ШКОЛА ТЕПЛОПУНКТАБиблиотека


Д. Л. Анисимов

Введение в общую теорию учета энергоносителей


Ранее опубликовано:
Коммерческий учет энергоносителей. Материалы XVI Международной научно-практической конференции /
Под ред. В. И. Лачкова — СПб.: Борей-Арт, 2002. С.114

Данная статья является очередной попыткой [1,2] подвести некую теоретическую базу под учет — именно учет, а не измерения! — энергоносителей. Не секрет, что, хотя сегодня различие между двумя этими понятиями признано уже практически официально [3], о первом из них мы все еще можем говорить лишь «умозрительно», т.е., без опоры на какую бы то ни было строгую теорию и терминологию. Результат (или, наоборот, причина?) таков: все понимают, что «учет» и «измерения» — это разное, но не все осознают «взаимоотношение» между ними. Ниже автор излагает свою точку зрения на данную проблему и надеется, что она — точка — будет воспринята и развита другими теоретиками и практиками сферы учета.


«Не выливай свои деньги в трубу — установи теплосчетчик!» — вот каким был лозунг «первой пятилетки российского энергоучета»! В то же время, умные люди всегда понимали следующее. Если использование приборов учета помогает избежать необоснованных платежей, то реальная экономия собственно энергоресурсов достигается путем проведения мероприятий по управлению энергопотреблением, среди которых может быть и внедрение технических средств регулирования. В конечном же итоге снова экономятся денежные средства потребителя, что более значимо для последнего, нежели абстрактные рассуждения об эффективности использования энергоресурсов; при этом важно то, что потребитель сам может активно воздействовать на увеличение процента такой экономии. Взаимосвязь и взаимозависимость задач учета и управления будут показаны ниже, пока же речь будет идти только лишь об учете.

Впрочем, сам «учет без сбережения» всегда давал такой финансовый эффект, что его становившиеся достоянием широкой общественности факты стимулировали широкое, осознаваемое на обыденном уровне и потому достаточно стихийное, т.е. происходившее даже без заметного директивного влияния государственных органов, внедрение средств учета энергоносителей. Затем в игру вступили правительства всех уровней со своими программами, тендерами и т.п. И вот уже сегодня мы можем утверждать, что к настоящему времени накоплен богатый практический опыт учета тепловой энергии. В этом убеждает и то количество предприятий, которые производят соответствующие устройства — теплосчетчики, тепловычислители, расходомеры, и то количество средств измерений, которые внесены в Государственный реестр и в списки приборов, допущенных к применению на узлах коммерческого учета Главгосэнергонадзором.

При ближайшем рассмотрении, однако, становится очевидным, что, несмотря на столь широкое практическое распространение, учет тепловой энергии и неразрывно связанные с ним вопросы управления ее использованием довольно слабо проработаны теоретически: по крайней мере, в специализированной литературе встречается довольно мало упоминаний о разработанных и тем или иным образом стандартизованных общих или частных концепциях, моделях, методах организации учета, способных реализовать все его аспекты. Последние, кстати, также до сих пор четко не сформулированы. Попробуем восполнить этот пробел, и начнем не с измерений, как это «принято», а непосредственно «от печки». Итак, ...


При организации учета тепла (или тепловой энергии?) преследуется ряд целей и решается ряд практических задач [4], наиболее важными и очевидными из которых являются:

  • обеспечение точного и справедливого порядка расчетов между потребителем тепла и энергоснабжающей организацией за счет точного измерения реальных параметров теплопотребления;
  • обеспечение работоспособности оборудования систем теплоснабжения и теплопотребления и своевременного обнаружения и устранения его неисправностей путем предоставления потребителю и поставщику тепловой энергии оперативной и статистической информации о режимах работы данных систем;
  • стимулирование потребителя и поставщика энергии к проведению энергосберегающих мероприятий и внедрению технологий энергоресурсосбережения.

Не вызывает сомнений, что для потребителей энергии главным стимулятором внедрения средств учета является предоставляемая последними возможность финансовых расчетов с поставщиком только за действительно использованные ресурсы по их реальному качеству. Не секрет, что последнее из-за неудовлетворительного состояния тепловых сетей и оборудования источников теплоты, а также в силу влияния топливно-энергетического кризиса зачастую оставляет желать лучшего. В то же время, при отсутствии организованного у потребителя учета он в любом случае расплачивается не за фактически потребленное, а за некое «абстрактное» тепло, т.е. за то количество энергии, какое он должен был бы получить при определенных стандартизованных (идеализированных) условиях. Практический опыт учета однозначно свидетельствует о модуле и знаке различия этих двух характеристик потребления — идеальной (нормативной) и реальной.

Впрочем, несправедливо было бы утверждать, что единственным виновником описанного состояния дел является поставщик или производитель энергии, т.к., вообще-то, помимо «качества энергоснабжения» стоит говорить и о «качестве энергопотребления». Отсюда возвращаемся к сформулированному выше тезису о том, что учет формирует должное отношение к порядку эксплуатации теплотехнического оборудования и использованию тепла и теплоносителя как у поставщика, так и у потребителя, стимулируя как того, так и другого к проведению энергосберегающих мероприятий и внедрению энергосберегающего оборудования и технологий. При отсутствии учета все это не имело бы смысла, т.к. результаты любой деятельности в данном направлении не могли бы быть оценены ни с точки зрения сбережения энергоресурсов, ни с точки зрения сбережения денежных средств потребителя.

Теперь, когда с целями и задачами все ясно, перейдем к практике реализации последних. Известно, что учет тепловой энергии осуществляется при помощи технических средств соответствующего назначения: аппаратных, программных, аппаратно-программных. Очевидно, что для решения задач учета такие средства должны выполнять функции измерения параметров, характеризующих отпуск или потребление энергии и энергоносителя, а также функции обработки результатов измерений «в интересах учета» (смысл последнего понятия будет пояснен ниже). В то же время необходимость информационного обеспечения субъектов учета, а также территориально-распределенный характер энергосистем предъявляют к данным средствам требования, характерные для элементов информационных систем, а взаимосвязанность задач учета энергоиспользования с задачами управления энергопотреблением предполагает обеспечение возможностей развития структур учета в структуры управления. Таким образом, на основе даже таких кратких рассуждений можно выделить следующие реальные аспекты организации учета:

  • измерительный (обеспечение всех элементов структур учета первичной информацией о параметрах физических процессов в теплоэнергосистемах);
  • процедурный (обработка и результатов измерений в интересах решения задач учета);
  • информационный (организация информационного взаимодействия элементов структур учета);
  • эволюционный (обеспечение возможности развития структур учета, в том числе и в направлении внедрения средств активного управления энергопотреблением).

Результаты изучения существующей нормативно-технической документации и научно-технической литературы по вопросам учета тепловой энергии позволяют утверждать, что другими авторами попыток рассматривать его с такой точки, точнее — точек — зрения не предпринималось. С другой стороны, весь современный опыт учета можно рассмотреть в рамках именно подобной концепции.

Измерительный и процедурный аспекты. Можно утверждать, что наиболее очевидным из аспектов организации учета является аспект выполнения измерений: в самом деле, в обыденном сознании даже сами понятия «учет» и «измерения» в определенной степени синонимичны, связаны с представлением характеристик или параметров объекта учета в виде, пригодном для восприятия человеком или дальнейшей обработки при помощи технических средств.

Но, если под измерениями тепловой энергии понимать процесс, конечным результатом которого является получение значений соответствующего физического параметра с известной погрешностью, то учет, как таковой, не ограничивается одними лишь измерениями. Результаты последних должны быть обработаны и представлены в виде, пригодном не только для проведения дальнейшего анализа режимов теплопотребления, но и для «бухгалтерских расчетов»; более того, в определенных случаях и сами методики измерений могут быть упрощены, вплоть до сведения к оценке. Вот здесь и возникает процедурный аспект организации учета, суть которого состоит в подготовке, обработке и трактовке результатов измерений «в интересах учета».

Что здесь имеется в виду? Автор (да и не только он) видит отличие «просто» измерений тепловой энергии от ее измерений «для учета» в том, что первые основаны на физически обоснованных математических зависимостях и характеризуются реально оцениваемыми погрешностями. Во втором случае в измерительные алгоритмы могут быть введены «договорные» члены (формулы, условия), т.е. величины, реально не измеряемые, но характеризующие те или иные — важные с точки зрения обеспечения корректности расчетов за потребленное тепло — параметры. Во-вторых, результаты измерений могут использоваться при реализации других математических или логических алгоритмов или преобразовываться в вид, определенный соглашением между использующими учет сторонами, причем форма такого преобразования может меняться в темпе процесса измерений при переходе им неких определенных граничных условий (диапазоны измерений, графики теплоснабжения и т.п.). В любом случае при введении в алгоритмы измерений условий, формул, констант, связанных с необходимостью тем или иным образом трактовать результаты измерений, следует говорить об алгоритмах учета. Автор считает, что введение такого понятия позволит упорядочить многие вопросы, которые сегодня традиционно связывают именно с измерениями.

Информационный и эволюционный аспекты учета. Вопросы, связанные с измерительным и процедурным аспектами учета, замыкаются, как правило, на получении цифр отпуска или потребления тепловой энергии — другими словами, способ дальнейшего восприятия и использования этих цифр кем или чем бы то ни было не рассматривается. Между тем, т.к. результатом — он может быть как промежуточным, так и конечным — учета тепловой энергии является некий набор представленных в том или ином виде данных, то любой процесс измерений или учета должен иметь «интерфейс» между самим собою и процессом, использующим его результаты впоследствии. Для этого информация, полученная в результате измерений, должна быть определенным образом организована: структурирована, идентифицирована и, возможно, передана на расстояние — тогда ее смогут использовать различные логические объекты (процессы), возможно, территориально распределенные. В этом и заключается информационный аспект учета, который в современной практике неосознанно сводится лишь к вопросам передачи данных (типа «а какой у вас RS..?»).

Следует отметить, что вышеупомянутая возможность использования информации, получаемой и/или хранимой определенным логическим процессом, другими процессами структуры учета позволяет организовывать распределенные измерительные системы, применение которых позволило бы снять, например, такой спорный вопрос измерений тепловой энергии у потребителя, как определение в соответствующих алгоритмах ряда параметров источника теплоты.

Информационный аспект учета напрямую связан также и с решением задач рационального энергоиспользования и управления энергопотреблением. Именно наличие комплекса необходимой формализованной информации, которая может быть передана и обработана вне локального пункта измерений, позволяет анализировать ситуацию с состоянием теплотехнического оборудования и протекающие в нем или под его контролем процессы. В результате данного анализа могут быть приняты решения о необходимости и средствах изменения названных ситуации и состояния в ту или иную сторону теми или иными средствами, например, путем воздействия на соответствующие установки, системы, исполнительные механизмы средств регулирования и т.п.

Итак, мы снова возвращаемся к тому, что учет тепловой энергии и управление ее потреблением есть вещи, неразрывно связанные. Не повторяясь в доказательствах, выразим здесь ту точку зрения, что установка приборов учета вообще не должна окупаться сама по себе, в отрыве от всего комплекса мер по энергосбережению. Самой же действенной из всех этих мер является, наверное, регулирование или — управление энергопотреблением. И здесь интересно вот что. С одной стороны, автоматическое регулирование и управление теоретически является совершенно отдельной задачей, традиционно реализуемой посредством собственного алгоритмического и программного обеспечения. С другой стороны, если рассматривать учет, как первый этап эволюционного развития в направлении управления энергопотреблением, важно заранее знать, насколько возможны и целесообразны взаимосвязь и взаимопроникновение алгоритмов и моделей этих двух составляющих энергосбережения или, по-другому, какую специфику привносит в организацию учета перспектива названного развития? Вот здесь и «всплывает» эволюционный аспект учета, суть которого — в «проработке зон пересечения» учета и регулирования или, если угодно, в создании моделей регулирования, использующих данные учета, и в создании моделей учета, готовых предоставлять данные для регулирования.

Вот, собственно, и все. Или пока все: ведь после написанного логично было бы перейти к определению терминов, класификациям технических средств, обзору алгоритмов измерений и алгоритмов учета, введению информационных моделей и протоколов — и т.д., и т.п. Все это вместе и образовало бы общую теорию учета, но обо всем этом еще нужно думать и думать. Пока же сказанного хватает, чтобы сформулировать такие чисто практические тезисы:

  • учет и измерения — это не одно и то же, измерения — это лишь основа учета, а средство измерения — это лишь функциональная часть прибора или системы учета [и если уж идти дальше, в сторону ГОСТов и Правил, то измерениями должен заниматься Госстандарт, а учетом — Госэнергонадзор на основе наработок Госстандарта];
  • информационный аспект учета не замыкается на одной только физической передаче никому ничего не говорящих кодов — должны продумываться и стандартизовываться и структура систем передачи, и назначение, и форматы данных, и способы их кодирования, и многое-многое другое [пролистайте любую книжку по телемеханике или информационным системам, станет понятно, о чем идет речь];
  • управление энергопотреблением — это не настолько уж отдельная от учета задача, чтобы не думать об ее решении на стадии проектирования системы учета.

«Намеченную» здесь теорию, а также каждый из приведенных в конце статьи тезисов мы попытаемся раскрыть глубже на последующих конференциях «Коммерческий учет энергоносителей».


ЛИТЕРАТУРА

  1. Д. Л. Анисимов. О некоторых концептуальных проблемах организации учета тепловой энергии. Энергосбережение и проблемы энергетики Западного Урала № 1(4), 2000 г.
  2. Д. Л. Анисимов. О концептуальной модели организации учета тепловой энергии. Коммерческий учет энергоносителей (материалы XI Международной научно-практической конференции) / Сост. В. И. Лачков — СПб.: Политехника, 2000. С.66
  3. Э. Г. Звенигородский, С. М. Лебедев. И снова о ГОСТе. Коммерческий учет энергоносителей (материалы XV Международной научно-практической конференции) / Сост. В. И. Лачков — СПб.: Борей-Арт, 2002. С.197