Inteligentna sieć ciepłownicza w Poznaniu

Głównym przedmiotem działalności Veolii Energii w Poznaniu jest produkcja ciepła systemowego w kogeneracji i jego dostawa do klientów, z wykorzystaniem sieci ciepłowniczej.

System ciepłowniczy Poznania

Poprzez układ ciepłociągów o długości 480 km ciepło doprowadzane jest z centralnej elektrociepłowni Karolin do ponad 7 tys. obiektów na terenie miasta. System ciepłowniczy to także kilkaset komór ciepłowniczych, w tym 35 kluczowych, monitorowanych w telemetrii, trzy przepompownie i ponad 5 tys. węzłów ciepłowniczych. Większość węzłów w systemie to kompaktowe instalacje nowej generacji, a blisko 180 km sieci zostało wykonanych w nowoczesnej technologii preizolowanej, gwarantującej lepsze parametry efektywności dostaw. Na samym końcu tego „łańcucha dostaw” jest jeszcze ok. 6 tys. liczników ciepła i wodomierzy.

Zarządzanie takim majątkiem wymaga nakładu sił i środków. Modernizacja infrastruktury ciepłowniczej – sieci i urządzeń – jest prowadzona w Poznaniu sukcesywnie od połowy lat 90. XX w. Dostępne wcześniej rozwiązania nie pozwalały jednak na osiągnięcie skali efektywności energetycznej, jaka możliwa jest obecnie. Sterowanie pojedynczymi węzłami i komorami nie przekładało się na efekty dla optymalizacji pracy całej sieci, a zwłaszcza dla źródła – elektrociepłowni Karolin. Podobnie wyglądała kwestia procesu odczytowego – fizyczne odczytywanie, a potem weryfikacja danych dla takiej liczby układów pomiarowych zajmowało znaczącą część czasu pracowników eksploatacji. Właśnie kwestia odczytu liczników była pierwszym impulsem do wprowadzenia inteligentnych rozwiązań informatycznych i telemetrii do systemu zarządzania dystrybucją ciepła w Poznaniu.

System telemetrii

Pilotażowe wdrożenie w 2007 r. systemu telemetrii w Poznaniu wynikało z czterech podstawowych wyzwań, jakie postawiono w obszarze zarządzania siecią ciepłowniczą:

• przyspieszenie odczytu ciepłomierzy,
• zrównoważenie produkcji ciepła i energii elektrycznej w zależności od zapotrzebowania,
• optymalizacja organizacji pracy służb eksploatacyjnych,
• poprawa efektywności wykorzystania ciepła u klientów.

W 2008 r. rozpoczęto właściwe wdrożenie telemetrii w poznańskim systemie ciepłowniczym. Co ważne, system zaprojektowano w architekturze otwartej, umożliwiającej jego rozbudowę i swobodną rekonfigurację w ramach istniejących potrzeb. Do 2011 r. telemetrią objęto ponad 5 tys. układów pomiarowych, które zostały zintegrowane z bazą danych GIS (System Informacji Geograficznej) oraz wewnętrzną bazą danych o urządzeniach. Cały układ działa w oparciu o komunikację GSM w sieci telefonii komórkowej oraz o komunikację radiową urządzeń odczytowych z koncentratorami danych, które z kolei komunikują się z centralną bazą poprzez sieć GSM.

W efekcie wdrożenia tego rozwiązania, oprócz przyspieszenia procesu odczytowego, uzyskano możliwość pozyskiwania informacji on-line dotyczących poprawności funkcjonowania układów pomiarowych. Obecnie cały proces weryfikacji odczytów i w następstwie fakturowania klientów odbywa się już wyłącznie drogą elektroniczną – dzięki możliwości kontroli poprawności informacji spływających z baz danych telemetrycznych oraz systemu GIS.

Kolejnym krokiem była implementacja zdalnego sterowania komorami i węzłami ciepłowniczymi. Do 2014 r. do systemu telemetrii podłączono regulatory w 2500 węzłach cieplnych. Umożliwia to zdalne sterowanie i kontrolę parametrów dostarczanego ciepła nie tylko na wejściu do węzła, ale także na wyjściu do instalacji wewnętrznych oraz w pełni zdalne zarządzanie parametrami węzłów w systemie on-line.

Sterowanie i telemetria sieci magistralnej rozwijane były już w latach 70. ubiegłego wieku. Stosowane obecnie nowoczesne rozwiązania, wdrożone w 35 komorach ciepłowniczych, pozwalają na zdalną kontrolę parametrów oraz sterowanie pracą sieci z centralnej dyspozycji ruchu. Operatorzy mogą zmienić, w zależności od potrzeb, rozpływy i ciśnienia dyspozycyjne wody sieciowej, przepływy w sieci, ciśnienia i temperatury zasilania – wszystko po to, aby sieć pracowała w najbardziej optymalnych warunkach dla danych warunków atmosferycznych.

Zdalne zarządzanie parametrami sieci nie pozostaje bez wpływu na źródło ciepła. Dlatego od czasu wdrożenia telemetrii sieciowej dyspozytorzy ruchu sieci pracują w jednym miejscu z dyżurnymi inżynierami ruchu w elektrociepłowni i na bieżąco ustalają parametry pracy całego systemu, uzyskując dzięki synergii działania najbardziej efektywny balans pomiędzy produkcją i dostawą energii elektrycznej i ciepła.