30 сентября 2003 г. Итальянское энергетическое и газовое управление (ИЭГУ) опубликовало правила, которые соответствуют указу Министра энергетики от 24 апреля 2001 г. об энергосбережении. С 2003 г. ИЭГУ запустила национальную программу энергосбережения, и поэтому все дистрибьюторы энергии обязаны ей подчиняться, осуществляя проекты, направленные на энергосбережение, или получив так называемые титулы энергетической эффективности (ТЭЭ).
Большие возможности предоставлены Энергетической сервисной компании, которая имеет право запрашивать энергетические и газовые компании о выдаче ТЭЭ компаниям, реализовавшим энергосберегающие проекты, с проверкой получения ощутимых результатов.
С 2000 по 2006 гг. Reverberi Enetec (RE) предложила всем итальянским муниципалитетам ряд инициатив, направленных на увеличение «энергосберегающих» инвестиций в уличное освещение. За этот период было заключено 20 контрактов, с оплатой в рассрочку и пропорционально энергосбережению.
Все проекты, представленные RE для рассмотрения различным муниципалитетам, после точного анализа технико-экономических аспектов, предусматривают закупку, установку и обслуживание регуляторов электроэнергии, без расходов на администрацию муниципалитетов.
Договорная процедура предусматривает: контроль счетов от Управления по электричеству, подготовку предварительного технического предложения, проверку (на основании технического обзора) достоинства проекта в отношении ламп и осветительной установки (ОУ), предполагаемые результаты и, наконец, заключение контракта на тендерной основе.
Продолжительность контракта составляет 5-8 лет, а по его окончании и уплаты последнего взноса всё установленное оборудование передаётся муниципалитету, что обеспечивает экономию энергии на весь оставшийся срок службы оборудования, т.е. не менее чем на 15-20 лет.
Все платежи производятся в рассрочку поквартально, и каждый год проводятся проверки реальной экономии электроэнергии – по счетам от дистрибьюторов электроэнергии.
RЕ обеспечивает полное обслуживание и всё, связанное с устройствами управления и необходимое для надлежащего выполнения контракта, включая получение итоговой экономии.
Выгоды от такого предложения значительны: энергопотребление снижается без ухудшения качества освещения по стандарту CEN13201, снижаются световое загрязнение, расходы на обслуживание (т.к. увеличивается срок службы ламп) и объём выбросов СО2 в атмосферу.
Мы можем легко подтвердить, на старых и новых контрактах, что RE накоплен 6-летний опыт (и экономия!), установлено более 350 управляющих устройств и каждую неделю проводится их мониторинг. Фактически, все эти устройства снабжены GSM модемами, обеспечивающими дистанционное управление. Учитывая обилие информации на мониторе, было совершенно необходимым создать центр дистанционного управления, содержащий однажды введённую информацию об ОУ, все ежедневно получаемые и запоминаемые результаты измерений параметров оборудования, и подающий сигнал тревоги в реальном времени.
Центр дистанционного управления содержит:
• Один сервер производства компании HP: INTEL-XEON 2,8 ГГЦ; RAM 2 Гб; четыре HD по 36 Гб каждый, конфигурированные в модальности RAID5; 19-дюймовый монитор, USB мультипоследовательный порт и USB-COM преобразователь; сервер Windows 2003; SQL SERVER Standard 2000; диагностическое программное обеспечение и мониторинг последовательных портов.
• Сервер, конфигурированный для доступа в Интернет посредством специальных VPN и FIREWALL LINUX в персональном компьютере, специально для защиты от несанкционированного доступа.
• Один матричный принтер с игольчатой головкой для записи в хронологическом порядке событий и сигналов тревоги.
• Одно устройство бесперебойного питания, чтобы гарантировать непрерывность центрального управления.
• Один регулятор, полностью конфигурированный для мгновенного контроля возможных неповторяющихся отклонений в работе ОУ и для инструктажа персонала и потребителей.
• Шесть GSM модемов, один из которых предназначен для послания SMS сообщений и один – для получения сигналов тревоги.
• Пять телефонных модемов на коммутируемой линии связи.
• Пять клиентских станций, подсоединённых к онлайновым потребителям: менеджеру проекта, менеджеру закупок и менеджеру продаж.
Менеджер проекта работает следующим образом:
• В каждом новом контракте он вносит все данные, касающиеся ОУ, в программное обеспечение Maestro, после чего устанавливает частоту контрольных вызовов к ОУ, обычно раз в неделю.
• Maestro вызывает по одному все регуляторы и запрашивает сигналы тревоги и результаты измерений. В случае критических сигналов тревоги центр управления вызывает Maestro и посылает SMS сообщение дежурным техникам.
• В завершение менеджер выверяет как возможные приходящие сигналы тревоги (например, о перенапряжении, о токовой перегрузке, о срабатывании предохранителей и т.д.), так и взаимное соответствие результатов различных электрических измерений за прошедший период времени.
Результаты анализа проверяются командой экспертов (техники, обслуживающий персонал, менеджеры), которые собираются каждый месяц, чтобы обсудить ситуацию, полученную экономию и внесение необходимых коррективов.
Всех клиентов периодически информируют техническими отчетами о полученной экономии (рис. 1) и обо всех планируемых «вмешательствах» в работу ОУ. Очень часто технические менеджеры всех муниципалитетов используют такие отчёты для показа, как выполняется контракт.
Рис. 1. Пример отчёта об экономии энергии
Результаты
ОУ с регулятором отвечает требованиям стандарта CEN 13201, который позволяет снижать световой поток на 25% при снижении интенсивности движения на 50% и на 50% при снижении потока транспорта на 75% по сравнению с часами пик.
Измерения транспортного потока во многих городах показывают, что часы пик ежедневно наблюдаются с 8.00 до 9.00 и с 16.30 до 17.30, тогда как в другое время поток снижается. Около 20.00 он снижается более чем на 50%, и очень часто до 21.00 можно поддерживать сниженный на 50% световой поток. Это зависит также от дня недели и от сезона. Обычно в летнее время этот период длится около 2 часов, но в субботу, воскресенье и в праздничные дни оценивать, требуется ли регулирование ОУ и в какое время, следует специально.
Регуляторы мощности ламп – это централизованные стабилизаторы напряжения с точностью до ±1%, способные снижать напряжение, подаваемое на лампы, в соответствии с предустановленными циклами (рис. 2).
Рис. 2. Временная зависимость напряжения на выходе регулятора мощности
Хороший регулятор должен:
• гарантировать стабилизацию напряжения с точностью до ±1%, для повышения срока службы ламп и получения хорошей экономии электроэнергии;
• бесперебойно работать при коэффициентах мощности ОУ от 0 до 1;
• обеспечивать минимум напряжения в 170 В (для получения наилучших результатов);
• гарантировать эффективность не менее 98%: сберегаемая энергия не должна уходить в тепло;
• интегрироваться со всей системой дистанционного управления.
На реальную экономию электроэнергии, получаемую с помощью регуляторов мощности ламп, влияют следующие факторы: 1. Используемые рабочие циклы и типы ламп: использование городского цикла, который предполагает первую ступень снижения светового потока в 25% около 20.00, при снижении интенсивности движения на 50%, и вторую ступень – в 50% снижения светового потока в 22.00. Может быть получено 25% экономии энергии при использовании НЛВД и 16% – ртутных РЛВД. Рис. 3 показывает, что, модулируя и стабилизируя напряжение на лампах, можно получать значительное – до 50% – снижение энергопотребления. В этом случае в 21.00 можно иметь 25% экономии энергии, а в 23.00 – целых 50%.
Рис. 3. Временная зависимость мощности осветительной установки при установленном регуляторе мощности
2. Подача напряжения дистрибьютором электроэнергии: известно, что в ночные часы из-за снижения потребления электроэнергии напряжение возрастает, и при одинаковом снижении входных напряжений двух ОУ та из них, которая имеет большее напряжение, даёт больше экономии. На рис. 4 можно видеть типичное повышенное напряжение на выходе регулятора, и оно часто достигает 245 В.
Рис. 4. Типичное повышение сетевого напряжения с вечера до утра
3. Состояние ОУ: ОУ в очень плохом эксплуатационном состоянии часто имеют перепад напряжений на линии свыше допускаемых стандартами 5%, что вызывает последующее погасание ламп. Кроме того, не только длительную неэффективность, но и нарушение электробезопасности ОУ вызывают короткие замыкания на землю. В результате ОУ, не соответствующие стандартным правилам, значительно снижают эффективность применения регуляторов мощности. 4. Время включения и отключения: ОУ нормально включаются и отключаются сумеречными выключателями и (или) таймерами, но устройства компании RЕ могут оснащаться прибором, называемым астрономическими часами, позволяющим оптимизировать время включения и отключения и получать дополнительную экономию электроэнергии, в среднем равную 5%.
Когда все ОУ находятся в удовлетворительном состоянии, снабжены надёжными регуляторами, настроенными на городской стандартный цикл и содержащими астрономические часы, то при постоянном мониторинге и рациональном обслуживании в ОУ с НЛВД обеспечивается 30% экономии энергии, а в ОУ с ртутными РЛВД – 20%.
Но если сумеречные астрономические часы не установлены и (или) ОУ не управляется и не контролируется как должно, энергопотребление снижается лишь на 23% и 15% соответственно.
Среднее значение реально полученной экономии по двадцати упомянутым выше контрактам составляет 29,5% (минимум 25,3% и максимум 35%). Преимущества дистанционного управления
Дистанционное управление позволяет гарантировать бесперебойную работу ОУ и достижение предусмотренной контрактом экономии. Рис. 5 показывает типичную архитектуру развивающейся системы, клиент-серверную архитектуру для коллективного использования данных, принципы дистанционного управления каждой световой точкой, аппаратного обеспечения пультового управления, обмена данными и увеличения объема измерений.
Рис. 5. Схема системы дистанционного управления компании Reverberi Enetec
На практике дистанционное управление обеспечивает срочную информацию посредством SMS или e-mail сообщений о любых нарушениях или аномалиях, а также сбор данных для анализа всей информации об ОУ.
Кроме того, программное обеспечение даёт представление и в графической, и в табличной формах всех данных: напряжения, мощности, коэффициента мощности, экономии электроэнергии, наличия включения или отключения ОУ и т.д.
Компания RЕ поддерживает систему дистанционного управления непосредственным участием, особенно в обслуживании и ремонте. Она – важный локальный центр с обученным персоналом средней квалификации, выполняющим все наиболее распространённые операции, а впоследствии наш персонал сможет «подправлять» работу ОУ. Все это достижимо и недорого при наличии надёжной аппаратуры.
На сегодня дистанционное управление посредством GSM модемов не очень дорого и имеет другие преимущества, состоящие из возможности получения некоторой дополнительной информации (открытые двери, внутренняя температура устройств, сбои из-за близкого нахождения световым точкам насосов, транспортных огней и др., аварийные состояния из-за повреждения электрической сети и т.д.) или возможности изменения параметров дистанционного функционирования.
Кроме того, сегодня имеются некоторые другие устройства, позволяющие при очень небольших затратах следить за мощностью каждой линии. При установке в них «порога тревоги» эти устройства часто позволяют фиксировать изменение мощности при отключении даже одной лампы. Разумеется, система управляет световыми точками не по отдельности, что требует более сложных решений, но позволяет если не находить каждую вышедшую из строя лампу, то хотя бы знать, сколько ламп вышло из строя, и определять степень необходимости непосредственного вмешательства в работу оборудования.
Ниже анализируется 5 случаев диагностики аномальных явлений, возникших в правильно обслуживаемых ОУ с дистанционным управлением.
Первый случай связан с включением и отключением ОУ. В муниципалитете Касцина менеджер проекта заметил отклонение в работе некоторых ОУ. Так как отслеживается соотношение между энергопотреблением ОУ и средней мощностью потребляемой энергии, весной 2002 г. он заметил, что в некоторых ОУ имеется аномальное увеличение этого показателя. После анализа и загрузки критериальной базы по GSM менеджер заметил, что некоторые ОУ имеют совершенно другие времена включения и отключения по сравнению с другими ОУ. (В этом случае не было возможности установить сумеречные астрономические часы.) С согласия муниципалитета мы провели осмотр и нашли, что деревья около сумеречного датчика частично затеняют его чувствительный элемент. Последующее вмешательство и изменение расположения датчика позволило получать на этой ОУ дополнительную экономию энергии в 15%.
Опыт убедил нас осуществлять во всех ОУ включение и отключение по астрономическим часам. Правда, при этом не учитываются состояние неба и любые критические ситуации типа бурь, темных туч и т.д., но отменяются все действия по обслуживанию указанного датчика, такие, как чистка и переградуировка. А ведь как часто мы видим включенные ОУ и днем!
Во втором случае муниципалитет Сестри сообщил нам об аномалиях системы, часто вызывающих сбои в работе компьютеров, и, в частности, одного, используемого для дистанционного управления. Анализ показал, что днем напряжение падало ниже 210 В. В отношении этих данных муниципалитет обратился к дистрибьютору электроэнергии с просьбой контролировать распределяемое выходное напряжение, и все аномалии исчезли.
В третьем случае эксплуатационник из муниципалитета Казарано сообщил, что при снижении регуляторами напряжения на несколько Вольт лампы в конце очень длинной линии начинают гаснуть. Последовавший анализ показал, что спад напряжения на конце линии превышает 10%. Рассматривались разные способы исправления ситуации. Однако после нескольких дней сбора данных выяснилось, что у ОУ очень низкий коэффициент мощности, равный 0,5. Были установлены косинусные конденсаторы для групповой компенсации реактивной мощности, обошедшиеся всего в несколько сот евро, и немедленно был получен результат: ОУ теперь экономит энергию (рис. 6). Однако этот опыт научил техников тому, что линии данной ОУ надо менять и низкий коэффициент мощности был признаком деградации ОУ. Годом позже был объявлен тендер на полную реконструкцию ОУ.
Рис. 6. Коэффициент мощности осветительной установки в Казарано после установки компенсирующих конденсаторов
В том же муниципалитете другая ОУ «просигналила» о некоторых аномалиях регулятора: очень частое шунтирование и трудность в регулировании напряжения. Анализ позволил заключить: у системы плавающая нейтраль, что очень опасно и для регулятора, и для ламп. Опасность представляло то, что лампы питались от напряжения 380 В вместо 220 В! Проверка установила, что имело место неправильное подсоединение нейтрали, и быстрое вмешательство позволило предотвратить гораздо более серьезные неприятности.
Любое отсутствие защиты линии может быть немедленно обнаружено дистанционным управлением, как по посланному цифровому сигналу, так и по изменению тока и потребляемой мощности.
Иногда хорошая система дистанционного управления может документировать хорошо работающие ОУ и показывать аномальные явления, делая лишним обычное обслуживание ОУ.
Возможность владения информацией может содействовать как менеджеру, так и проектировщику при модернизации ОУ. Именно по этой причине компания RE призывает всех менеджеров к данному виду капитальных затрат даже при неоптимальном состоянии ОУ. Осуществить это очень легко, а экономия энергии окупит вложения за несколько лет.
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
