12. Упрямая Аналитика перерасхода топлива электростанций

Ни на одной электростанции в России никто и никогда не видел и не представляет динамику технологического процесса, выраженную через получасовые расчётные фактические и нормативные показатели, а, следовательно, и перерасхода топлива. Это стало возможным только с появлением Системы Smart-MES. Мало того, Система позволяет этот динамический процесс видеть в реальном времени, что делает возможным своевременно в него вмешаться с целью снижения этого перерасхода топлива, который должен стать основным критерием энергоэффективности электростанций.

Менеджмент Генерирующих компаний почему-то твёрдо уверен, что на их электростанциях перерасхода топлива нет и быть не может. Они убеждены, что вполне возможно получить даже экономию топлива, т.е. превышение нормативного расхода топлива над фактическим, на устаревшем то оборудовании. Хотя перерасход топлива и не зависит от износа оборудования, т.к. степень износа уже учтена в нормативах, но экономия топлива – это вообще утопия.

Однако, изношенное оборудование требует к себе повышенного внимания, т.к. его характеристики менее стабильны. Поэтому добиться минимального перерасхода топлива на нём значительно сложнее. И в этом случае роль Системы Smart-MES ещё больше возрастает.

В современной электроэнергетике существует несколько неопровержимых Аксиом в части перерасхода топлива, которые почему-то раньше просто не учитывали и сейчас упорно продолжают игнорировать: и Минэнерго РФ, и отраслевые институты. А ведь наука должна значительно опережать производство и указывать ему верное и выигрышное направление.

На деле же получается обратная картина: наука продолжает тянуть производство электроэнергии и тепла в части перерасхода топлива в болото невежества. Наука, как «оседлала» в своё время MS Excel для месячного расчёта фактических и нормативных ТЭП, так и продолжает его беззастенчиво эксплуатировать. Даже, если используется иное программное обеспечение, и даже, если используется SQL база данных, идеология же упорно остаётся прежней.

Концепция любой автоматизированной системы расчётов ТЭП должна обязательно учитывать эти Аксиомы. Пренебрежение же ими ведёт просто к бесполезности расчётов ТЭП в части увеличения энергоэффективности электростанций. Привожу несколько таких Аксиом:

1) Экономии топлива на любом временном отрезке быть не может. Экономия топлива – это превышение расчётной потребности в топливе по нормативам над фактической затратой топлива. Нормативы же отражают существующее состояние оборудования. Таким образом, экономия топлива отображает или тот факт, что оборудование стало новее, что просто нонсенс, или факт неверных алгоритмов расчёта нормативных ТЭП.

2) Интервал расчёта фактических и нормативных ТЭП должен быть минимален (минута или получас), а на всех иных интервалах (сутки, месяц) эти ТЭП должны получаться только накоплением.

3) За перерасходом топлива следует постоянно следить в реальном времени с помощью его мониторинга на БЩУ. Здесь используется очень простой и очевидный принцип, что чем раньше замечено отклонение процесса от номинального, тем проще его поправить.

4) Внедрение программного обеспечения для расчёта ТЭП должно иметь экономическую эффективность. Самая главная и большая ошибка современного подхода в Генерирующих компаниях это то, что они изначально ориентируют программное обеспечение для ПТО только на расчётные и оптимизационные функции без конкретной экономической составляющей.

5) Программное обеспечение для расчёта ТЭП должно быть легко-адаптивным и высокоскоростным. Для обеспечения приведённых Аксиом должна быть мобильная и многофункциональная MES-Система.

В настоящее время, как и во все прошлые годы, вместо получасовых расчётов повсеместно используются месячные расчёты ТЭП и перерасхода топлива, т.е. осуществляется посуточное накопление фактических ТЭП и месячный расчёт фактических и нормативных ТЭП. Этот невежественный подход был предложен Фирмой ОРГРЭС, как основного идеолога всех расчётов, и утверждён в Минэнерго РФ.

В чём же кроется ошибочность данного подхода? Да всё элементарно, ошибка заключается в простом пренебрежении основными математическими принципами при использовании криволинейных графиков. А в расчётах же нормативных ТЭП задействованы сотни этих криволинейных графиков.

Этот принцип выражается следующим неравенством:

F(СУММА(xi)/n) не равно СУММА(F(xi))/n

И звучит это следующим образом: Функция от Усреднения (как сейчас – совершенно неверно) не равна Усреднению Функций (как должно быть – верно). А ещё проще сказать, что есть элементарные правила интегрального исчисления для динамического производственного процесса.

Естественно, сразу следует возражение, что хотя погрешность и есть, но она такая небольшая, что практического значения не имеет. На это можно ответить только одним, а кто же и когда же вообще эту самую погрешность считал, скажем, за год. Для этого нужна именно Система Smart-MES, но её то как раз и нет ни на одной электростанции.

Пренебрежение элементарными математическими законами для сложного динамического процесса, каким является электростанция, не просто ведёт к деградации технологии выработки электроэнергии и тепла в части экономии топлива, а вообще делает несовместимыми современные рыночные отношения Генерирующих компаний с отсталыми принципами управления использования топлива на электростанциях.

Генерирующие компании, управляя выработкой электроэнергией и тепла для оптового рынка, вообще не управляют экономией топлива и не контролируют его бесхозяйственный перерасход.

Таким образом, само государство для Генерирующих компаний создало очень удобную и выгодную среду для бизнеса, которая заключается в том, что весь неконтролируемый перерасход топлива, о котором никому не известно, успешно и беззастенчиво включается в тарифы на электроэнергию и тепло.

И всё-таки, выгодно ли генерирующим компаниям знать о факте огромного перерасхода топлива на всех электростанциях? Но есть же золотое правило, чем больше знаешь, тем лучший манёвр. А это в рыночных условиях – положительное и непременное качество.

В настоящее время в России наблюдаются две противоречивые тенденции: постоянное увеличение стоимости природного топлива и возрастание протестного настроения граждан из-за увеличивающихся тарифов на электроэнергию и тепло.

Создать устойчивую ситуацию для своего бизнеса Генерирующие компании легко могут, обеспечив себе достаточный резерв энергоэффективности с помощью истинного устранения перерасхода топлива.

Но найдутся и такие электростанции, которые будут уверять, что у них абсолютно верные алгоритмы расчёта ТЭП, которые учитывают все затраты на собственные нужды и все потери, и нет подгонки исходных данных, а экономия топлива всё равно получается. Но и в этом случае можно говорить только о неверности алгоритмов расчёта, которые включают неверные нормативные графики, неоправданно спрямлённые полиномами.

Глупость предопределяет инновации в электроэнергетике

30 лет назад атомная электроэнергетика значительно превосходила тепловую в части компьютерной автоматизации. В настоящее время они фактически сравнялись. Но это не потому, что тепловая электроэнергетика подтянулась до атомной. А потому, что атомная опустилась до тепловой электроэнергетики, особенно в части расчётов ТЭП.

Как на тепловых электростанциях, так и на атомных электростанциях полные расчёты ТЭП выполняются на месячном периоде по допотопной технологии, которая изначально была неверной. А единственно верной технологией являются минутные или получасовые расчёты фактических и нормативных ТЭП с последующим их накоплением на месячном интервале.

Но проходят конкурсы на разработку программ для расчёта ТЭП и по-прежнему в основу закладываются неверные посылы. И даже неважно, что предлагаются инновации. А если, скажем, лицензии по работе с секретными материалами нет (для АЭС), то эти инновации фактически – ничто. Таким образом, на одной чаше весов фемиды размещаются мощнейшие инновации, призванные увеличить энергоэффективность электростанций, а на другой – глупейшая бумажка, которая элементарно покупается. И эта бумажка в вердикте перевешивает инновации.

Такой вот уровень современного конкурсного коллективного сознания.

В одной конкурсной документации приведены критерии оценки и сопоставления предложений: 1) Стоимость выполнения работ – 55%; 2) Полнота и качество описания выполняемой работы – 20%; 3) Опыт и квалификация Исполнителя – 25%.

Ну, скажем для болтов и гаек это, может быть, и подходит. Но как это согласуется с внедрением высокотехнологичного программного продукта, как Система Smart-MES, внедрение которой за счёт экономии топлива приносит ежегодную прибыль в 300 млн. руб. Недоумеваешь, когда идёт торг за стоимость внедрения вместо 10 млн. руб. предлагается всего 3 млн. руб., мол, больше не выделено. Это при окупаемости то в один месяц.

Но когда конкурс выигрывает организация, которая никогда не соприкасалась с электроэнергетикой и которая просто ничего не понимает о правильных расчётах фактических и нормативных ТЭП, то элементарно диву даёшься. Куда же ты катишься электроэнергетика?

Странно, когда в современных условиях объявляются конкурсы на разработку программ для расчёта ТЭП по цене 3 млн. руб. за срок в один год вместе с внедрением.

Для сравнения, Система Smart-MES «MES-T2 2020» разрабатывалась нами 10 лет при себестоимости не менее 200 млн. руб. Но мы берём деньги только за её поставку (всего 2% от себестоимости), адаптацию и внедрение.

И что же ожидает получить электростанция, объявляя по недоразумению конкурс на разработку программы расчёта ТЭП с получасовой аналитикой? Возможно, по своей глупости и наивности она ожидает получить программный шедевр? Но чудес то не бывает. И она обязательно получит очередную временную программную «затычку» с академическим уклоном.

Ну, а где декларация экономического эффекта от внедрения программы? Или генерирующей компании прибыль больше не нужна? А где стремление к выполнению директив Президента РФ по увеличению энергоэффективности электростанций и экономии топлива? Даже никакого намёка…

Надо прекрасно понимать, что когда в техническом задании к конкурсу говориться о разработке программы для расчёта ТЭП, то естественно необходимы все стадии именно разработки для данной электростанции, о которых объявитель конкурса видимо не в курсе. Но в этом случае это будет программа именно только для данной электростанции, и она будет учитывать именно только этот алгоритм расчёта. Но это же давно устаревшие подходы. В этом то и заключается современный парадокс и современная глупость.

С одной стороны, электроэнергетика перешла в новые рыночные условия, но с другой стороны, организация информатизации осталась допотопной. С одной стороны, внедряются ПГУ для увеличения энергоэффективности электростанций, но с другой стороны, не хватает прогрессивности для внедрения MES-Системы с целью снижения перерасхода топлива. С одной стороны, пытаются разработать новые программы, но с другой стороны, абсолютно слепы к уже имеющейся инновационной легко-адаптивной и высокоскоростной Smart-MES.

Вполне естественно, что никто не отменял метод проб и ошибок. Но этот период поиска менеджментом генерирующих компаний уж сильно затянулся. Но гениальное решение то лежит на поверхности. Это – Система Smart-MES! Она и сэкономит топливо, и удвоит прибыль, и предупредит аварию на электростанции.

Каменный ВЕК для IT в ПТО электростанций без Smart-MES

Ещё в 2009 году ООО «Фирма ИнформСистем» выпустила новую версию Инструментального программного Комплекса - Система «MES-T2 2007» v.6.248 в составе:

- Профессиональный Комплекс ПТО v.6.x для адаптации и функционирования файл-серверной конфигурации,

- Приложение Клиент-Сервер v.7.x для функционирования с любым SQL-Сервером,

- Графический редактор v.5.x для Мониторинга ТЭП,

- WEB-Приложение v.7.x для реализации расчётов ТЭП в Интернете.

Жаргонный термин «Каменный век» используется для обозначения народов, ведущих племенной и примитивный образ жизни, и подразумевающий их большую технологическую отсталость.

А что же сейчас используется в ПТО электростанций для расчёта ТЭП работы оборудования? Примитивная технология, основанная на MS Excel. Разве это не каменный век? А мы знаем электростанции, где господствует DOS. Это в то время, когда широко внедряются ПГУ, а расчёты ТЭП выполняются с помощью каменного топора. Не стыдно ли это самой передовой электроэнергетике в мире. Не стыдно ли Минэнерго РФ игнорирование появления самой передовой Инновационной Системы для автоматизации управления производством электростанций – Smart-MES «MES-T2 2020»,

- которая легко адаптируется к любой электростанции,

- которая имеет наивысшую скорость расчёта на автоматически создаваемых DLL-программах,

- которая имеет мощнейшие механизмы аналитики для оптимизации ресурсов и глобального прогнозирования,

- которая легко создаёт динамические модели электростанций с минимаксной стратегией,

- которая позволяет размещать сложнейшие расчёты ТЭП в Интернете с возможностью аналитики из любого уголка земного шара.

Неужели это всё будет востребовано только лет через десять, когда ОГК и ТКГ помудреют?

Есть ещё предположение, что пяток крутых московских IT компаний распределили между собой сферу влияния на ОГК и ТГК, а это 300 электростанций по России. Иначе как объяснить следующие факты:

- наша победа в конкурсе на Каширской ГРЭС зависает в ОГК-1,

- наша победа в конкурсе на Петрозаводской ТЭЦ зависает в ТГК-1,

- наша победа в конкурсе на Троицкой ГРЭС зависает в ОГК-2.

Просто действует IT-Мафия какая-то. Самим ведь им не справиться с ворохом электростанций. По самым оптимистичным прогнозам потребуется не менее 10 лет для автоматизации расчётов ТЭП на всех электростанциях. И также сомнителен уровень будущей автоматизации.

Не лучше ли для этой цели использовать уже существующий уникальный инновационный самоорганизующийся автомат Smart-MES.

Технология вместо программы расчёта ТЭП

Компьютерная программа всегда приспосабливается к производству, а Технология, имея организационную составляющую, напротив вносит некоторые изменения в существующий ход этого производства. Таким образом, внедрение программы не влияет на производство и не ведёт к увеличению прибыли. Технология же изначально призвана именно для увеличения этой самой прибыли. Технология по содержанию значительно превосходит программу и просто её поглощает. Таким образом, Технология может делать всё, что делает программа, но с ориентацией на получение прибыли. В этом случае, программа всегда выступает в роли статиста, а Технология в роли созидателя. И если из Технологии можно выделить программу, то из программы получить Технологию просто невозможно.

В настоящее время на всех тепловых электростанциях для расчёта ТЭП используются именно только программы. Но приносят ли они какую-нибудь пользу Генерирующим компаниям? Как статисты, наверное, приносят, но не более того. А хотели бы Генерирующие компании иметь что-то большее от этих самых программ? Безусловно, хотели бы, но, к сожалению, они не знают, что это просто невозможно. Для этого должна быть Технология, а не программа.

В своё время ОАО “Мосэнерго” предложило нам участвовать в конкурсной процедуре на внедрение на ряде станций Автоматизированной системы отображения ключевых технико-экономических показателей (АСО КТЭП). Другими словами, внедрение именно программы расчёта ТЭП.

Но в данной конкурсной процедуре мы участвовать, естественно, не стали, т.к. с 2011 года решили внедрять только Технологию на Системе Smart-MES направленную на извлечении прибыли при расчётах ТЭП электростанций с оперативным их мониторингом в реальном времени. Другими словами, мы больше не занимаемся не эффективными поделками. И мы сотрудничаем только с теми, кто желает иметь значимую дополнительную прибыль при внедрении именно нашей Беззатратной Технологии экономии топлива.

Суть данной Технологии заключается в следующем. В реальном времени с минутным интервалом выполняются расчёты фактических и нормативных ТЭП, и, естественно, с получением текущих значений перерасхода топлива и логистического критерия топливоиспользования. Все текущие ключевые ТЭП и, самое главное, перерасход топлива в виде аналитики представляются в мониторинге на БЩУ. При необходимости каждые полчаса запускаются оптимизационные механизмы с выдачей советов эксплуатационному персоналу для наилучшей загрузки оборудования.

Оперативный персонал в данном случае имеет принудительную мотивацию по экономии топлива, т.к. этот текущий перерасход топлива он постоянно наблюдает по мониторингу на БЩУ. В соответствии с качеством управления и отсутствием перерасхода топлива эксплуатационный персонал получает значительную премию, т.к. в результате его добросовестной работы и впечатляющих возможностей Smart-MES Генерирующая компания имеет дополнительную ежегодную прибыль с каждой электростанции в 300 млн. руб.

В ПТО электростанций отпадает необходимость каждый месяц составлять отчёты и макеты с подгонкой результатов для менеджмента Генерирующей компании, т.к. все основные ТЭП, включая и перерасход топлива, каждые полчаса передаются на центральный пульт этой Генерирующей компании, где автоматически и составляются необходимые сводные отчёты за любой период. Персонал же ПТО в этом случае загружен не дурацкими отчётами, а интеллектуальной деятельностью с целью анализа и сокращения потерь и затрат на собственные нужды электроэнергии и тепла, а также с целью модернизации расчётов ТЭП на Системе Smart-MES.

Технология дополняется также интеллектуальным механизмом с базой знаний. Скажем, при одних и тех же технологических параметрах, зачем же постоянно запускать динамическую получасовую оптимизацию на полной модели электростанции, когда можно просто все эти установки зафиксировать в памяти и затем при необходимости их мгновенно оттуда извлекать. Таким образом, в базе знаний фиксируются различные получасовые технологические срезы, а при необходимости по алгоритму распознавания динамического образа нужная информация извлекается из памяти и предоставляется эксплуатационному персоналу для управления. Также этот механизм используется и для прогнозирования точных размеров закупаемого топлива.

Таким образом, Технология управляет электростанцией, а программа слепо фиксирует результаты прошедшего отчётного периода. С Технологией можно общаться в реальном времени с целью улучшения энергоэффективности производства, а программа, как тупой истукан, бесполезно молчит весь месяц, и только в конце выдаёт уже никому ненужные «перлы». Технология постоянно влечёт вперёд, ориентируя всех на модернизацию, а программа неминуемо тянет назад, как гиря, пристёгнутая к ногам атлета. Программа это то, что давно появилось и уже изжило себя, а Технология – это перспективный младенец, который чудом родился, благодаря блистательной наследственности.

Ошибочное планирование закупок топлива в ОГК и ТГК

Фирма ИнформСистем утверждает, что те ОГК и ТГК, на которых отсутствует точный (получасовой) учёт перерасхода топлива, превышают при закупках необходимое количество топлива на 10%.

Такие результаты дала аналитика получасовых перерасходов топлива за сутки, где ясно видно, что основной перерасход топлива осуществляется в ночные часы. В настоящее время оперативный персонал работает вслепую, т.к. нет обратной связи в виде рассчитанного перерасхода топлива за прошедший получас, а это каждые сутки 10%.

Закупочная плановая величина топлива (Bп) укрупнённо рассчитывается по формуле:

Bп = (bэ*Эп + bq*Qп)/1000, где

bэ - удельный расход топлива на выработку электроэнергии (кг/МВт*ч),
Эп - плановая выработка электроэнергии (МВт*ч),
bq - удельный расход топлива на выработку тепла (кг/Гкал),
Qп - плановая выработка тепла (Гкал).

Удельные расходы топлива рассчитываются на месячном периоде. И, как правило, в результате они получаются такими, чтобы была показана небольшая экономия топлива. Но иначе и быть не может, т.к. изменение удельных расходов в третьем знаке ведёт к очень большим значениям перерасхода топлива. И объясняется это погрешностью исходных данных. Поэтому удельные расходы элементарно подстраиваются под удовлетворяющие значения.

Теоретически же расчёт удельных расходов топлива на месячном интервале вообще неверен из-за нелинейности нормативных графиков.

Поэтому, только получасовые расчёты предоставят, во-первых, точные величины перерасхода топлива и, во-вторых, исключат возможность подстройки месячных значений удельных расходов топлива, т.к. месячные ТЭП должны получаться накоплением, а не расчётом. И если оперативный персонал будет иметь точною получасовую информацию о перерасходе топлива, то он сможет свести этот перерасход к минимуму. Следовательно, и планирование закупок топлива сократиться на 10%.