БИБЛИОТЕКА «ТЕПЛОПУНКТА»

Д. Л. Анисимов
Введение в общую теорию учёта энергоносителей

(Ранее опубликовано:
Коммерческий учёт 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 учёт — именно учёт, а не измерения! — энергоносителей. Не секрет, что, хотя сегодня различие между двумя этими понятиями признано уже практически официально [3], о первом из них мы всё ещё 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 «учёт» 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 учёта.

«Не выливай свои деньги в трубу — установи теплосчётчик!» — вот каким был лозунг «первой пятилетки российского энергоучета»! В то же время, умные люди всегда понимали следующее. Если использование приборов учёта 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 учёта и управления будут показаны ниже, пока же речь будет идти только лишь об учёте.

Впрочем, сам «учёт 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 учёта 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 учёта тепловой энергии. В этом убеждает и то количество предприятий, которые производят соответствующие устройства — теплосчётчики, тепловычислители, расходомеры, и то количество средств измерений, которые внесены в Государственный реестр и в списки приборов, допущенных к применению на узлах коммерческого учёта Главгосэнергонадзором.

При ближайшем рассмотрении, однако, становится очевидным, что, несмотря на столь широкое практическое распространение, учёт тепловой энергии и неразрывно связанные с ним вопросы управления её 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 учёта, способных реализовать все его аспекты. Последние, кстати, также до сих пор четко не сформулированы. Попробуем восполнить этот пробел, и начнём не с измерений, как это «принято», а непосредственно «от печки». Итак, ...

При организации учёта 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 расчётов между потребителем тепла и энергоснабжающей организацией за счёт точного измерения реальных параметров теплопотребления;
• обеспечение работоспособности оборудования систем теплоснабжения и теплопотребления и своевременного обнаружения и устранения его неисправностей путём 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 учёта является предоставляемая последними возможность финансовых расчётов 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 учёта он в любом случае расплачивается не за фактически потреблённое, а за некое «абстрактное» тепло, т.е. за то количество энергии, какое он должен был бы получить при определенных стандартизованных (идеализированных) условиях. Практический опыт учёта 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 учёт 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 учёта 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 учёт тепловой энергии осуществляется при помощи технических средств соответствующего назначения: аппаратных, программных, аппаратно-программных. Очевидно, что для решения задач учёта такие средства должны выполнять функции измерения параметров, характеризующих отпуск или потребление энергии и энергоносителя, а также функции обработки результатов измерений «в интересах учёта» (смысл последнего понятия будет пояснен ниже). В то же время необходимость информационного обеспечения субъектов учёта, а также территориально-распределенный характер энергосистем предъявляют к данным средствам требования, характерные для элементов информационных систем, а взаимосвязанность задач учёта энергоиспользования с задачами управления энергопотреблением предполагает обеспечение возможностей развития структур учёта в структуры управления. Таким образом, на основе даже таких кратких рассуждений можно выделить следующие реальные аспекты организации учёта:

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

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

Измерительный и процедурный аспекты. Можно утверждать, что наиболее очевидным из аспектов организации учёта является аспект выполнения измерений: в самом деле, в обыденном сознании даже сами понятия «учёт» и «измерения» в определенной степени синонимичны, связаны с представлением характеристик или параметров объекта учёта 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 учёт, 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 расчётов»; более того, в определённых случаях и сами методики измерений могут быть упрощены, вплоть до сведения к оценке. Вот здесь и возникает процедурный аспект организации учёта, суть которого состоит в подготовке, обработке и трактовке результатов измерений «в интересах учёта».

Что здесь имеется в виду? Автор (да и не только он) видит отличие «просто» измерений тепловой энергии от ее измерений «для учёта» 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 расчётов 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 учёт сторонами, причём 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 учёта. Автор считает, что введение такого понятия позволит упорядочить многие вопросы, которые сегодня традиционно связывают именно с измерениями.

Информационный и эволюционный аспекты учёта. Вопросы, связанные с измерительным и процедурным аспектами учёта, 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 — учёта тепловой энергии является некий набор представленных в том или ином виде данных, то любой процесс измерений или учёта 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 её смогут использовать различные логические объекты (процессы), возможно, территориально распределённые. В этом и заключается информационный аспект учёта, 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 определённым логическим процессом, другими процессами структуры учёта 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 учёта 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 нём 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 учёт тепловой энергии и управление её потреблением есть вещи, неразрывно связанные. Не повторяясь в доказательствах, выразим здесь ту точку зрения, что установка приборов учёта 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 учёт 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 учёта перспектива названного развития? Вот здесь и «всплывает» эволюционный аспект учёта, суть которого — в «проработке зон пересечения» учёта и регулирования или, если угодно, в создании моделей регулирования, использующих данные учёта, и в создании моделей учёта, готовых предоставлять данные для регулирования.

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

• учёт и измерения — это не одно и то же, измерения — это лишь основа учёта, а средство измерения — это лишь функциональная часть прибора или системы учёта [и если уж идти дальше, в сторону ГОСТов и Правил, то измерениями должен заниматься Госстандарт, а учётом — Госэнергонадзор на основе наработок Госстандарта];
• информационный аспект учёта 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 чём идет речь];
• управление энергопотреблением — это не настолько уж отдельная от учёта задача, чтобы не думать об её решении на стадии проектирования системы учёта.

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

ЛИТЕРАТУРА

1. Д. Л. Анисимов. О некоторых концептуальных проблемах организации учёта тепловой энергии. Энергосбережение и проблемы энергетики Западного Урала № 1(4), 2000 г.
2. Д. Л. Анисимов. О концептуальной модели организации учёта тепловой энергии. Коммерческий учёт 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 учёт энергоносителей (материалы XV Международной научно-практической конференции) / Сост. В. И. Лачков — СПб.: Борей-Арт, 2002. С.197

К списку статей