Моніторинг ефективності електроспоживання насосних станцій системи комунального водопостачання з урахуванням чинників зовнішнього середовища

Abstract

Дисертація присвячена удосконаленню функцій моніторингу енергоефективності в СКВ, зокрема, планування та контролю електроспоживання, шляхом урахування фактичних умов функціонування НС водопостачання, зумовлених впливом чинників зовнішнього середовища. Для формалізації впливу чинників зовнішнього середовища на електроспоживання НС водопостачання запропоновано підхід, який передбачає пошук подібності у ГВВ з мережі водопостачання, нерівномірність яких описана за допомо-гою класичних та морфометричних показників, формування груп однотипних ГВВ за сезоном і за типом дня та побудову правил класифікації для виявлення належності нових ГВВ до одного з типових класів. Його реалізація забезпечила можливість формалізованого опису режиму водоподачі, зокрема, визначення усереднених характеристики витрати води з мережі водопостачання для кожного сезону та профілів її добових графіків для характерних днів, а також часових діапазонів для визначення (спостереження) визначальних змінних та побудови БРЕ. Для унормування БРЕ до визначальних змінних, відібраних на основі аналі-зу факторного поля чинників, що впливають на ефективність електроспоживання НС, за допомогою комбінаторного алгоритму МГУА виконано побудову структурованої багатофакторної моделі електроспоживання, яка адаптована до режиму водоподачі для характерного типу дня відповідного сезону, дозволяє врахувати конкретні умови функціонування НС, зумовлені впливом сезонних та соціальних чинників, та визначити БРЕ, характерний для заданого часового проміжку. Удосконалено процедуру контролю ефективності електроспоживання, яка передбачає контроль електроспоживання шляхом аналізу дотримання БРЕ, встановленого як довірчий інтервал очікуваного електроспоживання, та технологічних параметрів шляхом побудови контрольних карт Шухарта, що забезпечує можливість комплексного аналізу ефективності електроспоживання, причин відхилення від запланованого значення та ефективності процесу водоподачі НС.

Диссертация посвящена совершенствованию функций мониторинга энер-гоэффективности в СКВ, в частности, планирования и контроля электропотреб-ления, путем учета фактических условий функционирования насосных станций водоснабжения, обусловленных влиянием внешних факторов. Для формализации влияния факторов внешней среды на электропотребле-ние насосной станции водоснабжения предложен подход, который предусматри-вает поиск с помощью методов распознавания образов сходства в графиках рас-хода воды из сети водоснабжения, неравномерность которых описана с помощью классических и морфометрических показателей, формирование групп однотипных ГВВ сначала по сезону, а затем по типу дня и построение правил классифи-кации для выявления принадлежности новых наблюдений графиков расхода воды к одному из типичных классов по сезону и типом дня. Его реализация обеспечила возможность формализованного описания режима водоподачи, в частности, определения усредненных характеристик расхода воды из сети водоснабжения для каждого сезона и профилей ее суточных графиков для характерных дней, а также временных диапазонов для определения (наблюдение) определяющих пе-ременных и построения базового уровня электропотребления. Для нормализации базового уровня электропотребления к определяющим переменным, отобранных на основе анализа факторного поля факторов, влияю-щих на эффективность электропотребления НС водоподачи, с помощью комбина-торного алгоритма метода группового учета аргументов выполнено построение структурированной многофакторной модели электропотребления, которая явля-ется адаптированной к режиму водоподачи для характерного типа дня соответ-ствующего сезона, позволяет учесть конкретные условия функционирования НС, обусловленные влиянием сезонных и социальных факторов, и определить базо-вый уровень электропотребления для заданного периода времени. Усовершенствована процедура контроля эффективности электропотребле-ния, которая предусматривает как контроль электропотребления путем анализа соблюдения базового уровня электропотребления, установленного для данного сезона и типа дня как доверительный интервал ожидаемого электропотребления, так и технологических параметров путем построения контрольных карт Шухарта, что обеспечивает возможность комплексного анализа эффективности электропо-требления, причин, обусловливающих отклонения от запланированного значения, а также эффективности технологического процесса водоподачи НС.

The actual task of improvement the energy efficiency monitoring system in the public water supply system (PWSS), in particular, the functions of planning and control the power consumption, taking into consideration the actual conditions of water supply pumping stations (PS) functioning caused by the influence of the external environment factors, has been formed and solved in the thesis. This provides the possibility of identi-fying hidden reserves of energy saving and energy performance improvement of water supply facilities and the entire PWSS. Accomplished studies have been allowed to obtain the following results: - the hidden regularities detecting procedure in the daily water consumption graphs from the water supply network and the formation of their similar groups allows to determine the water consumption averaged characteristics and the profile of its daily graph for a typical day of each season with a view to their use for planning an effective water supply and power consumption regimes; - the developed power consumption models that are adapted to the water supply regime for a typical day of the appropriate season, allow to take into consideration the specific conditions of the pumping station functioning caused by the influence of sea-sonal and social factors and, in accordance with the requirements of the ISO 50000 standards series, take into consideration the cyclic changes of the technological process and determine the energy baseline, that is characterized for a specific time interval; - the proposed power consumption control procedure, ensures an opportunity for a complex analysis of the power consumption efficiency, the reasons for the deviation from the planned value, as well as the efficiency of the water supply technological pro-cess, which is the basis for making decisions on improvement the technological process and the energy performance improvement the pumping station.