НОВЫЙ ПОДХОД К ВНЕДРЕНИЮ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СИСТЕМАХ УЛИЧНОГО ОСВЕЩЕНИЯ подробнее ...»


Давиденко В.А., к.т.н. Казачинский В.М.

Введение
Предлагается рассмотреть эффективную эксплуатацию систем уличного освещения, как задачу оптимизации затрат на энергопитание осветительных сетей с помощью современных технологий мониторинга и управления. Такую задачу поставили перед собой два предприятия – VD MAIS и ОДИС-W, объединив усилия в области разработки и производства  технологий дистанционного управления, учёта электроэнергии и энергосбережения. Совместный опыт экспериментальных работ, подготовки серийного производства, тестирования и испытания готовых изделий на современных автоматизированных линиях и стендах, а также использование отечественных инновационных разработок, защищённых патентами, позволяют получить новое качество конечной продукции, так необходимой в современных условиях экономического развития. При этом для коммунальных предприятий «Горсвет» предлагается уникальная возможность внедрения современных систем управления на основе новых схем финансирования, что особенно актуально в настоящее время в условиях нестабильного бюджетного финансирования.

Оптимизация учёта электроэнергии
В существующих условиях дефицита энергоресурсов основным критерием оптимальной эксплуатации сетей уличного освещения является их энергоэффективность. Инструментом контроля энергоэффективности является многотарифный учёт потребляемой электроэнергии. При этом для уличных сетей освещения точкой учёта является шкаф управления наружным освещением (ШУНО), типа И-710, число которых может достигать 1000 и более для крупных городов. Опыт эксплуатации различных комплексов АСКУЭ (автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии) в системах уличного освещения выявил ряд особенностей, которые не позволяют эффективно использовать стандартные технические решения, в частности, используемые для систем учёта электроэнергии в многоквартирных домах. Во-первых, в осветительных сетях точки учёта – ШУНО в основном привязаны к разным трансформаторным– распределительным подстанциям (ТП/РП), что не позволяет использовать единую сеть сбора данных, во-вторых, большинство счётчиков электроэнергии, доступных на украинском рынке, имеют в ряде случаев функциональную избыточность и недостаточную надёжность для эксплуатации в тяжёлых условиях уличной среды. Данные обстоятельства обусловили необходимость разработки и производства оборудования, учитывающего особенности эксплуатации сетей уличного освещения в различных климатических зонах.
Данную задачу успешно решают разработчики ОДИС-W в кооперации с производственным предприятием VD MAIS, имеющим все необходимые технологии для производства печатных плат, монтажа элементов, а также оборудование для тестирования и контроля готовых изделий с имитацией разнообразных экстремальных условий эксплуатации. Это позволяет объективно подойти к выбору микроэлектронных компонентов и конструкции в целом, выявить их реальный запас прочности в условиях низких и высоких температур окружающей среды, механических нагрузок, вибраций, пыле- влаго- защищённости, помехоустойчивости к индустриальным помехам и грозовым разрядам. Важно также оценить и испытать изделия сторонних производителей и при необходимости выполнить их модернизацию. Так, например, острой проблемой большинства выпускаемых счётчиков является использование в качестве резервного питания литиевых элементов питания, которые при отрицательных температурах и при отсутствии основного питания могут приводить к сбою работы внутренних электронных таймеров. Использование резервного питания, стойкого к низким температурам является актуальной задачей при проектировании комплексов для систем управления уличным освещением. Значительным снижением стоимости компонентов АСКУЭ для сетей уличного освещения является также использование приборов некоммерческого учёта электроэнергии, стоимость которых существенно ниже стоимости коммерческих счётчиков электроэнергии. Такие приборы учёта могут найти широкое применение в комплексе оборудования системы СПРУТ для относительной оценки энергопотребления рекламных щитов, выраженные через интегральные показания коммерческого энергоучёта  на уровне инсталлированного в ШУНО прибора коммерческого учёта. Важным отличительным признаком совместной продукции VD MAIS и ОДИС-W является реализация комплексного технического решения управления и учёта электроэнергии для систем управления городским уличным освещением. Таким образом, становится возможным удовлетворение специфических потребностей предприятий, эксплуатирующих сети наружного освещения, как задачи оптимального управления на основе базового критерия — энергоэффективности.

Совместное использование прибора учёта электроэнергии с системой СПРУТ
Объединение усилий специалистов VD MAIS и ОДИС-W, позволяет значительно расширить возможности системы управления наружным освещением СПРУТ без её усложнения или повышения стоимости. Новая версия СПРУТ-105.1 может контролировать качество электропитания осветительной сети и при необходимости оперативно информировать поставщика электроэнергии о существующих проблемах. Контроль фактических напряжений и токов электропитания каждого ШУНО позволяет быстро реагировать на аварийные ситуации в энергоснабжении, что значительно повышает срок эксплуатации всех элементов осветительной сети. Также без использования дополнительного оборудования появляется возможность контроля целостности выходных линий освещения ШУНО, а также фиксация фактов несанкционированного подключения к осветительной сети с целью воровства электроэнергии. Возможность перекрёстного контроля корректности работы оборудования СПРУТ и прибора учёта электроэнергии, позволяет оперативно реагировать на сбои в работе электронного оборудования. В частности, как часто отмечалось в зимнее время при низких температурах окружающей среды, возможно нарушение работы внутренних электронных часов. Это приводит к неправильным данным многотарифного учёта, а значит к перерасходу финансовых средств при оплате электроэнергии. Важной возможностью интегрированного решения СПРУТ-105.1 является также точный контроль уровней напряжения каждой питающей фазы в реальном масштабе времени, что позволяет реализовать эффективный механизм энергосбережения для каждого ШУНО сети уличного освещения.

Способ энергосбережения в осветительных сетях
Точный мониторинг уровней всех 3-х фаз питающего напряжения позволяет реализовать механизм энергосбережения, основанный на особенностях вольтамперной характеристики газонаполненных ламп уличного освещения. В частности, снижение уровня напряжения на светильнике до 190 В приводит к снижению потребляемого тока до 35-40%, а светоотдача снижается примерно на 10%. Данный режим редукции напряжения широко используется в энергосберегающих «электронных» балластах для отдельно взятых ламп. Однако, технико-экономический расчёт показывает, что централизованная редукция питающего напряжения на уровне  шкафа управления, объединяющего до 300 светильников, значительно эффективнее и затраты окупаются уже через 18 месяцев. В связи с этим предлагается техническое решение, основанное на возможностях оборудования СПРУТ, прибора учёта электроэнергии и управляемого редуктора напряжения. Особенностью работы редуктора в комплексе СПРУТ является его адаптивность. Так, например, при снижении  питающего напряжения на входе ШУНО во время экономного режима работы газонаполненных светильников возможно их погасание. Для недопущения этого в комплексе оборудования СПРУТ реализован постоянный мониторинг величины питающего напряжения с целью оперативной коррекции напряжения питания осветительных ламп. Мониторинг тока нагрузки на выходе редуктора позволяет также контролировать число светильников на линии в зажжённом состоянии и при необходимости корректировать степень редукции при изменении параметров проводной сети в зависимости от погодных условий и ухудшения контактных соединений.

Схема финансирования проектов для систем уличного освещения
Учитывая особенности финансирования жилищно-коммунальной отрасли, предлагается выполнить обособление инфраструктуры управления уличным освещением, как подразделения, которому передаются операторские функции управления и на баланс которого передаётся оборудование управления сетью уличного освещения. Сутью данного обособления является создание механизма заинтересованности в эффективной эксплуатации осветительной сети, что отсутствует в существующих структурах коммунальных предприятий «Горсвет». Передача такого оборудования возможна на условиях аренды, лизинга или других механизмов отсрочки платежа, целью которого является запуск механизма оптимизации работы осветительной сети, эффект от которого используется для погашения первоначальных затрат инвестора. В этом случае возникает прямая заинтересованность в повышении энергоэффективности осветительной сети и снижении затрат на эксплуатацию оборудования всей инфраструктуры. Описанный выше механизм позволит реально запустить решение глобальной задачи энергосбережения, как на уровне города, так и на уровне государства в целом.

Powered by Hackadelic Sliding Notes 1.6.5