Aplikace regulace a telemanagementu ve VO města Zlín

Veřejné osvětlení je složitý světelnětechnický systém, jehož provoz, údržba a koncepce rozvoje vyžadují profesionální přístup. Je tomu tak zejména proto, že jde o velmi nákladný systém z hlediska spotřeby elektrické energie i z hlediska údržby a obnovy.

V rámci energetického managementu se řeší energetická optimalizace provozu systému veřejného osvětlení. K energetické optimalizaci vedou tři cesty:

energetická optimalizace vlastní osvětlovací soustavy, regulace osvětlení zařazením regulačních systémů, optimalizace systému řízení a monitorování, tzn. použití tzv. telemanagementu.

Město Zlín přistoupilo v letech 2003 až 2007 k radikální obnově převážné části systému VO. V jejím rámci byl postupně redukován instalovaný výkon z původních 1 850 kW na současných 1 100 kW při celkovém přibližném počtu 10 000 světelných bodů. Rovněž byl uveden do provozu systém regulace a byl využit telemanagement.

 

Vzhledem ke skutečnosti, že osvětlení komunikací podle ČSN EN 13201 lze přizpůsobit hustotě provozu, používají se dnes systémy plynulé regulace. Tím je redukován odběr elektrické energie v době sníženého provozu. Celková míra úspor spotřeby elektrické energie se pohybuje mezi 30 a 40 %. Kromě úspory energie se snižují náklady na údržbu (výměnu výbojek) tím, že se regulací prodlouží jejich život až na dvojnásobek. Ve městě Zlín byl zvolen systém amplitudové regulace italské firmy Reverberi Enetec.

 

Tento způsob regulace osvětlení funguje na principu změny efektivní hodnoty napětí, která nastává změnou amplitudy napětí. Regulační systém je založen na transformátorové regulaci ve výkonové řadě od 8 do 140 kV·A.

V systému VO města Zlín bylo instalováno přibližně 90 regulátorů o jmenovitém výkonu od 8 do 45 kV·A, které regulují asi 900 kW elektrického příkonu.

Systém je vhodný zejména pro plynulou regulaci vysokotlakých sodíkových výbojek pracujících s konvenčními předřadníky.

Hodnoty jednotlivých veličin v průběhu regulace, tj. při změně efektivní hodnoty napětí u systému Reverberi, jsou uvedeny v tab. 1.

 

Z tabulky je zřejmé, jak je důležitá stabilizace napětí. Zde se uplatňují dva aspekty stabilizace napětí:

• úspora spotřeby elektrické energie při přepětí,
• zajištění kvality – požadované osvětlenosti při podpětí.

Například při přepětí 240 V vzrůstá spotřeba elektrické energie zhruba o 12 %, naopak při podpětí např. 210 V klesá světelný tok až o 31 %.

Předností systému Reverberi je možnost stabilizovat jmenovité (nebo zvolené) napětí v osvětlovacím systému i na vyšší úrovni, než je v dané chvíli síťové napětí.

 

Základní údaje osvětlovacího souboru bez regulace a s regulací jsou uvedeny v tab. 2.

 

Osvětlovací systém	Doba provozu	Počet svítidel 70 W, 100 W, 150 W	Celkový instalovaný výkon	Roční spotřeba elektrické energie
	h/rok	ks	kW	kWh/rok
bez regulace	4 200	asi 8 000	900	3 780 000
s regulací	4 200	asi 8 000	900	2 457 000

Osvětlovací systém	Platby za spotřebovanou elektrickou energii  (1,75 Kč/kWh)	Náklady na údržbu (výměnu zdrojů apod.)	Celkové roční provozní náklady
	Kč/rok	Kč/rok	Kč/rok
bez regulace	6 615 000	1 500 000	8 115 000
s regulací	4 299 750	800 000	5 099 750

Pod tímto pojmem se v oblasti veřejného osvětlení rozumí systémy dálkového spínání, řízení a monitorování provozních a poruchových stavů jednotlivých částí systému. Nejčastěji je telemanagement používán právě u rozváděčů veřejného osvětlení vybavených regulací, dále u standardních rozváděčů veřejného osvětlení a zavádí se i při monitorování jednotlivých svítidel systému veřejného osvětlení.

V systému VO města Zlín je použit decentralizovaný systém řízení a monitoringu.

 

Tento systém je vytvořen tak, že „inteligence“ je dislokována přímo do rozváděčů veřejného osvětlení a tyto komunikují s centrem, jen pokud je to nezbytně nutné.

Příkladem takového systému je řešení použité v rozváděčích Reverberi.

Aby nemuselo být VO denně zapínáno a vypínáno z centra, je rozváděč Reverberi vybaven centrální jednotkou LIT (Lighting Intelligent Tutor), která obsahuje velmi přesné (±1 min/rok) astronomické hodiny, a každý rozváděč provede úkon sepnutí synchronně, ale samostatně.

Centrální jednotka LIT je vybavena softwarem L.E.M (Lighting Energy Manager), který řídí regulaci, snímání a záznam elektrických parametrů, jako je vstupní a výstupní napětí v každé fázi a proud v každé fázi. Dále provádí výpočet účiníku odběru každé fáze, výpočet odebíraného činného a jalového výkonu každé fáze. Dalšími záznamy je doba provozu, seznam alarmů apod. Tato centrální jednotka může komunikovat s centrem buď přímo přes kabelové propojení s PC, nebo dálkově prostřednictvím modemu GSM.

Tato komunikace se využívá, jen je-li to nezbytné, např. při:

 

Průběh výstupního regulovaného výkonu v závislostí na čase je zřejmý z obr. 4 a průběh odpovídajícího regulovaného napětí je na obr. 5.

Uvedené systémy umožňují centralizovat informace do řídicího velínu a ve spolupráci s pasportem VO v digitální podobě průběžně evidovat veškeré činnosti a provádět statistická vyhodnocení za zvolené časové období.

Takové systémy jsou základem efektivní a systémové údržby, provozu a obnovy osvětlovacích systémů veřejného osvětlení.

 

Kvítková 248

760 01 Zlín

tel./fax: +420 577 211 633

mobil: +420 777 705 033

e-mail: jaroslav.polinek@akte.cz