ГАЛИЕВ Р.Р., КГЭУ, г. Казань Науч. рук. канд. филос. наук, доц. ТАКТАМЫШЕВА Р.Р.
Вопросам энергосбережения и повышения энергетической эффективности в современных условиях экономического развития уделяется повышенное внимание как в нашей стране, так и за рубежом.
Самым основным способом энергосбережение является внедрение энергосберегающих технологий. Энергосберегающая технология – новый или усовершенствованный технологический процесс, характеризующийся более высоким коэффициентом полезного использования топливно-энергетических ресурсов.
Наибольший потенциал внедрения новых энергосберегающих технологий и оборудования, усовершенствования уже существующих технологий и оборудования,и сокращения расхода энергоносителей в самых энергоемких отраслях – промышленном производстве и жилищно-коммунальной сфере.
В современных предприятиях самым распространенным видом экономии электроэнергии является применение автоматизированной системы управления наружным освещением (АСУНО), предназначенной для снижения объемов потребления электроэнергии данными сетями и затрат на эксплуатацию сетей наружного освещения.
Автоматизированная система управления наружным освещением (АСУНО) предназначена для снижения затрат на эксплуатацию сетей наружного освещения (СНО) и объемов потребления электроэнергии данными сетями.
АСУНО помогает управлять освещением (работа по расписанию с возможностью внесения ежедневных, в том числе оперативных корректив в расписание) с учетом данных о прогнозе погоды с автоматической коррекцией режима работы системы; собирать, хранить и обрабатывать данные об энергопотреблении и параметрах электросети (токи, напряжения, частота и др.); вести на сервере АСУНО локальные регистраторы (системные журналы событий) включения и отключения, сеансов связи, аварийных и прочих событий; формировать отчёты по трафику. Помимо этого автоматизированная система управления наружным освещением может быть использована с целью оповестить персонал об аварийных ситуациях (индикация на SCADA-форме, звуковой и световой сигнал, SMS, электронная почта); использовать два и более независимых канала управления освещением (GSM и Ethernet); контролировать целостность кабеля для предотвращения его хищения (по выходу тока потребления за уставки).
По виду систем управления освещением АСУНО делится на:
АСУНО с групповым управлением – осуществляет управление освещением независимо по каждой фазе.Преимуществами данной системы являются ее невысокая стоимость (включает в основном стоимость шкафа управления и не возрастает пропорционально размерам сети) и требование минимальной реконструкции существующей сети освещения. Однако такая система обладает низкой гибкостью управления (невозможно отключение конкретных светильников) и высокими эксплуатационными затратами.
Рисунок 1. АСУНО с групповым управлением.
АСУНО с индивидуальным управлением – осуществляет управление освещением независимо по каждому светильнику.Преимуществами данной системы являются низкие эксплуатационные затраты, гибкая система управления (возможно отключение отдельных светильников/ламп) и наличие возможности плавного пуска. Однако стоимость данной системы существенно выше, поскольку требуется установка контроллера на каждый светильник, соответственно стоимость системы возрастает с ростом системы освещения.
Рисунок 2. АСУНО с индивидуальным управлением.
Таким образом, система АСУНО позволяет оптимизировать время полезной работы сетей наружного освещения в соответствии с заданными алгоритмами; уменьшить количество отказов оборудования и снизить время обнаружения внештатных ситуаций; сократить временные затраты на формирование отчетов о величине потребления электрической энергии для энергоснабжающей организации; устранить возможность воровства электроэнергии в сетях наружного освещения; снизить вероятность возникновения актов вандализма; оптимизировать количество обслуживающего персонала.
УМНЫЕ СЕТИ (SMART GRID)
Энергоэффективность и ресурсосбережение – стратегически важные направления в экономически развитых странах, включая Россию, где положения по этим направлениям закреплены на законодательном уровне.
В нынешнее время российские энергосистемы практически не развиваются, что способствует их физическому и моральному износу. Именно поэтому очень актуальным становится вопрос развития в нашей стране сети совершенно нового уровня, в основу которой будут положены передовые достижения и современные технологии, мировая наука и техника. Ведь развитие самой отрасли подразумевает под собой увеличение энергетических мощностей, ввод в работу новых электростанций. Усовершенствование сети многие считают второстепенной задачей. Но это ошибочное мнение. Уже во многих развитых странах мира активно ведутся работы по формированию интеллектуальных сетей. Они получили название Smart Grid. Это является одним из основных сигналов о том, что грядёт смена технологических приоритетов в энергетике.
Наличие ресурсов в России соседствует с бездумной расточительностью. И использование умных сетей (Smart Grid) электроснабжения направлено справиться с существующими проблемами.
Умные сети Smart Grid представляют собой модернизированные каналы электроснабжения, работающие с использованием коммуникационных и информационных технологий. Основной задачей внедрения подобных систем является обеспечение надёжной работы оборудования посредством внедрения дистанционного контроля над исправностью отдельных компонентов.
В России термин умные сети трактуется примерно так: при помощи интеллектуальных сетей осуществляется модернизация в сфере энергетики для достижении уменьшения потерь. Энергетическая система довольно просто устроена,что изобразить её можно в виде цепочки: электроэнергия вырабатывается электростанциями, при помощи сетей подается потребителям. При этом все мощности любого звена цепочки должны быть эффективными и надежными, что подразумевает вывод технический устаревших оборудования, а также внедрение инновационных решений и технологий.
Что дает внедрение умных сетей:
1) возможность регулирования нагрузок для потребителей;
2) возможность удаленного контроля; сокращение потерь энергии; уменьшение затрат ресурсов;
3) уменьшение выбросов углекислого газа в атмосферу за счет экономии и привлечения альтернативных источников, то есть улучшение экологической
4) ситуации в краткосрочной и долгосрочной перспективе;
5) толчок к развитию альтернативной энергетики, отрасли производства «умных» счетчиков, трансформаторных подстанций и других смежных областей;
6) автоматическая быстрая реакция на изменившиеся условия, быстрый ответ на аварийную ситуацию, самовосстановление цепи;
7) повышение эффективности работы системы в целом.
Smart Grid помогает собрать практический всю энергию от различных источников энергии, а также правильно распределить ее между потребителями, обеспечив стабильность сети - напряжения и частоты. Кроме этого, еще одна важнейшая задача умных сетей является- соединение потребителей с новыми источниками энергии. Предполагается, что ими станут генерирующие источники с нулевым или пониженным выбросом углекислого газа.
Защищенность всей системы умных сетей достигается при помощи уменьшения зависимости именно от централизованных электростанций, способность к самодиагностике и самовосстановлению сетей и оборудования.
Реализация концепции Smart Grid на практике требует определенного системного подхода, а также значительных финансовых вложений. По этому направлению ведутся научные изыскания и достаточно активная работа по внедрению инновационных технологии. Проекты данной сферы реализовываются по всему миру, активно в этот процесс включились и российские компании. Человечество очень вовремя задалось данными вопросами, так как их игнорирование способствует к всеобщему энергетическому коллапсу. А умные сети помогут избежать данной проблемы. Для передачи информации между элементами Smart Grid могут использоваться различные типы связи: низкочастотные контрольные кабели, коаксиальные высокочастотные кабели, провода высоковольтных линий электропередач, оптические кабели, направленные защищённые радиоканалы и др.
Концепция Smart Grid определяется различными передовыми особенностями, такими как:
· Реализация двухстороннего взаимодействия при помощи обмена данными между всеми существующими элементами сети.
· Данная система работает с каждым элементом технологической цепочки производства (солнечные панели, ГЭС, ветровые генераторы, ТЭЦ, различные накопители энергии, АЭС и т.д.) и конечных потребителей.
· Применение цифровых коммуникационных сетей даёт возможность обмениваться информацией в реальном времени.
· Каждый элемент Smart Grid обязан оснащаться специальными техническими средствами, обеспечивающими информационное взаимодействие.
· Благодаря данной системе обеспечивается оптимальная работа электроэнергетической сети.
Из-за дешевизны и доступности наибольшую популярность приобрели сетевые технологии Ethernet/Internet. В такие сети через встроенные модемы легко подключаются разнообразные электронные датчики, измерительные преобразователи, трансдьюсеры, микропроцессорные счётчики и другие приборы. Альтернативой данному варианту являются оптоволоконные каналы и различные технологии современной беспроводной связи.
Для надёжного функционирования сети Smart Grid важно свести к минимуму количество отдельных обрабатывающих модулей. От многочисленных компонентов информация должна подаваться на мощные серверы, обрабатываться и пересылаться на исполнительные элементы. Чтобы избежать потерь эффективности, основная функциональность системы должна обеспечиваться на программном уровне.
Концепция Smart Grid предполагает совмещение релейной защиты с информационно-измерительными функциями. Микропроцессорные устройства релейной защиты измеряют токи и напряжение в векторной форме, накапливают данные о срабатываниях и аварийных режимах в специальных блоках памяти. Таким образом, релейная защита превращается в своеобразный центр обработки информации, элемент системы диагностики и мониторинга электрооборудования.
Иными словами умные сети Smart Grid в электроэнергетике должны отвечать критериям гибкости, доступности, надёжности и экономичности. Помимо этого концепция Smart Grid содержит ещё один важный аспект – катализацию экономического подъёма. Развёртывание подобных проектов способствует развитию инновационных технологий, стимулирует производство высокоинтеллектуальной продукции, расширяет возможности использования электрической тяги в транспортной инфраструктуре.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. https://kgeu.ru/Home/Page/122?idShablonMenu=684 // 1 Том: 196 с.
2. Данные об АСУНО: https://www.telesystems.info/svet
3. Киреева Э.А., Юнес Т., Айюби М. Автоматизация и экономия электроэнергии в системах промышленного электроснабжения: Справочные материалы и примеры расчетов. – М.: Энергоатомиздат, 1998.
4. Учебное пособие для вузов / А.С. Гордеев. – Мичуринск.: МичГАУ, 2006. – 220 с.