Мониторинг и таргетинг энергии (M&T) — это метод энергоэффективности, основанный на стандартной аксиоме управления , гласящей, что «невозможно управлять тем, что нельзя измерить». Методы M&T предоставляют менеджерам по энергоснабжению обратную связь по методам эксплуатации, результатам проектов по управлению энергией и указания по уровню потребления энергии, который ожидается в определенный период. Что важно, они также дают раннее предупреждение о неожиданном избыточном потреблении, вызванном неисправностями оборудования, ошибками оператора, нежелательным поведением пользователя, отсутствием эффективного обслуживания и т. п.
В основе M&T лежит определение нормальных соотношений между потреблением энергии и соответствующими движущими факторами (оборудованием HVAC, производственными мощностями, погодой, занятостью, доступным дневным светом и т. д.), а цель состоит в том, чтобы помочь руководителям предприятий:
Конечная цель — снизить затраты на энергию за счет повышения энергоэффективности и контроля управления энергопотреблением. Другие преимущества обычно включают повышение эффективности использования ресурсов , улучшение бюджетирования производства и сокращение выбросов парниковых газов (ПГ) .
M&T — это устоявшаяся методика, которая впервые была запущена как национальная программа в Великобритании в 1980 году и с тех пор распространилась по всей Европе. Эти методики сейчас [ когда? ] также быстро развиваются в Америке. [ необходима цитата ]
В ходе многочисленных проектов M&T, реализованных с 1980-х годов, был выявлен ряд повторяющихся преимуществ:
Методы мониторинга и таргетинга основаны на трех основных принципах, которые формируют постоянный цикл обратной связи , тем самым улучшая контроль за использованием энергии.
Мониторинг информации об использовании энергии, чтобы установить основу для управления энергией и объяснить отклонения от установленной модели. Его главная цель - поддерживать эту модель, предоставляя все необходимые данные о потреблении энергии, а также определенные движущие факторы , выявленные в ходе предварительного исследования (производство, погода и т. д.) [2]
Последний принцип — это тот, который позволяет осуществлять постоянный контроль за использованием энергии, достижением целей и проверкой экономии: отчеты должны быть предоставлены соответствующим менеджерам. Это, в свою очередь, позволяет принимать решения и предпринимать действия для достижения целей, а также подтверждать или отрицать, что цели были достигнуты.
Прежде чем внедрять сами меры M&T, необходимо выполнить несколько подготовительных шагов. Прежде всего, необходимо определить основных потребителей энергии на объекте. Как правило, большая часть потребления энергии сосредоточена в небольшом количестве процессов, таких как отопление или определенное оборудование . Обычно для этого требуется определенное обследование здания и оборудования, чтобы оценить уровень их потребления энергии.
Также необходимо оценить, какие еще измерения потребуются для надлежащего анализа потребления. Эти данные будут использованы для составления графика потребления энергии: это базовые факторы, которые влияют на потребление, часто производство (для промышленных процессов) или внешняя температура (для процессов отопления), но могут включать в себя множество других переменных.
После того, как все измеряемые переменные определены и необходимые счетчики установлены, можно приступать к процедурам измерения и контроля.
Первый шаг — компиляция данных с разных счетчиков. Стали доступны недорогие дисплеи обратной связи по энергии. Частота, с которой компилируются данные, варьируется в зависимости от желаемого интервала отчетности, но может составлять от одного раза в 30 секунд до одного раза в 15 минут. Некоторые измерения можно снимать непосредственно со счетчиков, другие необходимо рассчитывать. Эти различные измерения часто называют потоками или каналами.
Измерительные области могут быть дифференцированы на основе моделей потребления здания. Поскольку некоторые здания используют технологии, которые могут существенно влиять на их энергопотребление, важно учитывать эти модели при настройке систем мониторинга. Например, холодильные установки часто имеют определенные периоды охлаждения в течение дня, в то время как производственные технологии могут работать циклично, что приводит к колебаниям спроса на энергию. Эти изменения требуют индивидуального подхода к мониторингу энергии, гарантирующего, что сбор данных соответствует эксплуатационным характеристикам каждого типа здания. Благодаря точному сбору этих моделей можно разработать более эффективные стратегии управления и оптимизации энергопотребления.
Например, здания с обширными потребностями в охлаждении, такие как супермаркеты или хранилища продуктов питания, демонстрируют различные модели потребления энергии с пиками в периоды высокой потребности в охлаждении. Аналогично, производственные предприятия часто имеют циклическое потребление энергии, соответствующее производственным графикам, которые могут значительно различаться от одного типа производства к другому. Понимание этих уникальных моделей потребления имеет решающее значение для внедрения эффективных стратегий мониторинга и таргетинга энергии. [3] [4]
Факторы, влияющие на производительность, такие как выработка или градусо-дни, также представляют собой потоки и должны собираться с интервалами для соответствия.
Затем собранные данные должны быть нанесены на график , чтобы определить общую базовую линию потребления. Показатели потребления наносятся на диаграмму рассеяния в зависимости от производства или любой другой ранее определенной переменной, и определяется наилучшая линия соответствия . Этот график является изображением средней энергетической эффективности предприятия и передает много информации:
Наклон не так часто используется для целей M&T. Однако высокое пересечение по оси Y может означать, что в процессе есть ошибка, из-за которой он использует слишком много энергии без производительности, если только нет особых отличительных особенностей, которые приводят к высоким базовым нагрузкам. С другой стороны, очень разбросанные точки могут отражать другие существенные факторы, влияющие на изменение потребления энергии, помимо того, который был нанесен на график в первую очередь, но это также может быть иллюстрацией отсутствия контроля над процессом.
Следующий шаг — отслеживание разницы между ожидаемым потреблением и фактическим измеренным потреблением. Одним из наиболее часто используемых для этого инструментов является CUSUM , который является КУМУЛЯТИВНОЙ СУММОЙ разниц. Это заключается в первом вычислении разницы между ожидаемыми и фактическими показателями ( предварительно идентифицированная линия наилучшего соответствия и сами точки).
Затем CUSUM можно построить в зависимости от времени на новом графике, который затем предоставит больше информации специалисту по энергоэффективности. Дисперсии, разбросанные вокруг нуля, обычно означают, что процесс работает нормально. Заметные вариации, постоянно увеличивающиеся или уменьшающиеся , обычно отражают изменение условий процесса.
В случае графика CUSUM наклон становится очень важным, так как он является основным индикатором достигнутой экономии . Наклон, постоянно идущий вниз, указывает на постоянную экономию . Любое изменение наклона указывает на изменение в процессе. Например, на графике справа первый раздел не показал никакой экономии. Однако в сентябре (начало желтой линии) должно быть были реализованы меры по повышению энергоэффективности, так как экономия начала происходить. Зеленая линия указывает на увеличение экономии (так как наклон становится круче), тогда как красная линия должна отражать изменение в процессе, произошедшее в ноябре, так как экономия немного снизилась.
Специалисты по энергоэффективности в сотрудничестве с управляющими зданиями расшифруют график CUSUM и определят причины, приводящие к изменениям в потреблении. Это может быть изменение поведения , модификация процесса, различные внешние условия и т. д. Эти изменения необходимо отслеживать, а причины определять, чтобы поощрять и улучшать хорошее поведение и препятствовать плохому.
После того, как базовая линия установлена и причины колебаний потребления энергии выявлены, настало время установить цели на будущее. Теперь, имея всю эту информацию на руках, цели становятся более реалистичными, поскольку они основаны на фактическом потреблении здания. Целеполагание состоит из двух основных частей: меры, до которой может быть снижено потребление, и временных рамок, в течение которых будет достигнуто сжатие.
Хорошей начальной целью является наилучшая линия соответствия, определенная на этапе 2. Эта линия представляет среднюю историческую производительность. Таким образом, поддержание всего потребления ниже или на уровне исторического среднего является достижимой целью, но остается сложной задачей, поскольку это подразумевает устранение пиков высокого потребления.
Некоторые компании, по мере улучшения своего энергопотребления, могут даже решить снизить свою среднюю производительность до исторического максимума. Это считается гораздо более сложной целью. [5]
Это возвращает нас к шагу 1: измерение потребления. Одной из особенностей M&T является то, что это непрерывный процесс, требующий постоянной обратной связи для последовательного улучшения производительности. После того, как цели установлены и желаемые меры реализованы, повторение процедуры с самого начала гарантирует, что менеджеры знают об успехе или неудаче мер, и могут затем принять решение о дальнейших действиях.
Примером с некоторыми функциями приложения M&T является ASU Campus Metabolism , который предоставляет данные о потреблении и генерации энергии в режиме реального времени и за прошлые периоды для объектов Университета штата Аризона на общедоступном веб-сайте. [6] Многие коммунальные службы также предлагают клиентам услуги мониторинга интервалов подачи электроэнергии. Xcel Energy является примером коммунальной компании, принадлежащей инвестору, которая предлагает своим клиентам услуги мониторинга электроэнергии и природного газа под названием продукта InfoWise от Xcel Energy [7] , который администрируется Power TakeOff, [8] сторонним партнером. [9]
