятся привлечь сторонние источники финансирования с наибольшей выгодой для предприятия.

Поэтому на данной стадии проводится соответствующие расчёты и обоснования принятых решений.

Пятый этап включает комплекс организационных и технических мероприятий по энергосбережению с последующей их реализацией.

При этом отдельными блоками выделены комплекс мероприятий по уменьшению потерь электроэнергии и компенсации реактивной мощности, а также комплекс мероприятий по уменьшению расходов на собственные нужды (прочих энергоресурсов).

Систематизируя информацию, полученную в результате проведённого анализа согласно внедряемым программам энергосбережения в ООО «Газпром трансгаз Югорск» Филиал - Краснотурьинское ЛПУМГ, следует учесть, что на объектах данного предприятия (электрические сети и подстанции) наиболее целесообразными являются технические мероприятия по уменьшению потерь электроэнергии в распределительной сети.

Данные мероприятия входят в комплекс мероприятий по уменьшению потерь электроэнергии и компенсации реактивной мощности и требуют детального изучения при проведении дальнейших исследований.

Реализация предложенного в работе комплекса мероприятий по повышению энергоэффективности требует жёсткого, качественного и своевременного мониторинга и контроля их выполнения (шестой этап), а также своевременных корректировок данных, стратегии и мероприятий по повышению энергоэффективности, с учётом фактических количественных и качественных полученных показателей, с учётом своевременности их выполнения (седьмой этап).

Кроме того, при необходимости коррекции также могут быть подвергнуты основные блоки и их составляющие предложенной программы по повышению энергоэффективности.

При этом также можно применить методы и модели анализа на основе нейросетей, которые рекомендовались к применению на первом этапе.

С учётом построения фактической модели с реальными полученными результатами, выбирается архитектура нейронной сети (либо можно применять рекомендуемые архитектуры сети для этой цели), далее вносятся входные переменные, которые детально анализируются в модели.

После того, как проведён анализ переменных с фактическими данными и результатами, нейронная сеть отбирает только значимые переменные и данные, которые вносятся в программу по повышению энергоэффективности.

Такой подход даёт возможность отобрать только значимые значения и их переменные, убрать несущественные переменные и «выбросы» данных, что значительно упрощает и минимизирует трудоёмкость при дальнейшем использовании полученных результатов в программе по повышению энергоэффективности.

Основные результаты и выводы

Исходя из полученных в работе результатов, предложено принять к сведению разработанный комплекс мероприятий по повышению энергоэффективности в системе электроснабжения ООО «Газпром трансгаз Югорск» Филиал - Краснотурьинское ЛПУМГ.

При проведении дальнейших исследований в данном направлении исследовать влияние каждой составляющей разработанного комплекса мероприятий на полученные результаты с внесением возможных корректировок.

Список литературы:

1. Арутюнян, А.А. Основы энергосбережения. Методы расчета и анализа потерь электроэнергии, энергетическое обследование и энергоаудит, способы учета и снижения потерь, экономический эффект / А. А. Арутюнян. – М: Энергосервис, 2017. 621 с.
2. Булатов И. С. Энергосбережение в промышленности / И.С. Булатов. - М.: Мир, 2012. 148 c.
3. Федеральный закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ (ред. от 29.07.2017) «Об энергосбережении, повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»
4. Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения. ГОСТ Р 51387-99. - Л.: Энергия, 2014. 201 c.
5. Энергетическая стратегия РФ на период до 2035 года // РД РАО «ЕЭС России». Распоряжение Правительства РФ от 9 июня 2020 г. № 1523-р – М.: Министерство энергетики, 2020.