Норма энергопотребления

Основан на использовании данных, полученных в результате испытаний (экспериментов). Идея метода развита в работах Б. А. Константинова. Данный метод используется на стадии НИОКР научно-исследовательскими и проектными институтами при проектировании и разработке новых технологических установок и промышленных объектов или модернизации уже существующих.

Ограничения использования метода: оборудование должно находиться в технически исправном, отлаженном состоянии, а технологический процесс должен осуществляться в режиме, предусмотренном технологическими регламентами и инструкциями.

Достоинства метода

• Высокая точность результатов.

Недостатки метода

• Большое число натурных испытаний, в том числе и на экономически не выгодных режимах.
• Длительность исследований.
• Неустойчивость результатов при модернизации оборудования производства.

Метод основан на анализе данных статистической (бухгалтерской, оперативной) отчётности о фактическом расходе ТЭР за прошлый период и их интерполяции на расчётный период. Сущность метода с использованием многофакторного корреляционного анализа изложена в работах авторов Тайца А. А., Кузнецова Н. М., Ястребова П. П..

В методе используется следующие математические модели

1. Аналитическая модель представляет собой функцию, определяющую зависимость между величиной энергопотребления и факторами, обуславливающими её изменение.

${\displaystyle E=f(F_{1},F_{2},\ldots ,F_{m})}$

где:

• E — норма энергопотребления;
• ${\displaystyle F_{1},F_{2},\ldots ,F_{m}}$ — факторы, влияющие на энергопотребление.

Факторы должны удовлетворять следующим требования: влияние на энергопотребление, независимость, детерминированность (отсутствие человеческого фактора) и наблюдаемость (возможность получения численных значений).

Достоинства модели

• универсальность − может быть использована для любого предприятия.

Недостатки модели

• не учитывает изменения в составе и режимах работы оборудования;
• не учитывает меру влияния энергопотребления не задействованного в технологическом процессе оборудования.

2. Модель базового периода — математическая модель, расчёт энергопотребления в которой осуществляется уточнением значения энергопотребления за какой-либо предыдущий период времени (такой период называется базовым) коэффициентами специального вида.

${\displaystyle E=E_{baz}+\delta _{1}(F_{1}^{baz},F_{2}^{baz},\ldots ,F_{m}^{baz})(F_{1}-F_{1}^{baz})+\ldots +(F_{1}^{baz},F_{2}^{baz},\ldots ,F_{m}^{baz})(F_{m}-F_{m}^{baz})}$

где:

• E — норма энергопотребления на расчётный период
• ${\displaystyle F_{1}^{baz},F_{2}^{baz},\ldots ,F_{m}^{baz}}$ − значение факторов на базовом периоде
• ${\displaystyle F_{1},\ldots ,F_{m}}$ − значение факторов на периоде расчёта
• E_baz − значение энергопотребления на базовом периоде

Достоинства модели

• устраняет погрешность, связанную с трендом по времени (эта погрешность учитывается в базовом периоде);
• если факторы известны и период прогноза мал, то модель обладает достаточно высокой точностью.

Недостатки модели

• проблема выбора базового периода(для определения требуется большая статистика работы предприятия)
• увеличение погрешности расчёта с ростом времени между наблюдениями

Основан на выполнении поэлементных расчётов по данным проектно-конструкторской, технологической и другой технической документации, с учётом экспериментально установленных нормативных характеристик энергопотребляющих агрегатов. Необходимость определения норм расхода ТЭР по энергетическим характеристикам энергопотребляющего оборудования сформулирована в работах Гофмана И. В. и Тайца А. А.. В методе используется объектно-ориентированная математическая модель. Она основана на разбиении моделируемого участка энергетической сети на отдельные агрегаты (потребители энергии) и расчёта их взаимодействия между собой

${\displaystyle E=\sum _{i=1}^{n}E_{i}}$

где :

• E — норма энергопотребления;
• E_i — энергопотребление i-го оборудования;

• ${\displaystyle E_{i}=f(N_{i})*T_{i}}$
• T_i наработка i-го оборудования, ч;
• ${\displaystyle f(N_{i})=aP_{i}+bP_{i}+c}$ — зависимость энергопотребления i-го оборудования от нагрузки на него (нагрузочная характеристика).

Достоинства метода

• высокая точность при наличии всей информации об оборудовании.

Недостатки метода

• необходима автоматическая система учёта энергопотребления;
• необходима детализация учёта до уровня агрегата.

Метод, учитывающий связь энергопотребления со структурой и режимом работы производства. Метод предложен в работах, Гринёва А. В., Лозовского С. В., Ляпина П. В., Смирнова С. И.. В методе используется комбинированная математическая модель. Комбинированная модель — математическая модель, представляющая собой сочетание объектно-ориентированной и аналитической моделей, связанных между собой через понятие энергетического профиля.

${\displaystyle E=\left\{{\begin{matrix}E_{pr1}\Rightarrow f_{1}(F_{1},F_{2},\ldots ,F_{m})\\E_{pr2}\Rightarrow f_{2}(F_{1},F_{2},\ldots ,F_{m})\\\ldots \\E_{prN}\Rightarrow f_{N}(F_{1},F_{2},\ldots ,F_{m})\end{matrix}}\right.}$

где:

• E — норма энергопотребления
• ${\displaystyle E_{pr1},E_{pr2},\ldots ,E_{prN}}$ − норма энергопотребления для энергетических профилей 1,2,…,n (объектно-ориентированная часть модели)
• ${\displaystyle f_{1}(F_{1},F_{2},\ldots ,F_{m}),f_{2}(F_{1},F_{2},\ldots ,F_{m}),\ldots ,f_{N}(F_{1},F_{2},\ldots ,F_{m})}$ − функции зависимости между энергопотреблением оборудования входящего в энергетические профили и значениями влияющих на него факторов ${\displaystyle F_{1},F_{2},\ldots ,F_{m}}$ (аналитическая часть модели)

Энергетический профиль — перечень энергопотребляющего оборудования, необходимый и достаточный для выполнения производственной задачи. Каждому энергетическому профилю сопоставляется свой статистический портрет зависимости значений энергопотребления от влияющих факторов, с помощью которого вычисляется норма энергопотребления.

Достоинства метода

• учитывает изменения в составе и режимах работы оборудования;
• позволяет при наличии на предприятии автоматизированной системы управления ТП и частично автоматизированной системы учёта потребления ТЭР, производить расчёт энергопотребления с детализацией, выше чем существующая система учёта.

Недостатки метода

• необходимо автоматизированное управление производством.