Энергосовет - энергосбережение и энергоэффективность
в Яndex
Главная >> Библиотека технических статей >> Экономия электрической энергии >> >>

Анонсы

23.11.17 29 ноября в Москве состоится круглый стол на тему «Критерии эффективности проектов модернизации ТЭЦ» подробнее >>>

17.11.17 Заседание Рабочей группы по синхронизации отраслевого и коммунального законодательства по вопросам начислений за ресурсы и коммунальные услуги подробнее >>>

13.11.17 Шорт-лист Премии WinAwards Russia/«Оконная компания года-2017»! подробнее >>>

Все анонсы портала

Новое на портале

13.11.17 Юбилейный 50-й выпуск журнала "ЭНЕРГОСОВЕТ" посвящен конференции "Теплоснабжение-2017. Функционирование в новых условиях" подробнее >>>

07.11.17 Страна поставлена "на счётчик" // видео подробнее >>>

02.11.17 Энергоэффективный капремонт: миф или реальность? // интервью подробнее >>>

20.10.17 На заседании в Правительстве РФ обсудили энергосбережение и повышение энергетической эффективности подробнее >>>

Все новости портала

Еще по теме Экономия электрической энергии

Cтраницы: 1 | 2 | 3 | следующая >>

Автоматизированное управление уличным освещением

В статье рассмотрены зарубежные системы управления уличным освещением, а также описана разработка автора с коллегами, в которой значительные функциональные возможности зарубежных систем дополнены интеллектуальным алгоритмом контроля исправности ламп, позволяющим значительно сократить затраты на оборудование средств автоматики.

Введение

Системы освещения улиц и автомагистралей играют важную роль в обеспечении комфорта и безопасности граждан. Перед разработчиками современных систем автоматизированного управления уличным освещением стоят следующие основные задачи:

o обеспечить бесперебойным освещением жилые, общественные и промышленные территории, автотрассы и прочие объекты наземной транспортной инфраструктуры. Под бесперебойным освещением понимают минимальное время от момента выхода ламп из строя до восстановления работоспособности;

o обеспечить экономию электроэнергии, затрачиваемой на освещение. В рамках описания систем управления уличным освещением, мы не рассматриваем энергетическую эффективность самих ламп, но анализируем системные способы сокращения энергозатрат при обеспечении качества освещения;

o обеспечить минимизацию затрат на техническое обслуживание (главным образом, замену ламп).

Сегодня бесперебойное освещения часто обеспечивается с помощью экономических рычагов: организации, ответственные за уличное освещение, платят штрафы за превышение нормативного количества неисправных ламп на своей территории. Таким образом, противоречивые задачи минимизации расходов и оптимизации качества услуг приходят в равновесие.

Традиционные системы управления уличным освещением

Сегодня наиболее распространенны газоразрядные лампы уличного освещения, заполненные парами ртути или натрия. В последнее время наблюдается тенденция перехода на светодиодные излучатели, но в массовом порядке эта технология пока не применяется. В традиционных системах управления газоразрядными лампами важнейшую роль играют балластные сопротивления или балласты. Балласты ограничивают мощность до номинального уровня и широко используются для реализации простейших функций управления.

Индукционные балласты (ИБ) формируют бросок тока при подаче питания, необходимый для поджига газоразрядной лампы. На этапе устойчивого свечения индукционный балласт (его еще называют магнитным балластом) ограничивает мощность на лампе за счет реактивного сопротивления индуктивности (сам балласт не нагревается). Недостаток магнитных балластов – сдвиг фаз между током и напряжением, т.е. уменьшение cos j –исправляют за счет применения конденсаторов и разнообразных схем противофазного включения нескольких ламп, что также снижает стробоскопический эффект от мерцания ламп на промышленной частоте.

Электронные балласты (ЭБ) – это полупроводниковые устройства, обеспечивающие нужную последовательность подачи токов поджига и поддержания напряжения на лампе. ЭБ обычно состоят из инвертора преобразующего токи промышленной частоты в токи частотой примерно 20 кГц. Это дает ряд преимуществ: устраняется стробоскопический эффект и повышается яркость свечения газа за счет постоянной ионизации на повышенной частоте. Яркость свечения резко возрастает (на 9%) на частоте около 10 кГц, и далее плавно возрастает при повышении частоты приблизительно до 20 кГц. Работа на высокой частоте позволяет также резко сократить габариты электронных компонентов, повысить их КПД и использовать для ограничения тока через лампу не индуктивность, а конденсатор, тем самым минимизируя потери электрической мощности. Современные ЭБ позволяют плавно регулировать яркость свечения за счет ШИМ и реализовать различные режимы поджига газоразрядных ламп:

o мгновенный старт: поджиг ламп без предварительного разогрева катодов импульсом напряжения около 600 В. С энергетической точки зрения это наиболее эффективный способ, но он приводит к мощной эмиссии ионов с поверхности холодного катода, что укорачивает срок службы ламп при частом включении;

o быстрый старт: одновременная подача энергии поджига и прогрев катодов. При работе в таком режиме тратится некоторое количество энергии на постоянный подогрев катодов;

o программируемый старт: последовательная подача энергии сначала на подогрев катодов, а затем на поджиг электронной дуги. Этот способ обеспечивает наиболее длительный срок службы газоразрядных ламп, высокую экономичность и максимальное количество циклов включения – выключения.

ЭБ часто оснащают средствами дистанционного управления контроля. В качестве сетевых протоколов обычно используются LonWorks, DMX-512, DALI, DCI. Например, широко распространенный протокол LonWorks, разработанный Echelon Corporation, может использовать в качестве транспортной среды силовой кабель, по которому подается питание на лампу. В этом протоколе определены методы адресации, маршрутизации и управления. Таким образом, ЭБ является своеобразным «выключателем» для ламп уличного освещения, обеспечивая энергосбережение, продление ресурса ламп и дистанционное управление. Для автоматизации включения и выключения ламп уличного освещения чаще всего используют датчики уровня освещенности. Алгоритм работы таких систем предельно прост: при снижении уровня яркости ниже заданного порога (сумерки) лампы включаются, и выключаются при превышении порога срабатывания.

К недостаткам таких систем можно отнести трудности калибровки датчиков, чувствительность датчиков к загрязнению, невозможность реализации энергосберегающих алгоритмов работы (например, затемнения или выключения части ламп в глухое ночное время, когда полное освещение не требуется). Интересный метод управления уличным освещением в соответствии с наружным уровнем освещенности предложила корейская фирма Stwol. Вместо фотодатчика применили встроенный GPS-приемник и вычислительное устройство. Зная координаты географического местоположения контроллера уличного освещения и астрономическое время, получаемое со спутников системы глобального позиционирования, вычислитель определяет точное время захода и восхода солнца. Контроллер включает освещение за 15 минут до наступления сумерек (момента, когда центр солнца находится под 6° над горизонтом) и выключает освещение через 10 минут после восхода солнца в данной точке земного шара. Очевидно, что данная система нечувствительна к оптическому загрязнению и неточной калибровке фотодатчиков.

Альтернативным методом автоматического управления в системах уличного освещения является использование графика включений и выключений освещения. При таком подходе контроллер на основании даты, дня недели (будни или выходные) и времени суток включает или выключает освещение. Этот метод является простым и эффективным и позволяет реализовывать в том числе энергосберегающие схемы освещения, учитывать потребность в праздничной иллюминации и т.д.

Способы дистанционного управления уличным освещением

Системы автоматического управления уличным освещением обычно работают под управлением зонального контроллера или сервера. В зависимости от алгоритма управления, контроллер формирует сигнал, например, включения группы уличных фонарей. Для передачи этого сигнала на исполнительные устройства (обычно электронные балласты ламп уличных фонарей) используются следующие средства:

o слаботочные сигнальные линии (витые пары, RS-485, Ethernet и т.д.);

o радиоканал;

o GSM-канал;

o передача ВЧ-сигнала по силовому кабелю.

Сравнение преимуществ и недостатков каждого способа приведено в таблице 1. Независимо от способа передачи сигнала дистанционного управления, современные системы автоматического управления уличным освещением (см. рис. 1) строят по трехуровневой архитектуре:

o блок непосредственного управления лампой или группой ламп в фонаре уличного освещения;

o шкаф зонального уровня управления (улица или квартал);

o центральный сервер территории.

Таблица 1. Сравнение способов передачи сигналов управления

Слаботочное управление GSM-канал Силовые линии электропередачи Радиоканал
Адресация (экономически целесообразно) Возможно управления отдельными лампами Только групповое управление Только групповое управление Только групповое управление
Способ управления Цифровой протокол управления, например на основе календарного графика Телефонный звонок или SMS на контроллер в шкафу управления Управление по силовому кабелю, подключенному к контроллеру в шкафу управления Передача радиосигнала из диспетчерской на приемник в шкафу управления
Факторы, влияющие на надежность Накопление ошибки отсчета времени Зависимость от загруженности публичной сети оператора GSM.

Невозможность управления при отказе (перегрузке) сети.

Риск ошибочного управления при невозможности контроля состояния силовых линий (например, при пробое изоляции).

При отказе требуется ручное переключение кабеля.

Зоны радиотени, радиопомехи могут вызвать невозможность приема сигнала управления
Трудозатраты Высокие трудозатраты при настройке календарного графика Низкие трудозатраты за счет использования сети публичного использования При индивидуальном управлении лампами прокладка кабелей трудозатратна Высокие трудозатраты при установке приемо-передатчиков
Охват территории Календарный график требует привязки к городу/области Управление возможно только в зоне действия сотовой сети Необходимость прокладки отдельного кабеля к каждой точке управления.

Длина контрольного силового кабеля не может превышать 1 км.

Емкость шкафа управления ограничена.

Управление возможно лишь в зоне уверенного приема радиосигнала.

Требуются релейные приемо-передатчики для расширения зоны приема.

Размер территории Район города, небольшой населенный пункт Город и ближайший пригород Ограниченная территория (квартал и т.п.) Город и пригород, территория вдоль автострад
Стоимостные факторы Индивидуальный блок управления в каждом фонаре Абонентская плата и плата за соединение, передачу сообщений или т.п. Стоимость прокладки индивидуальных силовых кабелей Стоимость оборудования диспетчерской, релейных станций и приемников
Факторы, влияющие на стоимость техобслуживания Постоянно необходима корректировка таймера Высокие затраты на ремонт электро-оборудования Требуется квалифицирован-ный диспетчер

Cтраницы: 1 | 2 | 3 | следующая >>

печатьраспечатать | скачать бесплатно Автоматизированное управление уличным освещением, Источник: ООО «Зареалье»,
www.zarealye.com

скачать архив архив.zip(117 кБт)


Rambler's Top100

Авторские права на размещенные материалы принадлежат авторам
Тел.(495) 360-66-26 E-mail:
© Портал ЭнергоСовет.ru - энергосбережение, энергоэффективность, энергосберегающие технологии 2006-2017
Возрастная категория Интернет-сайта 18 +
реклама | карта сайта | о проекте | контакты | правила использования статей

Регулятор отопления для зданий для устранения перетопов подробнее