Экспертные системы в энергоаудите

Энергосбережение относится к числу высших приоритетов государственной энергетической политики на всю обозримую перспективу. Это связано с тем, что десятилетия неэффективного использования энергоресурсов создали в России огромный неиспользованный потенциал энергосбережения, достигающий, по разным оценкам от 35% до 45% всего современного энергопотребеления страны [1].

Основная функция экспертных систем (ЭС) заключается в выполнении экспертизы, генерировании и обосновании рациональных смысловых решений неформализованных задач предметной области. ЭС предназначенная для энергоаудита является статической, т.е. за время решения задачи входные данные лишь уточняются.

Выделяют следующие этапы работы ЭС при энергоаудите:

1. Составление и внесение в ЭС энергетической карты предприятия. На этом этапе определяются все используемые источники энергии, все входные потоки и их мощность, выделяются все отдельные энергопотребляющие и вспомогательные объекты (отдельные агрегаты, технологические линии и т.п.);
2. Ранжирование полученных объектов по приоритетам в исследовании. Единственным прямым критерием этого является наибольшая возможная экономия энергии. Однако, учитывая неточность этого критерия можно использовать косвенные, например, энергопотребление объектов. Еще один способ ранжирования – использование экспертных оценок профессиональных энергоаудиторов, заложенных на этапе разработки ЭС.
3. Исходя из полученных в п.2. приоритетов, необходимо перейти к составлению энергетического баланса наиболее важного объекта. На начальном этапе баланс должен быть составлен с той глубиной, которая позволяет выявить наиболее очевидные места экономии. Для определения методов энергосбережения можно воспользоваться стандартными решениями, заложенными при проектировании ЭС (например, использование частотных преобразователей, повышение теплоизоляции, вторичное использование отводящихся высокоэнергетических выбросов и т.п.). Для составления энергетического баланса можно воспользоваться прямыми методами измерения, если объект оборудован тепло-электросчетчиками и т.п. или аналитическими методами.
4. После того как для первого объекта были выявлены основные способы, позволяющие уменьшить энергопотребление, необходимо оценить экономический эффект и окупаемость. Поскольку ЭС эту задачу выполнить точно не сможет, нужно воспользоваться эмпирическими или экспертными оценками.
5. Далее необходимо провести процедуру переранжирования с учетом внесенных изменений и повторить п.4.

Таким образом, ЭС циклически решает сходные задачи до тех пор, пока подход «снизу» себя не исчерпает. Далее она переходит к анализу предприятия (его чести) «сверху».

Данный период ее работы характеризуется использованием правил, позволяющих оптимизировать всю энергетическую сеть предприятия в целом, не рассматривая оптимизацию отдельных ее объектов. Все правила должны быть заложены при проектировании ЭС.

Например, в приложении к электросетям существует такое правило: чем больше напряжение в сети, тем меньше потерь линии. Исходя из этого можно заключить, что если предприятие достаточно протяженное, и понижающая подстанция 35/10 кВ отстоит от главного объекта энергопотребления на значительное расстояние то имеет смысл ее перенести ближе к объекту. Реальная эффективность данного мероприятия проверена опытным путем.

Еще одной задачей при оптимизации электросети «в целом» является правильный подбор и расстановка конденсаторных установок для компенсации реактивной мощности. Данную задачу можно отнести к разряду неформализованных.

Периоды оптимизации «сверху» и «снизу» должны чередоваться. Таким образом, в целом задача энергоаудита носит итерационный характер. Например, при подходе «сверху» была выявлена необходимость уменьшения гидросопротивления водоподводящей сети, что повлекло за собой при анализе «снизу» замену насоса на менее мощный.