text z občasníku TecoInfo

Regulace spotreby
Text c lanku je v doslovnem zní nı prevzat z firemnıho obc asnıku TecoInfo
spolec nosti Teco a.s.
REGULA TORY SPOTREBY
Podrobne pojednanıo regulaci spotr eby bylo otistč no v Roc ence ELEKTRO’96 (FCC Public,
Praha 1995). Se souhlasem vydavatele uvadı
me nč ktere pasaz e z tohoto textu v rozsı
r ene a
pr epracovane podobč .
Proc regulovat spotrebu?
Velke energeticke zdroje (tepelne a jaderne elektrarny) se jen obtı
z nč reguluji, Pro
elektrorozvodnou sı
ý jsou proto nez adoucıvelke vykyvy ve spotr ebč , R esenı
m je regulace na
stranč spotr eby, Rozvodne spolec nosti se snaz ımotivovat sve odbč ratele na planovane m,
pokud moz no plynule m a rovnomč rne m odbč ru elektricke energie. Slouz ık tomu pomč rnč
komplikovany tarifnısyste m. Pro kaz de ho velkoodbč ratele je smluvnč dohodnut prubč h
spotr eby v prubč hu dne, jako podklad pro dlouhodobe planovani dodavky.
Aniz bychom zabı
hali do zbytec nych detailu, popı
seme pravidla pro nejrozsı
r enč jsı
tr ı
du "str ednı
ch velkoodbč ratelu", po kterych je poz adovano dodrz enırovnomč rne spotr eby v
"pasmu vysoke ho tarifu", t.j. v dobč ktera se zhruba kryje s rannıa odpoledni smč nou vč tsiny
provozu. Spotr eba se mč r ıv ramci c tvrthodinovych intervalu. Uvnitr intervalu muz e mı
t
spotr eba libovolny prubč h, celkova c inna prace vsak nesmi pr ekroc it c tvrthodinove
maximum, t.j. c tvrtinu hodnoty smluvnč dohodnute , jako technicke maximum. V podstatč to
pr edstavuje poz adavek na nepr ekroc enıdohodnute hodnoty prumč rne ho pr ı
konu, mč r ene ho a
vypoc ı
tavane ho ve c tvrthodinovych intervalech.
Za pr ekroc enıc tvrthodinove ho maxima je odbč ratel tvrdč penalizovan. Odbč ratele se
proto jistıdohodnutı
m vyssıhodnoty technicke ho maxima. Ani ta vsak nenızadarmo vyznamna sloz ka platby je totiz ňmč rna hodnotč smluvnč dohodnute ho technicke ho maxima,
jako motiv proti nasmlouvanınerealnč vysokych hodnot, nepr ı
mo je tak odbč ratel
penalizovan i za jejich nevyc erpanı
. Pro velke odbč ratele platısloz itč jsıpravidla. Rozlisujıse
tr i tarifnıpasma bč hem dne (nı
zky, vysoky a spic kovy tarif), je tr eba dodrz ovat dennı
odbč rove diagramy, pr izpusobit se rez imu regulac nı
ch stupn u, pr ı
padnč respektovat
individualnč dohodnuta pravidla.
Pokud je energetik odkazan jen na sve regulac nızasahy, musısi ponechat pomč rnč
velkou rezervu a jeho odbč rnırez im byva od optimalnı
ho znac nč vzdaleny. Podstatnč lepsı
vysledky dokaz e zajistit kvalitnıregulator spotr eby ("regulator c tvrthodinove ho maxima").
Ten na nezbytnč nutnou dobu a podle zvolenych pravidel automaticky odpojuje spotr ebic e
nebo omezuje jejich spotr ebu, v krajnı
m pr ı
padč z ada o ruc nızasah. S kvalitnı
m regulatorem
lze vyznamnč snı
z it hodnotu smluvnı
ho technicke ho maxima a bezpec nč ji dodrz et.
Financ nıňspory dosaz ene regulatorem spotr eby byvajıpr ekvapivč vysoke (c asto v
r adu desı
tek az stovek tisı
c Kc mč sı
c nč ), takz e navratnost investice do regulatoru (a obvykle
i do nutne zmč ny rozvodu) byva jen nč kolik mč sı
cu. Vyznamnym (a vı
tanym) vedlejsı
m
ňc inkem je soubor detailnı
ch informacıo spotr ebč , o jejı
m prubč hu a tak nepr ı
mo i o
fungovanıa efektivnosti firmy.
Me renıvy konu a pra ce
Nejc astč ji mč r ıregulatory c innou (nč kdy navı
c i jalovou) praci c ı
tanı
m impulsu z
vysı
lacı
ch elektromč ru. Poc et impulsu, nasobeny konstantami elektromč ru (nasobı
cıa dč licı
strana 1
Regulace spotreby
faktor) a mč r icı
ch pr evodnı
ku (pr evody napč ýovych a proudovych transformatoru) urc uje
mnoz stvıelektricke prace (c inne nebo jalove ). Prumč rnou hodnotu vykonu za sledovany
c asovy ňsek zı
skame dč lenı
m spotr ebovane prace de lkou c asove ho ňseku. Obvykle postac uje
prumč rny vykon, mč r eny za dobu desı
tek sekund (typicky 10 az 40 s), vyjimec nč za kratsı
interval. Nejmensımč r itelnou hodnotou okamz ite ho vykonu je c as mezi impulsy z
elektromč ru. Nč ktere regulatory pouz ı
vajıpr ı
me mč r enı
. K pr ı
stroji se pak pr ipojujıtr i
fazove vodic e, nulovy vodic a vyvody z proudovych mč r icı
ch transformatoru nebo z
proudovych sond).
Me renı ctvrthodinovůho intervalu
Pro regulaci spotr eby je dulez ite , aby c tvrthodinovy interval, se kterym pracuje
regulator byl stejnč dlouhy, jako interval, za ktery vyhodnocuje dodavatel sve c tvrthodinove
maximum, a aby byl s nı
m synchronnı- i za cenu, z e mč r enıdodavatele je me nč pr esne , nez
muz e zajistit regulator. Proto regulatory pr ijı
majı"c tvrthodinovy impuls" a synchronizujıs
nı
m svuj algoritmus.
Tradic nč dodavatel odmč r uje c tvrthodiny mechanickym c asovym spı
nac em, novč jsı
elektronicke pr ı
stroje obsahujıobvod generatoru pr esne ho c asu, jehoz ňdaj muz e byt
korigovan povelem dalkove ho ovladanıpo rozvodne sı
ti (HDO). Nč ktere regulatory obsahujı
vlastni c asovy obvod. Mohou tedy spolehlivč pracovat i pr i vypadku impulsu od dodavatele,
pr ı
padnč mohou rozpoznat a hlasit chybu. Moz nost synchronizovat c as se signalem
jednotne ho evropske ho c asu (DCF-77) se zatı
m patrnč nevyuz ı
va.
Typy ovla dany ch spotrebicu
Pro automatickou regulaci jsou idealnısetrvac ne spotr ebic e s dlouhou c asovou
konstantou na jejichz funkci a efektivnost provozu nema kratkodobe odpojenıvyznamny
vliv, ani je neposkozuje (elektricka topidla, kotle, bojlery, topne kabely, elektricke pece,
susarny, sterilizatory, vyvı
jec e pary, vzduchotechnika a klimatizace, chladı
rny a mrazı
rny,
c erpadla, ventilatory a kompresory, dopravnı
ky).
Cı
m vyssıje podı
l regulovanych spotr ebic u na celkove spotr ebč , tı
m kvalitnč jsıa
stabilnč jsıregulaci lze zajistit, tı
m vč tsı
ch lze dosahnout ňspor. Pomč r by mč l byt vz dy vč tsı
,
nez 1:3 (v krajnı
m pr ı
padč alespon nad 1:4). Je nepr ı
pustne automaticky odpı
nat a opč tnč
zapı
nat pracovnıstroje (napr ı
klad soustruhy, fre zky, pily, lisy, brusky), jer aby, vytahy a jine
dopravnıa manipulac nımechanismy. Je vsak moz ne je ovladat za spoluňc asti obsluhy a pr i
dodrz enıbezpec nostnı
ch pr edpisu.
Nč ktere stroje a technologie nepr ipoustč jıc aste zapı
nanıa vypı
nani. U tč z kych
motoru je kaz dy rozbč h spojen se znac nou energetickou ztratou. Nenıtedy moz ne pr ı
mo je
ovladat jednoduchym regulatorem spotr eby. Pr esto se mohou podı
let na regulaci spotr eby,
ovsem s daleko sloz itč jsı
mi algoritmy, ktere respektujıjejich specifika i poz adavky celku, do
nč hoz jsou zac lenč ny.
Zpusoby ovla da nıspotreby
Regulatory obvykle ovladajısve kanaly dvoupolohovč : vypnout - zapnout. Nč ktere
spotr ebic e lze vsak ovladat spojitč nebo ve vı
ce stupnı
ch, a to i v pr ı
padech kdy je pr ı
me
vypnutınepr ı
pustne (napr . frekvenc nımč nic e). Obdobnč lze napr ı
klad snı
z it pr ı
kon
osvč tlovacı
ch syste mu spojitym snı
z enı
m jasu nebo vypnutı
m urc ite sekce. Vı
cestupn ovy
charakter majıspotr ebic e, sloz ene z nč kolika sekcı(elektricke pece, soustavy topidel a
strana 2
Regulace spotreby
podlahove ho vytapč nı
, osvč tlovacısyste my, chladicızar ı
zenı
), jejich pr ı
kon lze stupn ovitč
redukovat, aniz by bylo nutne je vypı
nat.
U regulovanych pohonu ventilatoru a c erpadel lze redukovat jejich vykon snı
z enı
m
otac ek prostr ednictvı
m frekvenc nı
ho mč nic e nebo regulatoru pohonu (plynulou zmč nou nebo
nespojitč v nč kolika stupnı
ch). Vykon nč kterych stroju nebo linek lze regulovat nepr ı
mo
jejich odlehc enı
m, omezenı
m toku vstupnısuroviny (napr ı
klad u mlynu nebo drtic u toho lze
dosahnout zpomalenı
m nebo vypnutı
m pasove ho dopravnı
ku nebo omezenı
m c i zastavenı
m
dodavky zpracovavane suroviny),
Vz dy vsak zustava soubor spotr ebic u, ktere nejsou regulovany (nelze je regulovat
nebo to nenıňc elne ) bezpec nostnıosvč tlenı
, drobne spotr ebic e v kancelar ı
ch, roztrousene a
nepravidelnč pouz ı
vane spotr ebic e, nepr erusitelne spotr ebic e). Tvor ıpozadıspotr eby ktere ,
ac nenıregulovano, vyznamnč ovlivn uje prubč h a kvalitu regulace tı
m, z e do procesu vnası
prvek nahodnosti a c asove nestalosti (poruchova velic ina).
Aktivnı regulace spotreby
Dosud jsme uvaz ovali o regulaci spotr eby, jako o procesu omezovani pr ı
konu
spotr ebic u - pasivnıregulaci. K regulaci vsak muz eme pr istupovat i aktivnč - spoustč nı
m
energetickych zdroju, zaskokovych generatoru, kogenerac nı
ch agregatu a malych vodnı
ch
elektraren. Ani zde nevystac ı
me se standardnı
m regulatorem spotr eby, protoz e je tr eba
respektovat sloz itč jsısouvislosti, ale tato cesta je velmi slibna.
Vy stupnı kana ly a ovla danů spotrebice
Jen vyjimec nč je c as jedinou velic inou, ktera rozhoduje o aktivitč spotr ebic e (napr . u
osvč tlovacı
ch syste mu). Stav tepelnych spotr ebic u lze s dobrou pravdč podobnosti pr edvı
dat
pr i znalosti jejich c asove ho a teplotnı
ho rez imu a pr i zname m ňdaji o c ase a o teplotč (napr . u
pecıa topidel). C ı
m vı
ce zname r ı
zeny proces a jeho regulator (c ı
m kvalitnč jsımodel si
vytvor ı
me) a c ı
m vı
ce mame informacıo stavu soustavy, tı
m le pe muz eme pr edvı
dat stav v
blı
zke budoucnosti a tı
m le pe lze regulovat spotr ebu. Od tohoto stupnč je jiz blı
zko k situaci,
kdy regulator spotr eby pr ı
mo ovlada celou soustavu (nebo jejıc ast, ktera nejvyznamnč ji
ovlivn uje pr ı
kon).
U velkych skupin spotr ebic u muz e kvalitu regulace zlepsit znalost statistickych ňdaju
o spotr ebč a o jejı
m c asove m prubč hu (na regulovanych kanalech i na pozadı- typicky
prubč h dennıspotr eby technologie, doby svac in a obč da, dopolednıspic ky a odpolednı
ňtlum. I k zı
skanıte to statistiky muz e poslouz it inteligentnıregulator spotr eby.
Nč ktere vystupnıkanaly regulatoru mohou byt vyuz ity jen jako podmı
nka pro
spustč nıspotr ebic e. Za regulatorem spotr eby je pak zar azen logicky modul (nejle pe
programovatelny automat), ktery podle stavu vystupu regulatoru muz e odmı
tnout nebo
pozdrz et poz adavek na zapnutıspotr ebic u.
U cast clove ka
Nč kdy jsou duvody pro ňc ast c lovč ka spı
se subjektivnı(konservativismus,
nedostatec na kvalifikovanost pro vybč r optimalnı
ho regulatoru, neduvč ra v techniku, strach
riskovat, ale mnohdy i obava o ztratu prestiz nı
ho postavenıa dulez itosti, strach z
nahraditelnosti).
V ovladacı
m r etč zci je pak zar azen c lovč k (energetik, technolog, mistr, dč lnı
k),
ktere mu regulator sdč lınutnost omezit spotr ebu. Poz adavek muz e byt zcela adresny,
strana 3
Regulace spotreby
konkretizovan na urc eny spotr ebic nebo skupinu. C lovč k jej muz e bu potvrdit nebo
odmı
tnout. Jindy muz e byt poz adavek nespecifikovany, typu "nč co vypni!". Pro takove
povely nemusımı
t regulator vyhrazeny zvlastnıvystupy. Standardnıvystupnıkanaly, ktere
automaticky ovladajısve spotr ebic e mohou byt navı
c vyuz ity i jako vystraha pro personal,
aby urc ite spotr ebic e nespoustč li, aby dle svych moz nosti omezili spotr ebu, ve vhodne fazi
vypnuli stroj nebo zar adili oddychovou pauzu.
Nenıtr eba zdurazn ovat, z e vysledek bude zavisly na kvalifikaci obsluhujı
cı
ch, na jejich
pravomocı
ch, na angaz ovanosti, na ochotč rozhodovat a riskovat, na jejich loajalnosti s
firmou, ktera muz e byt vyraznč posı
lena vhodnou motivacı- napr . financ nıspoluňc astına
hospodar eni firmy, na ztratach a ziscı
ch.
Alarmovy vy stup
Nč ktere regulatory poskytujınavı
c jestč chybovy vystup (alarm), ktery je sepnut pr i
zjistč nızavaz ne chyby v regulaci a pr i riziku pr ekroc enımaxima. Duvodem muz e byt chyba
mč r enı(vypadek mč r icı
ch nebo c asovych impulsu), diagnostikovana chyba regulatoru,
nezadrz itelnč se blı
zı
cımaximum. Chybovy vystup muz e byt vyuz it jako signalizace k
pr ivolani obsluhy, muz e bezprostr ednč zpusobit odpojenıvyznamnych spotr ebic u (nebo
obojı
).
Algoritmy regulace
Ne vz dy zver ejn uje vyrobce algoritmus sve ho regulatoru. Obvykle platızasada, z e c ı
m
je algoritmus inteligentnč jsıa komplexnč jsı
, tı
m ochotnč ji se s nı
m jeho tvurce pochlubı
.
Ostraz itost doporuc uji u nejlevnč jsı
ch pr ı
stroju, o jejich chovanınezver ejnıvyrobce te mč r
z adne podrobnosti.
Ve struc nosti uvadı
me nejpouz ı
vanč jsıprincipy regulace spotr eby s vč domı
m, z e jsou
hrubč zjednodusene . V realnych vyrobcı
ch se obvykle setkavame s komplexnč jsı
mi
algoritmy, s kombinovanymi pr ı
stupy a strategiemi.
C asova nespojitost, krok regulace
Proces regulace probı
ha v oddč lenych c asovych okamz icı
ch (krocı
ch), aby pr ed
kaz dym rozhodovanı
m byl c as na mč r eni a na rozpoznanıňc inku pr edchozı
ho zasahu.
C lenč nı
m do kroku se omezuje i rychle str ı
danıaktivity kanalu (odpı
nanıa zapı
nani te hoz
kanalu). Interval byva r adovč desı
tky sekund (typicky 30s). Kmitanıvystupu dale omezı
zar azeni pasma necitlivosti, pr ı
padnč hystereze, do rozhodovacı
ho algoritmu.
Rezerva je nutna
Ani ten nejkvalitnč jsıregulator nemuz e za vsech okolnostızaruc it pr esne dodrz enı
nastavene ho maxima. K pr ekroc enıstac ıneplanovane zapnutıvelke ho spotr ebic e tč snč pr ed
koncem c tvrthodiny. Proto se na regulatoru nastavuje hodnota niz sı
, nez je smluvnıtechnicke
maximum. Velikost rezervy je zavisla na typu regulatoru a na charakteru spotr eby.
Hladinovů algoritmy
S hladinovymi algoritmy pracujıjen nejednodussıa nejlevnč jsıregulatory. Je v nich
vyhodnocovana bu c inna prace spotr ebovana od zac atku c tvrthodinove ho intervalu nebo
strana 4
Regulace spotreby
c inny vykon, zprumč rovany za urc ity interval. Obvykle je ovladan jen jediny kanal se
spotr ebic i pr ı
padnč jeden nebo dva kanaly pro vystrahu. Vyznamne je pevne pr ir azenı
vystupnı
ch kanalu k jednotlivym ňrovnı
m (hladinam) sledovane velic iny (prace nebo
vykonu). Na obr.2 je pr ı
klad hladinove ho regulatoru, ktery vyhodnocuje c innou praci ve
c tvrthodinove m intervalu a na obr.3 je obdobny algoritmus, ktery reguluje pr ı
kon (vykonovy
algoritmus). Aktualnıprumč rny vykon je mč r en a poc ı
tan od minule ho kroku a je
porovnavan s hodnotou prumč rne ho c tvrthodinove ho vykonu (c tvrthodinove ho maxima). Ve
sve m dusledku je "pr ı
snč jsı
", nez ostatnıalgoritmy. Za urc itych pr edpokladu a s vyhradami
muz e byt vyuz it jako "omezovac proudu".
obr.3 Vy konovy algoritmus
Sekvencnıalgoritmy
U sekvenc nı
ch algoritmu nenıpevne pr ir azenıudalostıa vystupnı
ch kanalu.
Opakovany vyskyt stejne udalosti (napr . pr ekroc enımeznıprace) postupnč ovlivn uje dalsı
kanaly. Napr ı
klad hladinovy algoritmus dle obr.2 bychom mohli zmč nit na sekvenc nıtak, z e
pr i pr ekroc enıprve hladiny odpojı
me prvy kanal a v nasledujı
cı
ch krocı
ch budeme postupnč
odpı
nat druhy, tr etı
, atd. Na obr.4 je jako pr ı
klad uveden prubč h kompenzac nı
ho algoritmu.
Spoc ı
va v mč r enıc inne prace v ramci c tvrthodinove ho intervalu. Str ednıpr ı
mka popisuje
strana 5
Regulace spotreby
idealnıprubč h spotr eby pr i pr ı
konu, ktery odpovı
da nastavene hodnotč c tvrthodinove ho
maxima. Pokud je c inna prace od zac atku c tvrthodinove ho intervalu vyssı
, nez odpovı
da
idealnı
mu prubč hu (poloha nad pr ı
mkou), je pr ı
kon snı
z en odpojenı
m spotr ebic u na prve m
kanale, pokud je vyssıi v dalsı
m kroku, je odpojen druhy kanal, ...atd. Pokud je naopak prace
niz sı
, nez odpovı
da idealnı
mu prubč hu, je pr ipojen poslednč odpojeny kanal, ...atd.
Popsany postup pr ipomı
na vykonovy algoritmus z obr.3 s tı
m rozdı
lem, z e je zde
regulovan prumč rny pr ı
kon, mč r eny a poc ı
tany v postupnč se prodluz ujı
cı
m intervalu od
zac atku c tvrthodiny. Tı
m je zajistč no, z e ani prace nepr ekroc ıhodnotu c tvrthodinove ho
maxima.
Patrnč nejrozsı
r enč jsıje kompenzac nıalgoritmus s pasmem necitlivosti, ktere je vymezeno
dvojicıpr ı
mek a postupnč se zuz uje ke konci c tvrthodinove ho intervalu - obr.5. Proces
pr ipojovanıa odpı
nanıkanalu se odehrava na hranicı
ch pasma necitlivosti (na zapı
nacıa na
odpı
nacıpr ı
mce). Dusledkem je lepsıstabilita, patrna z porovnanıobr.4. a 5.
Na obr.6 je znazornč n trendovy algoritmus. O pr ipojeni nebo odpojenıvystupnı
ho
kanalu rozhoduje nikoliv podle souc asne spotr eby, ale podle jejı
ho trendu, t.j. podle
pr edpokladane spotr eby na konci c tvrthodiny, vypoc tene ze souc asne spotr eby a souc asne ho
pr ı
konu. Existujıruzne mutace tohoto algoritmu, ktere se lisızpusobem vypoc tu prumč rne ho
vykonu a strategiırozhodovanı
.
strana 6
Regulace spotreby
Jako pr ednost trendove ho algoritmu se obvykle uvadıjeho dopr edny charakter a z nč ho
plynoucı"pr edvı
davost". Situace na obr.6 nas o tom nepr esvč dc ı
, je to vsak jen fiktivnı
pr ı
klad. Pokud zname (nebo muz eme zmč r it aktualnıpr ı
kon na jednotlivych kanalech,
muz eme pouz ı
t algoritmus, ktery volıtakovy postup ovladanıkanalu, aby koncovy bod
dosahl s minimem zmč n, s minimalnı
m omezenı
m spotr eby. Pr ednosti trendove ho algoritmu
se vsak projevıjen za pr edpokladu soustavy s pr evaz nč deterministickym chovanı
m, kde
vykonovy trend je v podstatne mı
r e ovlivn ovan stavem vystupnı
ch kanalu (pr i stale
kombinaci kanalu je staly i trend, nebo se mč nıjen malo).
obr.6 Trendovy algoritmus
Kombinovanů algoritmy
Kvalitnıregulatory spotr eby obvykle pracujıs kombinovanymi algoritmy. Pr iklad
algoritmus pro TECOMAX - 16 je uveden na obr. 7. Na poc atku c tvrthodiny je ponechana
soustava bez regulace po zvolenou dobu (typicky 90s) - vsechny kanaly jsou zapnuty. Tak je
zajistč no, z e kaz dy spotr ebic bude zapnut alespon jednou za c tvrthodinu a jsou potlac eny
zbytec ne akc nızasahy v poc atec nıfazi. Dale je aktivovan kompenzac nıalgoritmus. Pr ed
koncem c tvrthodiny je aktivovan trendovy algoritmus jako rychla ochrana pr ed nahlym
narustem spotr eby. Po celou dobu je aktivnıhladinovy algoritmus, jako pojistka pr ed
pr ekroc enı
m maxima.
strana 7
Regulace spotreby
obr. 7 Algoritmus Tecomax-16
Doplnujıcıpodmınky
Nč kdy je ticha akc nızasahy regulatoru spotr eby vazat na dalsıpodmı
nky. Napr ı
klad v
urc ite dobč nesmč jıbyt nč ktere spotr ebic e automaticky ovladany. U nč kterych je nutne
zajistit urc itou minimalnıdobu nepr etrz ite ho provozu (zajistit dostatec ny pr ı
sun energie pro
spotr ebic ) nebo dodrz et minimalnıinterval mezi okamz iky odpı
nanıa zapı
nanı
. Jindy je
tr eba zajistit, aby vypnuty spotr ebic zustal po stanovenou dobu v klidu. Existujıspotr ebic e,
ktere nesnasejıc aste pr ipojovanıa odpojovanı
. Nč kdy mohou byt dlouhodobč odpojeny
(operativnızalohy) nebo dlouhodobč pr ipojeny (nepr erusovany rez im) nebo se aktivita
spotr ebic u muz e mč nit (operativnč nebo podle c asove ho programu). Dynamicky nebo podle
c asove ho programu se mohou mč nit priority vystupnı
ch kanalu nebo pr ir azenıkanalu a
fyzickych spotr ebic u.
Pro velke odbč ratele se vyplatıvyuz ı
vat tarif s nč kolika pasmy bč hem dne (nı
zky,
vysoky a spic kovy), regulovat spotr ebu podle dennı
ch harmonogramu, podle regulac nı
ch
stupn u nebo podle individualnč dohodnute ho rez imu, nč kdy i operativnč mč nč ne ho bč hem
dne (za dodrz enıspecifickych a nč kdy dost tvrdych poz adavku dodavatele je odbč ratel
zvyhodnč n). Respektovanıdennı
ch harmonogramu vede na dvojity algoritmus, pr i ktere m je
regulovano c tvrthodinove maximum a souc asnč maximalnıhodinova prace.
Nč kdy je tr eba r esit pomč rnč sloz ite rozhodovanıpr i ovladanıvystupu, pr i omezenı
spotr eby na urc ite m kanalu vaz it zisk (ňspora z dodrz enıtechnicke ho maxima) a penalizace
(ztraty) za omezenımnoz stvınebo kvality produkce, ktere z toho mohou vyplyvat. Nč kdy je
levnč jsızaplatit penale za pr ekroc enıtechnicke ho maxima a zachranit produkci (vytč z it z nı
maximum), nč kdy je to naopak. Jindy je tr eba hledat optimalnır eseni, ktere je kompromisem
obou extre mu.
Zisky a penalizace byvajıpro kaz dy kanal ruzne , c asto se mč nıs c asem i s vyvojem
rı
zene technologie, kaz dopadnč s prubč hem c tvrthodinove ho intervalu. U kombinovanych
algoritmu se v prubč hu c tvrthodiny mč nıi vahy poz adavku kompenzac nı
, trendove a
hladinove sloz ky. Nenısnadne najı
t optimum pro tyto protikladne poz adavky, obtı
z ne je jiz
jejich formulovani. To je velmi slibna dome na pro vyuz iti fuzzy logiky.
strana 8
Regulace spotreby
Je to i velka pr ı
lez itost pro tvurce aplikacı(projektanty a programatory) s
programovatelnymi automaty TECOMAT. Ty disponujıvykonnym a snadno zvladnutelnym
instrukc nı
m souborem po tvorbu fuzzy algoritmu. Jsou pouz itelne pro regulaci, pro
rozhodovanı
, pro formulovanıpodmı
nek a pro popis a modelovanıchovanı
, i pro r esenı
diagnostiky a pr edvı
danıkrizovych stavu. Sluc itelnost fuzzy instrukcıs ostatnı
mi logickymi,
aritmetickymi a tabulkovymi instrukcemi dovoluje vytvar et i velmi efektivnıkombinovane
algoritmy. Pro uz ivatele TECOMATu je vyznamna i nabı
dka jejich vyvojar u podı
let se na
tvorbč fuzzy algoritmu a na jejich aplikacı
ch.
Standardnıregula tor, PC nebo PLC ?
Existujıkomplikovane regulatory, jako standardnıvyrobky, ktere jsou schopne vyhovč t
vč tsinč z tč chto poz adavku, pr ı
padnč i r adč dalsı
ch. Jejich cena vsak byva znac na. Instalace a
parametrizace je pak velmi naroc na a tedy i rizikova operace. Proto byva vyhodnč jsıtyto
specializovane poz adavky realizovat na zakazku nč kterym volnč programovatelnym
syste mem. Pomč rnč c aste je r esenı
, kdy vsechny funkce regulatoru jsou realizovany v
poc ı
tac i, obvykle PC. Ma to r adu nevyhod (bč z ny PC nenıurc en pro r ı
zenıprumyslovych
procesu, proble my vznikajıpr i r ı
zeni rozlehlych procesu, obtı
z e mohou vznikat pr i
dodatec nych poz adavcı
ch na zmč ny a rozsı
r eni funkcı
.
Moz ne a ňc elne je realizovat regulator spotr eby jako aplikaci vhodne ho typu
programovatelne ho automatu. Takto je vytvor en i standardnıregulator TECOMAX-16
(obsahuje TECOMAT NS-946 a z toho vyplyva jeho pr izpusobivost a aplikac nıpruz nost).
Jistym omezenı
m muz e byt obsluha a zadavani parametru z operac nı
ho panelu.
Za optimalnıvariantu povaz uji kombinaci programovatelne ho automatu nebo
distribuovane ho syste mu tvor ene ho souborem PLC, ktere komunikujıprumyslovou sbč rnicı
spolu s nadr ı
zenym poc ı
tac em (nebo sı
tıPC). Kaz dy z podsyste mu r esıtu c ast ňloh, pro ktere
je nejle pe vybaven. PLC r esımč r enıa zpracovani dat, jadro regulac nı
ho algoritmu a
bezprostr ednıovladanıvystupu. Moz nost komunikacıpr edurc uje PLC k realizaci
distribuovane ho syste mu pro mč r enı
, monitorovani a dalkove ovladanı
. Na ňrovni PC je
vhodne realizovat vsechny nadstavbove funkce, vizualizaci, dokumentac nıfunkce, zadavanı
r ady parametru, podmı
nek a c asovych programu. Pro dobre komunikac nımoz nosti byvajı
ňspč snč nasazovany syste my TECOMAT NS-946 a NS-950 spolu s poc ı
tac em vybavenym
nč kterym z deseti dostupnych vizualizac nı
ch syste mu.
Regulace spotreby a ovla da nıtechnologie
Ve sloz itč jsı
ch pr ı
padech je vyhodne regulaci spotr eby integrovat do stejne ho
programovatelne ho automatu (nebo do souboru PLC), stery ovlada technologii nebo techniku
budovy. Takto byl napr ı
klad ve zname m praz ske m masokombinatu KLIMENT rozsı
r en
puvodnır ı
dicısyste m pro vytapč nıa klimatizaci v budovč (NS-950 ALFA) o maly pr ı
davek
(NS-950 PRIMA), ktery vyr esil pomč rnč komplikovanou regulaci spotr eby pr i minimalnı
investici, s vyuz itı
m stavajı
cı
ho poc ı
tac e a jeho vizualizac nı
ch prostr edku. v nč kterych
pr ı
padech lze rozsı
r enızı
skat jen vyuz itı
m volnych vstupu a vystupu. Integrace sebou pr inası
i moz nost optimalnč skloubit poz adavky na regulaci spotr eby souc asnč s optimalnı
ma
bezeztratovym ovladanı
m rı
zene soustavy (jedno podporuje druhe ).
strana 9
Regulace spotreby
Sluz by poskytovanů regula torem
Kvalitnıregulator spotr eby dokaz e daleko vı
ce, nez jen regulovat. Sve mu uz ivateli
poskytuje soubor uz itec nych sluz eb. Moz nost parametrizace a pr izpusobenısoustavč a
poz adavkum uz ivatele je samozr ejmostı
.
Napr ı
klad TECOMAX-16 zobrazuje aktualnıprovoznıňdaje (okamz ity pr ı
kon, ňc inı
k,
stav regulace, hodnotu aktualnı
ho maxima). Archivace dlouhodobych ňdaju a moz nost jejich
vytistč nına miniaturnıtiskarnč povysuje regulator na registrac nıpamč ýovy pr ı
stroj (dennı
spotr eba v jednotlivych smč nach a v tarifnı
ch pasmech, sumarnıspotr eba od zac atku
odec tove ho obdobırozdč lena po smč nach a tarifnı
ch pasmech, dlouhodoby ňc inı
k, spotr eba
na jednotlivych odec tovych mı
stech pro rozňc tovanınakladu, sloupcovy graf prubč hu dennı
spotr eby po c tvrthodinach i po hodinach, vypis seznamu mimor adnych udalostı
.
Diagnostiku a rozpoznanıchybovych stavu usnadn ujıservisnıňdaje (o zmč nach
nastavene ho maxima a dobč jeho zmč ny, o maximalnıspotr ebč a o pr ekroc enımaxima spolu
s c asem te to udalosti, c as vypnutıa zapnutıregulatoru a dalsızaznamy mimor adnych
udalostech. Zabudovana miniaturnıtiskarna umoz nıvytisknout a pr ehlednč zobrazit vsechny
dulez ite ňdaje v textove i v graficke podobč . Graficke vypisy umoz nızautomatizovat i tak
nepr ı
jemne ňkony, jako jsou "odec tove str edy" - mč r enıodbč ru po hodinach v prubč hu str edy
a nasledujı
cısoboty a nedč le. Vyznamna je i moz nost pr ipojenıregulatoru k poc ı
tac i PC
standardnı
m rozhranı
m a existence programove ho ovladac e pro bč z ne vizualizac nısyste my.
Vsechny tyto funkce jsou vysadou nejvyspč lejsı
ch regulatoru a uz ivatel je ocenıaz
bč hem provozu. Mč l by na nč (ve sve m zajmu) myslet jiz ve fazi rozhodovanıo pouz ite m
regulatoru, jinak byva pozdč .
Distribuovanů me renı, monitorova nı
Monitorovani spotr eby energie (nejenom elektricke , ale i plynu, tepla, teple a studene
vody a jinych mediıje velmi aktualnı
, zejme na dı
ky rostoucı
m cenam a dı
ky nutnosti
sniz ovanınakladu.
Monitorovanıtechnologicke ho procesu umoz n uje nahle dnout do procesu dosud
skrytych. C asto se tak odhalınetusene souvislosti, zdroje technologickych chyb, plytvanıa
nekaznč . Monitorovanıa dokumentovani procesu je nezbytnou souc astıprocesu sledovanı
kvality podle norem ISO. C asto poskytuje cenny dukaznımaterial pro spory o kvalitu
produkce, o zavinč ni ztrat a mimor adnych udalosti.
Z technicke ho hlediska je proble m monitorovanıtechnologiıblı
zky proble mu
distribuovane ho mč r enıa regulace spotr eby elektricke energie. Jako technicky zaklad je opč t
nejvhodnč jsıpouz ı
t sı
ý programovatelnych automatu, kterym je nadr azen poc ı
tac nebo poc ı
tac ova sı
ý.
Distribuovanost az do mıstnostı
Dosud jsme pr edpokladali jen regulaci spotr eby jejı
mz cı
lem bylo dodrz et (nepr ekroc it)
dohodnuty prubč h spotr eby a minimalizovat pr itom platby a ztraty. Pr i bč z ne regulaci je
celkovy objem spotr ebovane prace nezmč nč n, pouze je zajistč no jejırovnomč rne rozloz enı
podle dohodnute ho prubč hu.
Vhodnym r esenı
m lze spotr ebu energie i snı
z it. Jednı
m z pr ı
kladu je ovladanısouboru
svı
tidel v zavislosti na c asove m programu a na skutec ne hodnotč osvč tlenı
. Jinym velmi
efektivnı
m zpusobem je distribuovany syste m pro individualnıovladanımı
stnostı
,
oznac ovany zkratkou IRC (lndividual Room Control). Byva soucastır ı
zenıinteligentnı
ch
strana 10
Regulace spotreby
budov, zejme na hotelu a penzionu, ale muz e byt vyuz it v administrativnı
ch budovach, ve
skolach a zdravotnickych zar ı
zenı
ch, s jistymi modifikacemi i v garaz ı
ch a technologickych
provozech.
Kaz da mı
stnost je vybavena pr ı
strojem, ktery obsahuje snı
mac teploty v mı
stnosti,
snı
mac pr ı
tomnosti osoby, snı
mac otevr ene ho okna, pr ı
padnč snı
mac osobnıkarty (hosta
nebo personalu). Ovlada topenı
, osvč tlenı
, a mı
stnızasuvkovy okruh (s vyjimkou zasuvky
pro lednic ku a pro dobı
jenıbateriı
. Pr ı
stroj komunikuje se riovou linkou s nadr ı
zenym
syste mem.
Pro kaz dou mı
stnost lze nastavit individualnıc asovy program, u neobsazenych pokoju
lze zvolit ňsporny rez im. Pr i nepr ı
tomnosti hosta lze zhasnout svč tlo, vypnout spotr ebic e a
omezit topenı
. Topenıse omezıi pr i otevr enıokna. Zı
skane informace mohou byt vyuz ity k
zabezpec enı(mı
stnostıi cele ho objektu), k pr ehledu o pr ı
tomnosti hostu a obsazenıpokoju, o
nelegalnı
m vyuz ı
vanı
m mı
stnostı
, o aktivitč personalu, o stavu jednotlivych mı
stnostı
.
Obdobnč lze r esit i ver ejne mı
stnosti (chodby, schodistč a sty). Syste m IRC lze propojit se
syste mem r ı
zenıklimatizace a vytapč nı
, se syste mem inteligentnıelektroinstalace (EIB) i s
regulacıspotr eby. To vse je jen c ast ňloh, ktere mohou byt r eseny v ramci "inteligentnı
budovy".
Nezavrete si vra tka, za ve recnů doporucenı
Z pr edchozı
ch kapitol vyplyva, z e volbou regulatoru spotr eby rozhodujete nejenom o
platbach za elektrickou energii pro nejbliz sıobdobı
, o velikosti bezprostr ednıinvestice a o
jejınavratnosti, ale i o uz ivatelske m komfortu ktery budete mı
t k dispozici po dlouhou dobu
uz ı
vanıregulatoru. Rozhodujete i o efektivnosti budoucı
ch investic do monitorovanı
spotr eby a cele technologie, do zabezpec enıa do optimalnı
ho r ı
zenıtechnologie a souboru
budov. Proto doporuc uji zamč r it se na otazky:
s jak kvalitnı
m algoritmem regulator pracuje ?
•
vyhovuje regulator vsem poz adavkum na kvalitnıregulaci?
•
umoz nırozsı
r enıo pr edpokladane nove poz adavky?
•
s jakou pracnostıse obsluhuje a jaky komfort poskytuje?
•
komunikuje s poc ı
tac em?, jakym rozhranı
m?, existuje k nč mu vizualizac nı
•
nadstavba?, existuje ovladac pro standardnıvizualizac nısyste my ?
•
muz e byt zac lenč n do sı
tč PLC a PC pro distribuovane mč r eni a monitorovanı?
Nenechte se odbyt vyhybavou a neurc itou odpovč dı
. Nedejte se ovlivnit lacı
nekvalitnı
ch a bezkoncepc nı
ch vyrobku. Kaz de jednostranne r esenı
, i kdyz se z kratkodobe ho
hlediska muz e zdat vyhodne , je zdrojem komplikacı
, ztrat a vı
cenakladu v blı
zke
budoucnosti. Doporuc uji nesetr it na ňsporach, ani na budoucnosti.
Rozhodovanıo volbč regulatoru a pr ed jeho instalacıby mč la pr edchazet solidnı
analyza spotr eby, opı
rajı
cıse o vysledky dlouhodobe ho mč r enı(energeticky audit) a o
dlouhodobe zkusenosti experta, v pr ı
padč integrovane ho r ı
zenıi o technicky a technologicky
audit. Proces spotr eby je natolik sloz ity a c asovč promč nny, z e bez jeho detailnıznalosti
nelze zajistit kvalifikovane nasazenıregulatoru spotr eby a jeho optimalnıser ı
zenı
. Pr ı
nos
regulatoru instalovane ho bez tč chto nalez itostıbyva pochybny.
Doporuc uji ostraz itost pr ed "odbornı
ky", kter ımč r enı
m a dlouhodobou analyzou
spotr eby pohrdajı
, jako "zbytec nostı
" (obvykle na to nemajıpotr ebne pr ı
strojove vybavenı
),
kter ıslibujınerealne ňspory a svuj regulator ser izujıbez jakychkoliv informacıo regulovane
soustavč , nebo kter ıpromč r enıslibujıaz po instalaci regulatoru (tč z ko oc ekavat, z e svuj
strana 11
Regulace spotreby
regulator demontujıa odstoupıod zakazky, pokud se zpč tnč neprokaz ıpr edpokladane
ňspory).
strana 12