Сьюзен Коннелл, Jennings & Associates, Калифорния 
 
10 часов туманным июльским вечером Аурэль Селезеану обнаружил, что его пейджер не работает - это говорило о том, что в системе электропитания важных объектов университетского городка в Дьюке и Медицинского центра в Дарэме, Северная Каролина, происходит что-то неладное. Как помощник начальника Службы энергоснабжения, входящей в комплекс управления системами зданий в Дьюке, он хорошо знал, что требуются незамедлительные действия для предотвращения последствий, связанных с большими затратами и, вероятно, с угрозой для жизни пациентов.

Прежде, когда по пейджеру поступали непрерывные сообщения, это значило, что следует немедленно отправиться в офис и приступить к поиску неисправности. Однако на этот раз г-н Селезеану принял иное решение - не покидая уютной обстановки своего дома, он включил портативный компьютер и уже через несколько минут загрузил полный массив данных системы энергоучета объектов Дьюка.

Быстро проанализировав информацию, Селезеану смог определить, что проблема связана с переключателем ответвлений распределительного трансформатора. Он позвонил в Службу энергоснабжения Дьюка, где смогли устранить неисправность переключателя без вмешательства г-на Селезеану и его коллег. Так как проблема была быстро определена и правильно разрешена, удалось предотвратить перерыв в подаче электроэнергии - в противном случае это могло иметь серьезные последствия для чувствительного оборудования клиники, обеспечивающего жизненно важные функции, университетских компьютеров и тысяч обитателей городка.

Счетчики для измерения качества электроэнергии

Система, реализованная в Дьюке, включает в себя 70 микропроцессорных счетчиков с функциями измерения качества электроэнергии. Для сбора максимального объема данных с этих счетчиков используются программное обеспечение. ПО обеспечивает уникальную возможность просмотра информации на любом участке и позволяет г-ну Селезеану решать множество проблем, связанных с качеством электроснабжения и управления режимом электропитания непосредственно из его офиса или любого другого места, где можно включить портативный компьютер.

Университет в Дьюке похож на небольшой городок, имеющий 187 зданий, в том числе 63 здания академических научно-исследовательских подразделений, 44 здания медицинского центра, 9 спортивных и

Рисунок 1. С помощью ПО помощник начальника службы энергоснабжения Аурэль Селезеану контролирует качество электроснабжения и решает вопросы управления с офисной рабочей станции или портативного компьютера.

рекреационных сооружений, 26 общежитий и 45 жилых корпусов. Общая площадь обслуживаемых помещений университетского городка, здания которого расположены на участке в 9,000 акров, превышает 4.5 миллиона квадратных футов. Система высокого напряжения, работающая с начала 70-х годов, включает в себя пять высоковольтных подстанций и четыре распределительные станции.

Управление системой, в которую входит пять высоковольтных и четыре распределительные станции, обеспечивающие электроснабжение 187 зданий на площади 9,000 акров Университета в Дьюке и Медицинского центра, напоминает аналогичный процесс в небольшой энергосистеме. 
Рисунок 1. С помощью ПО помощник начальника службы энергоснабжения Аурэль Селезеану контролирует качество электроснабжения и решает вопросы управления с офисной рабочей станции или портативного компьютера.

До внедрения современной системы учета даже рутинные операции, связанные со сбором основной информации по энергопотреблению, были достаточно трудоемки. В условиях, связанных с возможностью развития процессов дерегулирования, роста потребления, расширения объектов городка и усложнения требований к получаемым данным, передача собранной таким образом информации на вышестоящий уровень была бы невозможной без расширения функций учета.

Выбор оптимальной технологии энергоучета

При выборе счетчиков для зданий городка Университета в Дьюке рассматривалось несколько вариантов. С самого начала Служба энергоснабжения Дьюка вела поиск решений с учетом мероприятий, связанных с дерегулированием, однако в связи с задержкой этого процесса в Северной Каролине на первый план выступили другие задачи. Кроме поиска путей оптимизации качества электроснабжения, специалисты-энергетики Университета в Дьюке поставили задачу усовершенствовать средства доступа к полному объему данных своей весьма дорогостоящей системы высокого напряжения. Ранее они сопоставляли показания, получаемые с более чем 270 счетчиков, установленных на объектах городка, используя ограниченную информацию, поступающую в виде ежемесячных счетов за электроэнергию, чтобы определить расход и нагрузку и спланировать потребности на будущее. Объем и трудности сбора всех необходимых данных оказались огромными.

Сопоставив ряд характеристик систем, г-н Селезеану и его группа изначально сделали выбор в пользу 40 счетчиков, смонтированных на щите. "Фактически это компьютер со счетчиками", - поясняет г-н Селезеану. Такие характеристики удовлетворяли требованиям, сформулированным Службой энергоснабжения Дьюка, а именно: обширные возможности регистрации и воспроизведения данных, получение подробной информации о потребляемой мощности, нагрузке и ограничении максимума нагрузки, а также возможность формирования исчерпывающих отчетов. Высокую оценку получил программный интерфейс, упрощающий обмен информацией с другими приложениями, в том числе с имеющимися внутренними программами сбора данных".

"По рассмотрении результатов мы добавили счетчики в систему - в настоящее время установлено около 70 счетчиков", - говорит г-н Селезеану. "В свое время мы планируем распространить средства современного энергоучета на всю электросеть в целях регулирования энергопотребления всех объектов университетского городка". Г-н Селезеану был рад сообщить, что "система электроэнергии уже окупила себя, компенсировав дважды случившиеся в июле потери при простоях в работе, стоимость которых составляет около 10,000 долларов в минуту".

Реализация и полезные результаты

Специалисты Дьюка сумели дополнительно оправдать стоимость новой системы, установив счетчики своими силами. Счетчики размещаются в ключевых точках всего комплекса зданий городка и Медицинского центра. Центральный сервер Windows NT (находящийся в офисе г-на Селезеану), использующий ПО, подключен к каждому счетчику посредством линий связи 10Base-T Ethernet, соединений RS-485 или RS-232 или беспроводных радиомодемных линий – в зависимости от того, что является наиболее целесообразным для данного месторасположения. Разнообразие встроенных опций соединения обеспечивает дополнительную экономию затрат.

"Для коммуникации мы используем все имеющиеся у нас средства. Это позволяет нам сэкономить на кабельной продукции, рабочей силе и многом другом", - говорит г-н Селезеану.

Кроме очевидных преимуществ, касающихся качества электроснабжения, новая система энергоучета снимает проблему предварительной оценки параметров регулирования потребления и использования электроэнергии. Если ранее специалистам-энергетикам приходилось систематизировать данные из ежемесячных счетов за электроэнергию и показания 270 отдельных счетчиков, в настоящее время они могут автоматически собирать информацию в реальном масштабе времени в границах всего университетского городка. Поскольку новая система позволяет заранее определять суммы счетов за электропотребление, они могут составлять планы и формировать бюджет со значительно более высокой точностью. Своевременно поступающие подробные отчеты дают возможность сопоставлять параметры потребления с предыдущими периодами и определять эффективность реализации графиков управления энергопотреблением.  

Так как имеющаяся система учета дает подробную информацию об энергопотреблении объекта, мощности, перепаде напряжений и других показателях, специалисты, работающие в Дьюке, могут точно определить объемы роста, с которыми способна справиться каждая из подстанций, и выполнить точное обоснование новых проектов. Принимая во внимание программу активного строительства, в соответствии с которой за истекшее десятилетие было сооружено 14 новых зданий, Служба энергоснабжения теперь имеет возможность упреждающего планирования с учетом будущего роста.

03.06.2003

Версия для печати