[go: up one dir, main page]

RU2361262C1 - System for saving energy in energotechnological processes - Google Patents

System for saving energy in energotechnological processes Download PDF

Info

Publication number
RU2361262C1
RU2361262C1 RU2008128805/09A RU2008128805A RU2361262C1 RU 2361262 C1 RU2361262 C1 RU 2361262C1 RU 2008128805/09 A RU2008128805/09 A RU 2008128805/09A RU 2008128805 A RU2008128805 A RU 2008128805A RU 2361262 C1 RU2361262 C1 RU 2361262C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
energy
determining
output
input
Prior art date
Application number
RU2008128805/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Анатольевич Ракутько (RU)
Сергей Анатольевич Ракутько
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный государственный аграрный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный государственный аграрный университет filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный государственный аграрный университет
Priority to RU2008128805/09A priority Critical patent/RU2361262C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2361262C1 publication Critical patent/RU2361262C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: physics; control.
SUBSTANCE: invention relates to energotechnological processes, based on converting energy supplied at the process input into a product at the output. The system contains an automated unit for controlling an object (1), unit for determining energy carrier consumption (2), unit for determining productivity (4), unit for setting up time (5), units for determining instantaneous values of energy carrier consumption (7) and productivity (9), unit for determining instantaneous value of energy consumption (8), unit for determining the parametre characterising the process (6), unit for predicting energy consumption (10) and a decision making unit (11). The system provides for prediction of the instantaneous value energy consumption using results of analysing the time history of energy consumption.
EFFECT: provision for energy saving in energotechnological processes.
3 dwg, 3 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к энерготехнологическим процессам (ЭТП), основанным на преобразовании энергии, подаваемой на вход процесса, в продукцию на выходе, и может быть использовано для энергосбережения в этих процессах.The invention relates to energy-technological processes (ETP), based on the conversion of energy supplied to the input of the process, into products at the output, and can be used to save energy in these processes.

Известно понятие энергосбережения [Российская Федерация. Законы. Об энергосбережении: федер. закон: [принят Гос. Думой 13 марта 1996 г.: одобр. Советом Федерации 20 марта 1986 г.: в ред. Федерального закона от 05.04.2003 N 42-ФЗ]], в соответствии с которым энергосбережение - это реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное использование энергетических ресурсов.The concept of energy saving is known [Russian Federation. The laws. About energy saving: the federal. law: [adopted by the State. Duma March 13, 1996: approved. Federation Council March 20, 1986: as amended. Federal Law of 05.04.2003 N 42-ФЗ]], in accordance with which energy conservation is the implementation of legal, organizational, scientific, industrial, technical and economic measures aimed at the efficient use of energy resources.

Известна система энергосбережения в энерготехнологических процессах [Пат. 2212746 Российская Федерация, МПК7 H02J 2/06. Способ контроля и управления энергопотреблением. / Карпов В.Н., Беззубцева М.М., Петров В.Ф.; заявители Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Карпов В.Н., патентообладатели Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Карпов В.Н. - №2001118101/09; заявл. 29.06.2001; опубл. 20.09.2003] за счет контроля и управления энергопотребления, в которой: разбивают всю энергетическую систему потребителя по видам энергии на элементы (в качестве которых могут быть энерготехнологические процессы получения продукта, энергетические линии, узлы энергетической сети); устанавливают измерители энергии перед каждым элементом и измеряют энергию на каждом элементе; определяют энергоемкость элементов; минимизируют ее за счет регулирования режимов или замены элементов.A known system of energy conservation in energy technology processes [Pat. 2212746 Russian Federation, IPC 7 H02J 2/06. A way to control and manage energy consumption. / Karpov V.N., Bezzubtseva M.M., Petrov V.F .; applicants St. Petersburg State Agrarian University, Karpov V.N., patent holders St. Petersburg State Agrarian University, Karpov V.N. - No. 20011118101/09; declared 06/29/2001; publ. September 20, 2003] due to the control and management of energy consumption, in which: they break down the entire energy system of the consumer by type of energy into elements (which can be energy-technological processes for obtaining the product, energy lines, nodes of the energy network); install energy meters in front of each element and measure energy on each element; determine the energy intensity of the elements; minimize it by regulating modes or replacing elements.

Недостатком этого технического решения является его направленность на статический режим работы системы, отсутствие учета изменения энергоемкости в течение времени, т.е. в динамике.The disadvantage of this technical solution is its focus on the static mode of the system, the lack of accounting for changes in energy consumption over time, i.e. in dynamics.

Наиболее близким техническим решением является система управления энергоресурсами [Пат. 2315324 РФ, МПК7 G01R 11/00. Система управления энергоресурсами. / Лисиенко В.Г.; патентообладатель ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет - УПИ. - №2006132144/28; заявл. 06.09.2006; опубл. 20.01.2008.], включающая:The closest technical solution is the energy management system [Pat. 2315324 RF, IPC 7 G01R 11/00. Energy Management System. / Lisienko V.G .; patent holder GOU VPO Ural State Technical University - UPI. - No. 2006132144/28; declared 09/06/2006; publ. 01/20/2008.], Including:

объект управления,management object

блоки определения расходов энергоносителей, сквозных энергозатрат и производительности, при этом выходы объекта управления присоединены к входам блока определения расходов энергоносителей, блока определения сквозных энергозатрат и блока определения производительности;blocks for determining energy costs, through energy costs and productivity, while the outputs of the control object are connected to the inputs of the block for determining energy costs, block for determining end-to-end energy costs and block for determining productivity;

блоки определения приращений расходов энергоносителей, сквозных энергозатрат и производительности;blocks for determining increments in energy costs, end-to-end energy costs and productivity;

блок динамической энергоемкости по расходам энергоносителей;dynamic energy intensity unit for energy consumption;

блок динамической энергоемкости по сквозным энергозатратам;dynamic energy intensity unit for end-to-end energy consumption;

блок оценки объекта управления по расходу энергоносителей и блок оценки объекта управления по сквозным энергозатратам;a unit for evaluating a control object for energy consumption and a block for evaluating a control object for end-to-end energy consumption;

блок монитора-советчика оператора;block monitor-adviser operator;

блок управления оператора;operator control unit;

блок задатчика моментов времени;set point unit;

блок автоматизированного управления объектом, при этом выход блока задатчика моментов времени подключен к входам блока определения расходов энергоносителей, блока определения сквозных энергозатрат и блока определения производительности, выходы блока определения расходов энергоносителей, блока определения сквозных энергозатрат и блока определения производительности подключены к входам блоков соответствующих приращений, выходы блока приращения расходов энергоносителей и блока приращения производительности присоединены к входу блока динамической энергоемкости по расходам энергоносителей, выходы блока приращения сквозных энергозатрат и приращения производительности подключены к входу блока динамической энергоемкости по сквозным энергозатратам, выходы блока динамической энергоемкости по расходу энергоносителей, блока динамической энергоемкости по сквозным энергозатратам присоединены соответственно к входам блока оценки объекта управления по расходам энергоносителей и блока оценки объекта управления по сквозным энергозатратам, выходы блоков оценки объекта управления по расходам энергоносителей и сквозным энергозатратам присоединены к входу блока монитора - советчика оператора, выход которого присоединен к входу блока автоматизированного управления объектом.an automated object control unit, wherein the output of the timing unit is connected to the inputs of the end-to-end energy cost determination unit, the end-to-end energy consumption determination unit and the performance determination unit, the outputs of the energy carrier cost determination unit, the end-to-end energy consumption determination unit and the performance determination unit are connected to the inputs of the respective increment units, the outputs of the increment of the expenditure of energy and the unit of increment of productivity are connected to the input b dynamic energy intensity lock by energy consumption, outputs of the through energy increment unit and throughput increments are connected to the input of dynamic energy intensity by the energy consumption unit, outputs of dynamic energy intensity by the energy consumption unit, dynamic energy intensity by end energy inputs are connected respectively to the inputs of the control unit for the assessment of energy consumption and a unit for evaluating the control object for end-to-end energy consumption, outputs of units for estimating The control circuits for energy costs and through energy costs are connected to the input of the monitor unit — the operator's adviser, the output of which is connected to the input of the facility's automated control unit.

Недостатками известного технического решения являются следующие.The disadvantages of the known technical solutions are as follows.

1. Сложность технической реализации системы управления энергоресурсами;1. The complexity of the technical implementation of the energy management system;

2. Для функционирования системы требуется наличие оператора;2. For the functioning of the system requires an operator;

3. Не предусмотрен контроль внутренних параметров, характеризующих течение процесса (кроме количества подаваемой на входе энергии и количества продукции на выходе);3. There is no control over the internal parameters characterizing the course of the process (except for the amount of energy supplied at the input and the quantity of output);

4. Реакция системы на снижение энергоемкости ЭТП происходит уже после того, как это снижение произошло.4. The reaction of the system to reduce the energy intensity of the ETP occurs already after this decrease has occurred.

Техническим результатом изобретения является обеспечение энергосбережения в ЭТП. При этом обеспечивается простота технической реализации системы; повышение степени автономности ее функционирования; возможность контроля внутренних параметров, определяющих течение процесса; повышение точности управления системой путем прогноза значения мгновенной энергоемкости по результатам анализа предыдущей динамики изменения энергоемкости.The technical result of the invention is the provision of energy saving in the ETP. This ensures the simplicity of the technical implementation of the system; increasing the degree of autonomy of its functioning; the ability to control internal parameters that determine the course of the process; improving the accuracy of system control by predicting the value of instantaneous energy intensity based on the analysis of previous dynamics of changes in energy intensity.

Указанный результат достигается тем, что система энергосбережения в ЭТП включаетThe specified result is achieved by the fact that the energy saving system in the ETP includes

объект управления;management object;

блок автоматизированного управления объектом;automated control unit;

поток энергоносителя и поток производимой продукции;energy flow and product flow;

блоки определения расхода энергоносителя и производительности,blocks for determining energy consumption and performance,

при этом поток энергоносителя является первым входом блока автоматизированного управления объектом, выход блока автоматизированного управления объектом присоединен ко входу блока определения расхода энергоносителя, выход блока определения расхода энергоносителя присоединен ко входу объекта управления, первый выход объекта управления присоединен к входу блока определения производительности, выходом блока определения производительности является поток производимой продукции;wherein the energy carrier flow is the first input of the facility automated control unit, the output of the facility automated control unit is connected to the input of the energy carrier determination unit, the output of the energy carrier consumption determination unit is connected to the input of the control object, the first output of the control facility is connected to the input of the performance determination unit, by the output of the determination unit performance is the flow of products;

блок задатчика моментов времени, выход которого подключен ко вторым входам блока определения расхода энергоносителей и блока определения производительности;the unit of the installer of the moments of time, the output of which is connected to the second inputs of the unit for determining the flow of energy and the unit for determining performance;

блоки определения мгновенных значений расхода энергоносителя и производительности, при этом выход блока определения расхода энергоносителя подключен ко входу блока определения мгновенных значений расхода энергоносителя, а выход блока определения производительности подключен ко входу блока определения мгновенных значений производительности;blocks for determining the instantaneous values of energy consumption and productivity, while the output of the block for determining the consumption of energy is connected to the input of the block for determining the instantaneous values of the energy carrier, and the output of the block for determining the productivity is connected to the input of the block for determining instantaneous values of productivity;

блок определения мгновенного значения энергоемкости, при этом выходы блока определения мгновенных значений расхода энергоносителя и блока определения мгновенных значений производительности присоединены к первому и второму входам блока определения мгновенного значения энергоемкости;a unit for determining the instantaneous value of the energy intensity, while the outputs of the unit for determining the instantaneous values of the flow of energy and the unit for determining the instantaneous values of performance are connected to the first and second inputs of the unit for determining the instantaneous value of the energy consumption;

блок определения характеризующего процесс параметра, при этом его вход подключен ко второму выходу объекта управления, а выход подключен к третьему входу блока определения мгновенного значения энергоемкости;a unit for determining a parameter characterizing the process, while its input is connected to the second output of the control object, and the output is connected to the third input of the unit for determining the instantaneous energy intensity value;

блок прогноза энергоемкости, при этом выход блока определения мгновенного значения энергоемкости подключен ко входу блока прогноза энергоемкости;an energy intensity prediction unit, wherein the output of the instant energy intensity determination unit is connected to an input of an energy intensity prediction unit;

блок принятия решения, при этом выход блока прогноза энергоемкости подключен ко входу блока принятия решения, выход которого подключен ко второму входу блока автоматизированного управления объектом.a decision making unit, wherein the output of the energy intensity forecast unit is connected to the input of the decision unit, the output of which is connected to the second input of the facility automated control unit.

Новыми существенными признаками является то, что система дополнительно снабжена блоками определения мгновенных значений расхода энергоносителя и производительности, при этом выход блока определения расхода энергоносителя подключен ко входу блока определения мгновенных значений расхода энергоносителя, а выход блока определения производительности подключен ко входу блока определения мгновенных значений производительности;New significant features is that the system is additionally equipped with units for determining the instantaneous values of energy consumption and productivity, while the output of the unit for determining energy consumption is connected to the input of the unit for determining instantaneous values of energy consumption, and the output of the unit for determining productivity is connected to the input of the unit for determining instantaneous performance values;

блоком определения мгновенного значения энергоемкости, при этом выходы блока определения мгновенных значений расхода энергоносителя и блока определения мгновенных значений производительности присоединены к первому и второму входам блока определения мгновенного значения энергоемкости;a unit for determining the instantaneous value of the energy intensity, while the outputs of the unit for determining the instantaneous values of the flow of energy and the unit for determining the instantaneous values of performance are connected to the first and second inputs of the unit for determining the instantaneous value of the energy consumption;

блоком определения характеризующего процесс параметра, при этом его вход подключен ко второму выходу объекта управления, а выход подключен к третьему входу блока определения мгновенного значения энергоемкости;a unit for determining a parameter characterizing the process, while its input is connected to the second output of the control object, and the output is connected to the third input of the unit for determining the instantaneous energy intensity value;

блоком прогноза энергоемкости, при этом выход блока определения мгновенного значения энергоемкости подключен ко входу блока прогноза энергоемкости;an energy intensity forecast unit, wherein the output of the instant energy intensity determination unit is connected to an input of an energy intensity forecast unit;

блоком принятия решения, при этом выход блока прогноза энергоемкости подключен ко входу блока принятия решения, выход которого подключен ко второму входу блока автоматизированного управления объектом.a decision making unit, wherein the output of the energy intensity prediction unit is connected to an input of a decision making unit, the output of which is connected to a second input of an automated object control unit.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными позволяют получить технический результат во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.The listed new essential features in conjunction with the known ones allow to obtain a technical result in all cases to which the requested amount of legal protection applies.

На фиг.1 показана зависимость (в отн.ед.) количества производимой продукции Р и энергоемкости ЭТП ε от характеризующего процесс параметра X, т.е. функции Рх и εх, а также зависимость параметра X от величины подводимой энергии Q, т.е. функция ХQ.Figure 1 shows the dependence (in relative units) of the quantity of products P and the energy intensity of the ETF ε on the parameter X characterizing the process, i.e. the functions P x and ε x , as well as the dependence of the parameter X on the magnitude of the input energy Q, i.e. function X Q.

Логистическая цепочка: величина подводимой энергии (Q) - характеризующий процесс параметр (X) - количество продукции (Р), характерна для многих ЭТП, особенно в сельском хозяйстве.Logistic chain: the amount of energy supplied (Q) is the parameter characterizing the process (X) is the amount of production (P), which is characteristic of many ETPs, especially in agriculture.

Примером могут служить следующие ЭТП. В агрономии: затраты на внесение удобрений (Q) - создаваемая в почве концентрация активного элемента (X) - урожайность выращиваемых культур (Р). В животноводстве: энергия на создание микроклимата (Q) - температура воздуха в животноводческом помещении (X) - продуктивность животных (Р). В светокультуре: энергия на создание радиационного режима в теплице (Q) - облученность в теплице (X) - урожайность облучаемых растений (Р).An example is the following ETP. In agronomy: the cost of fertilizing (Q) - the concentration of the active element (X) created in the soil - the yield of crops grown (P). In animal husbandry: energy for creating a microclimate (Q) - air temperature in the animal husbandry (X) - animal productivity (P). In light culture: energy for creating a radiation regime in a greenhouse (Q) - irradiation in a greenhouse (X) - yield of irradiated plants (P).

Пример 1. Для условий светокультуры определены численные значения энергии, затрачиваемой на создание радиационного режима в теплице (Q), создаваемая при этом облученность в теплице (ХQ) и соответствующая урожайность облучаемых растений (Рх), представленные в табл.1.Example 1. For the conditions of photoculture, the numerical values of the energy spent on creating a radiation regime in the greenhouse (Q), the irradiation in the greenhouse (X Q ) and the corresponding productivity of the irradiated plants (P x ), presented in Table 1, are determined.

Значения энергоемкости ЭТП облучения рассчитаны по формулеThe energy intensity values of ETP irradiation are calculated by the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

Таблица 1Table 1 Численный пример показателей ЭПП для светокультуры, отн.ед.A numerical example of EPI indicators for light culture, rel. QQ ХQ X Q Рх R x εх ε x 33 1010 20twenty 0,150.15 55 20twenty 4040 0,130.13 1010 30thirty 50fifty 0,200.20 18eighteen 4040 3535 0,510.51

По представленным численным значениям построены графики, представленные на фиг.1. Анализ графиков показывает, что при увеличении количества затрачиваемой энергии растет значение величины облученности, что (до некоторых пределов) приводит к росту урожайности облучаемых растений, при этом оптимум урожайности соответствует точке «А» (максимум на кривой зависимости урожайности от облученности Рх). Однако с точки зрения энергозатрат оптимальным является режим, соответствующий точке «В» (минимум энергоемкости процесса облучения в зависимости от создаваемой облученности εx). Таким образом, задачей энергосберегающего алгоритма регулирования ЭТП является поддержание минимального значения энергоемкости в любой момент времени.According to the presented numerical values, the graphs are plotted as shown in Fig. 1. Analysis of the graphs shows that with an increase in the amount of energy expended, the value of the irradiation increases, which (up to some limits) leads to an increase in the yield of irradiated plants, while the optimum yield corresponds to point “A” (maximum on the curve of the dependence of yield on irradiation P x ). However, from the point of view of energy consumption, the regime corresponding to point “B” is optimal (the minimum energy intensity of the irradiation process, depending on the irradiation ε x ). Thus, the task of the energy-saving algorithm for regulating the ETP is to maintain a minimum value of energy intensity at any time.

На фиг.2 показан принцип прогноза значения энергоемкости εi+1 для следующего момента времени i+1 по результатам по крайне мере трех измерений мгновенного значения энергоемкости: в двух предшествующих моментах времени εi-2, εi-1 и текущий момент времени εi. Для выполнения прогноза необходимо найти функцию зависимости энергоемкости ε от параметра X в различные моменты времени, т.е. функцию εi. Решение этой задачи может быть получено методом наименьших квадратов (МНК) путем аппроксимации функции εi, например, квадратичной параболой видаFigure 2 shows the principle of predicting the energy intensity ε i + 1 for the next time moment i + 1 based on the results of at least three measurements of the instantaneous energy intensity: at the two previous times ε i-2 , ε i-1 and the current time ε i . To carry out the forecast, it is necessary to find the function of the dependence of the energy intensity ε on the parameter X at various points in time, i.e. function ε i . The solution to this problem can be obtained by the least squares method (LSM) by approximating the function ε i , for example, by a quadratic parabola of the form

Figure 00000002
Figure 00000002

где а, b, с - искомые постоянные коэффициенты.where a, b, c are the desired constant coefficients.

С помощью полученного уравнения производится прогноз величины энергоемкости в следующий момент времени.Using the obtained equation, a prediction of the energy intensity at the next time is made.

Пример 2. Получены следующие значения мгновенной энергоемкости, представленные в таблице 2.Example 2. The following values of instantaneous energy intensity are presented, presented in table 2.

Таблица 2table 2 Численный пример значений мгновенной энергоемкости, отн. ед.A numerical example of instantaneous energy intensity values, rel. units ii ПоказательIndicator ЗначениеValue 00 εi-2 ε i-2 11eleven 1one εi+1 ε i + 1 66 22 εi ε i 33

Обработка данных таблиц по МНК позволяет описать тренд изменения энергоемкости квадратичной параболойProcessing the data of tables by OLS allows us to describe the trend in the energy intensity of a quadratic parabola

εi=i2-6i+11.ε i = i 2 -6i + 11.

Прогноз значения энергоемкости на следующий момент времени дает величину εi+1=2. Это меньше, чем текущее значение энергоемкости, значит, минимум энергоемкости еще не достигнут и следует увеличить энергозатраты.The forecast of the energy intensity at the next time gives the value ε i + 1 = 2. This is less than the current value of energy intensity, which means that the minimum energy intensity has not yet been reached and energy costs should be increased.

Если прогнозируемое значение энергоемкости на следующий момент времени εi+1 больше, чем текущее значение энергоемкости εi, значит, минимум энергоемкости достигнут и энергозатраты следует зафиксировать на текущем уровне.If the predicted energy intensity at the next time point ε i + 1 is greater than the current energy intensity ε i , then the minimum energy intensity has been reached and energy consumption should be fixed at the current level.

На фиг.3 показана структурная схема системы энергосбережения в энерготехнологических процессах. Она содержит: блок автоматизированного управления объектом 1; блок определения расхода энергоносителя 2; объект управления 3; блок определения производительности 4; блок задатчика моментов времени 5; блок определения характеризующего процесс параметра 6; блок определения мгновенных значений расхода энергоносителя 7; блок определения мгновенного значения энергоемкости 8; блок определения мгновенных значений производительности 9; блок прогноза энергоемкости 10; блок принятия решения 11, а также включает в себя поток энергоносителя Q и поток производимой продукции Р.Figure 3 shows a structural diagram of an energy saving system in energy technology processes. It contains: block automated control of the object 1; unit for determining the flow of energy 2; management object 3; performance determination unit 4; unit of the moment installer 5; a unit for characterizing a process parameter 6; unit for determining the instantaneous values of the flow of energy 7; unit for determining the instantaneous value of energy intensity 8; unit for determining instantaneous performance values 9; energy intensity prediction unit 10; decision block 11, and also includes the flow of energy Q and the flow of products R.

Система работает следующим образом. На вход объекта управления 3, под которым подразумевается любой ЭТП, через блок автоматизированного управления объектом 1 и блок определения расхода энергоносителя 2 подается поток энергоносителя Q. Результатом ЭТП является производство продукта, количество которого в виде потока производимой продукции Р проходит через блок определения производительности 4. На выходе блока 6 формируется значение характеризующего процесс параметра X.The system operates as follows. At the input of the control object 3, which means any ETP, through the automated control unit of the object 1 and the unit for determining the flow of energy 2 the flow of energy Q is supplied. The result of the ETP is the production of a product, the amount of which in the form of a stream of products P passes through the unit for determining productivity 4. At the output of block 6, the value of the parameter X characterizing the process is formed.

Задатчик моментов времени 5 с некоторым интервалом (величина которого определяется скоростью изменения зависимостей XQ, РХ и εХ) выдает метки времени, в соответствии с которыми изменяется количество подаваемого на объект управления энергоносителя, а в блоках 7 и 9 вычисляются соответственно мгновенные значения расхода энергоносителя Qi и мгновенные значения производительности Pi.The timing unit 5 with a certain interval (the value of which is determined by the rate of change of the dependences X Q , P X and ε X ) produces time stamps, according to which the amount of energy supplied to the control object changes, and in blocks 7 and 9, instantaneous flow rates are calculated, respectively energy source Q i and instantaneous values of productivity P i .

В блоке 8 производится определение мгновенного значения энергоемкости εi в заданные моменты времени при текущем значении характеризующего процесс параметра X. В блоке 10 по результатам анализа динамики изменения энергоемкости до текущего момента времени производится прогноз ее значения εi+1 на следующий момент времени. В блоке 11 производится принятие решения о необходимости изменения количества подаваемого на объект управления энергоносителя. Соответствующий сигнал подается на через блок автоматизированного управления объектом 1.In block 8, the instantaneous value of the energy intensity ε i is determined at given times at the current value of the parameter X characterizing the process. In block 10, based on the analysis of the dynamics of changes in energy intensity up to the current moment of time, its value ε i + 1 is predicted for the next moment in time. In block 11, a decision is made about the need to change the amount of energy supplied to the control object. The corresponding signal is fed through the unit for automated control of the object 1.

Пример 3. Система энергосбережения реализуется в светокультуре. Объектом управления (блок 3) является ЭТП облучения растений в теплице. Техническое средство, соответствующее этому ЭТП, - облучательная установка. На вход облучательной установки, через блок автоматизированного управления 1 и блок определения расхода энергоносителя 2 подается электроэнергия Q. Результатом ЭТП является продуктивность облучаемых растений Р, которая фиксируется блоком 4. На выходе блока 6 формируется значение определяющего процесс параметра X - облученности растений.Example 3. The energy saving system is implemented in light culture. The control object (block 3) is the ETP of plant irradiation in the greenhouse. The technical means corresponding to this ETP is an irradiation facility. Electricity Q is supplied to the input of the irradiation installation, through the automated control unit 1 and the energy carrier flow rate determination unit 2. The result of the ETF is the productivity of the irradiated plants P, which is recorded by block 4. At the output of block 6, the value of the process-determining parameter X, the plant irradiation, is formed.

Задатчик моментов времени 5 с некоторым интервалом выдает метки времени, в соответствии с которыми изменяется количество подаваемой на облучательную установку электрической энергии, а в блоках 7 и 9 вычисляются соответственно мгновенные значения расхода электроэнергии Qi и мгновенные значения продуктивности растений Рi.The timing device 5 with a certain interval produces time stamps, in accordance with which the amount of electric energy supplied to the irradiation unit is changed, and in units 7 and 9, the instantaneous values of the electric energy consumption Q i and the instant values of the plant productivity P i are calculated.

В блоке 8 производится определение мгновенного значения энергоемкости в те же моменты времени при текущем значении облученности, т.е. значений функции εi в заданные моменты времени.In block 8, the instantaneous energy intensity is determined at the same time instants at the current irradiation value, i.e. values of the function ε i at given times.

Численный пример мгновенных значений формируемых и измеряемых параметров приведен в таблице 3.A numerical example of the instantaneous values of the generated and measured parameters is given in table 3.

Таблица 3Table 3 Численный пример мгновенных значений показателей ЭТП для светокультуры, отн. ед.A numerical example of the instantaneous values of ETF indicators for photoculture, rel. units ii Qi Q i XX Рi P i εi ε i 00 1010 1010 1.71.7 66 1one 30thirty 20twenty 1010 33 22 6060 30thirty 30thirty 22

В блоке 10 по результатам анализа динамики изменения энергоемкости до текущего момента времени производится прогноз ее значения на следующий момент времени.In block 10, according to the results of the analysis of the dynamics of changes in energy intensity up to the current time, a forecast of its value for the next time is made.

Для численного примера из таблицы 3 обработка данных по МНК позволяет описать тренд изменения энергоемкости квадратичной параболойFor a numerical example from Table 3, the processing of data by OLS allows us to describe the trend in energy intensity by a quadratic parabola

εi=i2-4i+6.ε i = i 2 -4i + 6.

Прогноз значения энергоемкости на следующий момент времени дает величину εi+1=3.The forecast of the energy intensity for the next time gives the value ε i + 1 = 3.

В блоке 11 производится принятие решения о необходимости изменения количества подаваемой на облучательную установку электроэнергии.In block 11, a decision is made about the need to change the amount of electricity supplied to the irradiation unit.

Поскольку прогнозируемое значение энергоемкости εi+1=3 больше, чем текущее значение энергоемкости εi=2, то минимум энергоемкости достигнут и энергозатраты следует зафиксировать на текущем уровне.Since the predicted value of the energy intensity ε i + 1 = 3 is greater than the current value of the energy intensity ε i = 2, the minimum energy intensity is reached and energy consumption should be fixed at the current level.

Соответствующий сигнал подается на через блок автоматизированного управления 1.The corresponding signal is fed through the automated control unit 1.

Применение данной системы обеспечивает энергосбережение в ЭТП при простоте технической реализации системы, повышении степени автономности ее функционирования, возможность контроля определяющих течение процесса внутренних параметров и точности управления системой.The use of this system provides energy saving in the electronic circuit with the simplicity of the technical implementation of the system, increasing the degree of autonomy of its functioning, the ability to control the internal parameters determining the process and the accuracy of the system control.

Claims (1)

Система энергосбережения в энерготехнологических процессах, включающая объект управления; блок автоматизированного управления объектом; поток энергоносителя и поток производимой продукции; блоки определения расхода энергоносителя и производительности, при этом поток энергоносителя является первым входом блока автоматизированного управления объектом, выход блока автоматизированного управления объектом присоединен ко входу блока определения расхода энергоносителя, выход блока определения расхода энергоносителя присоединен ко входу объекта управления, первый выход объекта управления присоединен к входу блока определения производительности, выходом блока определения производительности является поток производимой продукции; блок задатчика моментов времени, выход которого подключен ко вторым входам блока определения расхода энергоносителей и блока определения производительности, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена блоками определения мгновенных значений расхода энергоносителя и производительности, при этом выход блока определения расхода энергоносителя подключен ко входу блока определения мгновенных значений расхода энергоносителя, а выход блока определения производительности подключен ко входу блока определения мгновенных значений производительности; блоком определения мгновенного значения энергоемкости, при этом выходы блока определения мгновенных значений расхода энергоносителя и блока определения мгновенных значений производительности присоединены к первому и второму входам блока определения мгновенного значения энергоемкости; блоком определения характеризующего процесс параметра, при этом его вход подключен ко второму выходу объекта управления, а выход подключен к третьему входу блока определения мгновенного значения энергоемкости; блоком прогноза энергоемкости, при этом выход блока определения мгновенного значения энергоемкости подключен ко входу блока прогноза энергоемкости; блоком принятия решения, при этом выход блока прогноза энергоемкости подключен ко входу блока принятия решения, выход которого подключен ко второму входу блока автоматизированного управления объектом. Energy-saving system in energy-technological processes, including a control object; automated control unit; energy flow and product flow; energy carrier flow rate and productivity determination blocks, wherein the energy carrier flow is the first input of the facility automated control unit, the output of the facility automated control unit is connected to the input of the energy carrier flow determination unit, the output of the energy carrier flow determination unit is connected to the input of the control object, the first output of the control object is connected to the input unit for determining the performance, the output of the unit for determining the performance is the flow produced by oduktsii; a moment setter unit, the output of which is connected to the second inputs of the energy flow rate determination unit and the performance determination unit, characterized in that it is additionally equipped with units for determining the instantaneous energy consumption rate and performance, while the output of the energy consumption determination unit is connected to the input of the instant flow rate determination unit energy source, and the output of the unit for determining the performance is connected to the input of the unit for determining instantaneous values loneliness; a unit for determining the instantaneous value of the energy intensity, while the outputs of the unit for determining the instantaneous values of the flow of energy and the unit for determining the instantaneous values of performance are connected to the first and second inputs of the unit for determining the instantaneous value of the energy consumption; a unit for determining a parameter characterizing the process, while its input is connected to the second output of the control object, and the output is connected to the third input of the unit for determining the instantaneous energy intensity value; an energy intensity forecast unit, wherein the output of the instant energy intensity determination unit is connected to an input of an energy intensity forecast unit; a decision making unit, wherein the output of the energy intensity prediction unit is connected to an input of a decision making unit, the output of which is connected to a second input of an automated object control unit.
RU2008128805/09A 2008-07-14 2008-07-14 System for saving energy in energotechnological processes RU2361262C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008128805/09A RU2361262C1 (en) 2008-07-14 2008-07-14 System for saving energy in energotechnological processes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008128805/09A RU2361262C1 (en) 2008-07-14 2008-07-14 System for saving energy in energotechnological processes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2361262C1 true RU2361262C1 (en) 2009-07-10

Family

ID=41045891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008128805/09A RU2361262C1 (en) 2008-07-14 2008-07-14 System for saving energy in energotechnological processes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2361262C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2381645C1 (en) * 2008-07-14 2010-02-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный государственный аграрный университет Method for reduction of plants radiation system energy intensity in process of their growth with ordered layout of light sources

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1467664A1 (en) * 1986-11-28 1989-03-23 Объединенное Диспетчерское Управление Энергосистемами Северо-Запада Method of automatic control of power system parameters
US5285377A (en) * 1990-10-30 1994-02-08 Fujitsu Limited Control apparatus structuring system
RU2212746C2 (en) * 2001-06-29 2003-09-20 Санкт-Петербургский государственный аграрный университет Method for checking and controlling power consumption
RU2315324C1 (en) * 2006-09-06 2008-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" Device for control of power resources

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1467664A1 (en) * 1986-11-28 1989-03-23 Объединенное Диспетчерское Управление Энергосистемами Северо-Запада Method of automatic control of power system parameters
US5285377A (en) * 1990-10-30 1994-02-08 Fujitsu Limited Control apparatus structuring system
RU2212746C2 (en) * 2001-06-29 2003-09-20 Санкт-Петербургский государственный аграрный университет Method for checking and controlling power consumption
RU2315324C1 (en) * 2006-09-06 2008-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" Device for control of power resources

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2381645C1 (en) * 2008-07-14 2010-02-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный государственный аграрный университет Method for reduction of plants radiation system energy intensity in process of their growth with ordered layout of light sources

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rieger et al. Progress in sensor technology-progress in process control? Part I: Sensor property investigation and classification
CN117217407B (en) A method, medium and device for pre-evaluating carbon emissions of power system
US20240036560A1 (en) Environmental protection device control apparatus, production plan optimization system, method and computer-readable medium
CN116128421B (en) Atmospheric pollution control scheme generation method coupled with pollution source emission and analysis
CN113743960A (en) Building carbon emission monitoring system and method
CN119226958B (en) Water-fertilizer integrated irrigation control method based on wheat growth cycle
US20250371555A1 (en) Crop carbon footprint evaluation method and system, device, and storage medium
WO2020244265A1 (en) Method for predicting operation effectiveness of rural domestic sewage treatment facility using support vector machine
CN116542538A (en) Industrial equipment energy consumption monitoring method and device, electronic equipment and storage medium
RU2361262C1 (en) System for saving energy in energotechnological processes
CN118913387A (en) Temperature compensation method and system of ultrasonic water meter
CN119936138A (en) Intelligent environmental monitoring device for soil health and microbial analysis
CN118691262A (en) Intelligent management system for periodic cleaning based on data analysis
CN101860025A (en) Network Loss Calculation Method Based on Prediction-Correction Technology for Power Grid's Future Operation Mode
CN116862151B (en) Cloud computing-based carbon emission analysis method and system
CN106355338A (en) Raw milk risk detection and control method
Villa-Medina et al. Solar forced convection dryer for agriproducts monitored by IoT
CN113240333A (en) Energy saving evaluation method and device for key energy consumption unit and computer equipment
CN120373671B (en) Multi-scenario driven water supply carbon emission accounting system optimization method and system
Zhang et al. Effects of control sequence optimisation on the performance of bivariate fertiliser applicator
RU2001118101A (en) The way to control and manage energy consumption
Kempelis et al. Implementation of machine learning based approach in IoT network prototype
CN120542702A (en) Industrial carbon emission data anomaly management system, method, device and medium
CN119398546A (en) A zero-carbon monitoring and management platform for parks
CN116865246B (en) A method and system for predicting the feasible region of industrial user load based on fast response

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100715